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非靜態(tài)正壓型電氣設(shè)備的安全措施和安全要求
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| 發(fā)布時(shí)間：
2021/12/22 |
非靜態(tài)正壓型電氣設(shè)備的安全措施和安全要求
非靜態(tài)正壓型電氣設(shè)備是相對靜態(tài)正壓型電氣設(shè)備而言的。這種電氣設(shè)備在爆炸性危險(xiǎn)場所中正常運(yùn)行時(shí)需要實(shí)時(shí)地補(bǔ)充保護(hù)性氣體，以維持內(nèi)部的正壓值。
非靜態(tài)正壓型電氣設(shè)備，按照正壓保護(hù)技術(shù)的不同，又分為連續(xù)稀釋式正壓型電氣設(shè)勻
漏補(bǔ)償式正壓型電氣設(shè)備。
這種電氣設(shè)備，包括保護(hù)性氣體輸送管道，應(yīng)該牢固地安裝在爆炸性危險(xiǎn)場所中。
一、正壓外殼內(nèi)壓力變化狀態(tài)示意圖
在正壓型電氣設(shè)備中，通常情況下，由鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)等機(jī)械向正壓外殼供給保護(hù)性氣體。具有一定壓力的保護(hù)性氣體氣體流，在進(jìn)入進(jìn)氣管道、設(shè)備外殼和從排氣管道排出的過程中，會發(fā)生壓力的變化。
這主要是由于氣體流在通過所經(jīng)路程時(shí)受到器壁或零部件的表面摩擦阻力引起的；尤其是，當(dāng)正壓型電氣設(shè)備內(nèi)包含旋轉(zhuǎn)部件或運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，這些部件的運(yùn)動(dòng)對氣體流產(chǎn)生擾動(dòng)作用，改變著內(nèi)部壓力的分布狀態(tài)，有時(shí)候還可能出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象。因此，保護(hù)性氣體在正壓外殼內(nèi)壓力的分布是不均勻的。
1.正壓型電氣設(shè)備內(nèi)無旋轉(zhuǎn)部件時(shí)
在正壓型電氣設(shè)備內(nèi)無旋轉(zhuǎn)部件時(shí)，正壓外殼(包括進(jìn)氣管道、設(shè)備外殼和排氣管道)內(nèi)
保護(hù)性氣體的壓力分布比較均勻，壓力數(shù)值變化也比較小。
(1)在連續(xù)稀釋情況下
當(dāng)正壓保護(hù)系統(tǒng)采用連續(xù)稀釋方式來保持正壓外殼內(nèi)部的正壓時(shí)，若正壓保護(hù)系統(tǒng)的排氣口設(shè)在非危險(xiǎn)場所，壓力分布示意圖如圖5.1所示；若正壓保護(hù)系統(tǒng)的排氣口設(shè)在危險(xiǎn)場所，壓力分布示意圖如圖5.2所示。
非危險(xiǎn)場所 危險(xiǎn)場所 非危險(xiǎn)場所
圖5.1正壓保護(hù)系統(tǒng)排氣口設(shè)在非
危險(xiǎn)場所時(shí)壓力分布示意圖
1-保護(hù)性氣體進(jìn)氣口;2-輸送管道;3-鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī);4-設(shè)備外殼;5-阻氣門;6-保護(hù)性氣體排氣口;7-設(shè)備外殼內(nèi)的壓力;8-大氣壓力
非危險(xiǎn)場所 危險(xiǎn)場所 非危險(xiǎn)場所
圖5.2正壓保護(hù)系統(tǒng)排氣口設(shè)在危險(xiǎn)場所時(shí)壓力分布示意圖
1-保護(hù)性氣體進(jìn)氣口;2-輸送管道;3-鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī);4-設(shè)備外殼;5-阻氣門;6-火花和顆粒擋板;7-保護(hù)性氣體捧氣口;8-設(shè)備外殼內(nèi)的壓力;9-大氣壓力
從圖5.1和圖5.2中可以看出，在連續(xù)稀釋情況下，正壓外殼(包括進(jìn)氣管道、設(shè)備外殼和排氣管道)內(nèi)部的最低正壓出現(xiàn)在排氣口處。
(2)在泄漏補(bǔ)償情況下
當(dāng)正壓保護(hù)系統(tǒng)采用泄漏補(bǔ)償方式來保持正壓外殼內(nèi)部的正壓時(shí)，壓力分布示意圖如圖5.3所示。
從圖5.3中可以看出，在泄漏補(bǔ)償情況下，正壓外殼(包括進(jìn)氣管道、設(shè)備外殼和排氣管道），內(nèi)部的最低正壓同樣出現(xiàn)在排氣口處。
2.正壓型電氣設(shè)備內(nèi)有旋轉(zhuǎn)部件時(shí)
在某些正壓型電氣設(shè)備中，由于功能的需要，常常帶有旋轉(zhuǎn)部件，例如像風(fēng)扇那樣的部件。這樣，風(fēng)扇造成的局部壓力和壓力場就會改變保護(hù)性氣體氣體流的壓力分布狀況。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中就出現(xiàn)這種情況。
(1)內(nèi)風(fēng)扇式旋轉(zhuǎn)電機(jī)
在泄漏補(bǔ)償式正壓保護(hù)系統(tǒng)中，內(nèi)風(fēng)扇式旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)保護(hù)性氣體的壓力和內(nèi)風(fēng)扇引起的局部壓力分布示意圖如圖5.4所示。
非危險(xiǎn)場所 危險(xiǎn)場所 非危險(xiǎn)場所
圖5.3在泄漏補(bǔ)償式正壓保護(hù)系統(tǒng)中壓力分布示意圖
1-保護(hù)性氣體進(jìn)氣口;2-輸送管道;3-鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī);4-設(shè)備外殼;5-排氣口閥門;6-保護(hù)性氣體排氣口;7-設(shè)備外殼內(nèi)的壓力;8-大氣壓力
圖5.4內(nèi)風(fēng)扇式旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)壓力分布示意圖
1-保護(hù)性氣體進(jìn)氣口;2-輸送管道;3-鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī);4-旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外殼;5-捧氣口閥門;6-保護(hù)性氣體排氣口;7-旋轉(zhuǎn)電機(jī)外殼內(nèi)的壓力;8-大氣壓力
從圖5.4中可以看出，內(nèi)風(fēng)扇在旋轉(zhuǎn)電機(jī)外殼內(nèi)部造成一個(gè)和保護(hù)性氣體氣體流方向不一致的氣體流，從而改變著外殼內(nèi)部壓力的分布狀況和大小。在合適的條件下，在內(nèi)風(fēng)扇進(jìn)氣側(cè)就會產(chǎn)生負(fù)壓；這個(gè)負(fù)壓可能把外部的可燃性氣體吸入正壓外殼內(nèi)。這是一種很糟糕的現(xiàn)象。
分析可知，提升保護(hù)性氣體的壓力，使內(nèi)風(fēng)扇造成的壓力減小，就可以消除產(chǎn)生這種負(fù)壓的可能性。
(2)外風(fēng)扇式旋轉(zhuǎn)電機(jī)
當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶有外風(fēng)扇時(shí)，泄漏補(bǔ)償式正壓保護(hù)系統(tǒng)的電機(jī)外殼內(nèi)壓力分布示意圖如圖5.5所示。
從圖5.5中可以看出，外風(fēng)扇在旋轉(zhuǎn)電機(jī)外殼外部造成一個(gè)周圍大氣的氣體流。然而，這個(gè)氣體流對外殼內(nèi)的保護(hù)性氣體的壓力分布狀態(tài)沒有構(gòu)成直接的影響，但是，它卻使外殼外部的壓力升高。
因而，在評價(jià)正壓外殼的內(nèi)部壓力與外部壓力之差時(shí)，人們應(yīng)該考慮外風(fēng)扇造成的這種不利影響，而把不應(yīng)該僅考慮大氣壓力。
圖5.5外風(fēng)扇式旋轉(zhuǎn)電機(jī)內(nèi)壓力分布示意隰.
1-保護(hù)性氣體進(jìn)氣口；2-輸送管道；3-鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓；4-旋轉(zhuǎn)電機(jī)的外殼；5-排捧氣口閥門；6-保護(hù)性氣體捧氣；7-旋轉(zhuǎn)電機(jī)外殼內(nèi)的壓力；8-大氣壓力；9-外部壓力
按照上述3個(gè)式子描述的邏輯關(guān)系，設(shè)計(jì)人員便可以設(shè)計(jì)出正壓保護(hù)系統(tǒng)的電氣控制原理圖。
從表5.1和上述3個(gè)表達(dá)式的邏輯關(guān)系可以看出，在這個(gè)邏輯控制系統(tǒng)中，任何一個(gè)參數(shù)達(dá)不到規(guī)定值(自動(dòng)安全裝壹檢測出故障)時(shí)，正壓保護(hù)系統(tǒng)都會使系統(tǒng)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)回到初始狀態(tài)(S。)。
綜上所述，“pb”級正壓型電氣設(shè)備的正壓保護(hù)系統(tǒng)的控制過程如下。
在正壓型電氣設(shè)備起動(dòng)過程中，最高正壓檢測裝置處于低電平，它給主電路起動(dòng)裝置一個(gè)電信號(“非”)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；流量檢測裝置開始檢測保護(hù)性氣體的流量，一旦氣體流量達(dá)到規(guī)定的最小流量，便發(fā)出信號給最低正壓檢測裝置、定時(shí)器和主電路起動(dòng)裝置；最低正壓檢測裝置獲得流量檢測信號后便開始監(jiān)測外殼內(nèi)的壓力，一旦正壓值達(dá)到規(guī)定的最低壓力，它便向定時(shí)器和主電路起動(dòng)裝置發(fā)出信號；定時(shí)器收到流量信號“與”最低正壓信號后便開始計(jì)時(shí)，一旦計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到規(guī)定值，它便向主電路起動(dòng)裝置發(fā)出合閘供電指令，主電路起動(dòng)裝置在最高正壓檢測裝置信號“與”流量檢測裝置信號“與”最低正壓檢測裝置信號“與”定時(shí)器信號共同作用下合閘供電。至此，正壓型電氣設(shè)備起動(dòng)完成。
在正壓型電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦自動(dòng)安全檢測裝置檢測到某個(gè)被監(jiān)測參數(shù)偏離了
值，整個(gè)正壓保護(hù)系統(tǒng)就會馬上翻轉(zhuǎn)，回到初始狀態(tài)。
“pb”級正壓型電氣設(shè)備正壓保護(hù)系統(tǒng)控制邏輯示意圖如圖5.6所示。
在圖5.1中，101—“非”門，將最高正壓信號的低電平轉(zhuǎn)換為高電平；102—“與”門，保證流量值與，正壓值符合要求；103—“與”門，保證在流量信號、最低正壓信號觸發(fā)下起動(dòng)延時(shí)功能；104—“與”門，保證在最高正壓信號、流量信號、最低正壓信號、定時(shí)信號觸發(fā)下立即對主電路合閘供電。至此，設(shè)備投入正常運(yùn)行。反之，假若最高正壓信號、流量信號、最低正壓信號中任何一個(gè)偏離整定值，主電路起動(dòng)裝置(k)都會立即將主電路斷開。
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