如何選擇防爆正壓柜,可有以下兩種選擇考慮因易爆場所的環境差異而有所不同。通常有兩種類別:氣體易爆性環境和粉塵易爆性貴陽防爆CCC環境,兩種環境類別的介質差異決定了防爆正壓柜的防爆結構不同。根據國家標準要求,一類是氣體易爆性環境使用的防爆電氣設備,可選擇氣體結構的防爆正壓柜。另一類是易爆性環境的使用的粉塵防爆正壓柜,而塵密結構通常以DT作標識,通常在爆炸性粉塵10區環境或者是其它爆炸性粉塵11區環境條件下使用。考慮因易爆性氣體混合物的爆炸級別差異而有所不同,考慮因易爆性氣體混合物的爆炸級別差異而有所不同。按照國家標準分類為i、nA、nB和nc,其依據的是電氣設備的大試驗安全間隙(MESG)和小點燃電流比(MICR)這兩個指標進行計算,同時需要參照易爆性氣體介質的差異性,如甲烷氣體為i級別、丙烷氣體為nA級別、乙烯氣體為nB級別、乙炔和氫這兩種氣體為nc級別等,四種級別的計算指標呈逐級提高的趨勢;考慮因易爆性氣體混合物的組別或引燃溫度差異而有所不同。按照國家標準,從組別T1到T6,易爆性氣體、蒸汽或空氣混合防爆CCC產品物可能被熱表面所引燃的低溫度是逐漸降低的,從而導致防爆電氣設備的要求不斷上升;考慮因周圍環境差異而有所不同。因此選擇防爆正壓柜是與周圍環境分不開的,如化工的、電子的、高溫的、粉塵防爆CCC產品等不同環境條件下,應該因地制宜,應用與環境配套的防爆正壓柜。
1 爆炸危險區域電伴熱現場智能控制器的設計智能控制器用于電伴熱系統中,做現場管道電伴熱回路的智能控制,以實現如下功能:1)實時溫度監控;2)溫度、報警等信息現場顯示;3)與中央控制室通訊實時傳輸信息。控制器基本設計參數貴陽防爆CCC為:輸入電壓AC220V;負載電流32A;防護等級不低于IP65;安裝方式:管道上安裝。基于以上需求給出產品需求功能框圖(見圖1)圖1 需求功能框圖從需求功能框圖可見,實現上述功能按常規思路采用成品傳感器、變送器、溫度控制器(或PLC)和功率控制器件的控制盤方案是可行的,但不可取,原因是:成品組裝外加考慮防爆措施勢必造成產品體積和成本上的大幅提高且回路擴展能力差。因此本控制器合理的設計思路只能是:從電子硬件和軟件入手、采用緊湊的防爆結構設計,達到防爆CCC產品功能和結構上的優化。圖2即為本控制防爆CCC產品器實現后的功能和結構框圖,其防爆措施綜合采用了本安、增安、澆封三種方法,下面重點從硬件設計中的本安設計、軟件流程和防爆結構三個維度進行論述。
基本概念:1.1 內置系統:設備含有可燃性物質并可能形成內釋放源的部分貴陽防爆CCC。1.2內釋放源:外殼內的某點或部位,從這些地方可燃性物質能夠以可燃性氣體、蒸汽或液體的形式釋放到正壓外殼內,并能與周圍的空氣形成爆炸性氣體環境。1.4正壓保護:用保持外殼內部保護氣體的壓力高于外部壓力以阻止外部爆炸性氣體進入外殼的方法。1.5靜態正壓保護:不添加保護氣體而保持危險場所中正壓外殼內的正壓值的保護方法。1.6 px型:將正壓外殼內的保護級別從防爆CCC產品Gb級或Mb級降至非危險的正壓保護。(可用于I類設備)1.7 py型:防爆CCC產品將正壓外殼內的保護級別從Gb級降至Gc級的正壓保護。1.8 pz型:將正壓外殼內的保護級別從Gc級降至非危險的正壓保護。
控制器的實際功能、結構框圖1.1 硬件貴陽防爆CCC設計中的本安實現本控制器的溫度測量、電流采集、人機交互及微處理器單元均為電子線路,本產品的硬件選擇了本質安全型設計,本安型設計具有諸多優點,例如利于傳感器選型、利于結構設計、利于減小產品體積和降低成本等。確定了產品的本安設計方向即意味著所有硬件電路均與本性能相關,硬件電路的功能和本安實現成為設計的重點,下面主要闡述復雜本安電路的設計和部分關鍵元器件本安性能的核算方法。1.1.1能量網格化設計本控制器從本安電路角度來看屬于復雜電路,為實現本安性能采取了能量網格化設計方法:即充分利用國標中規定和認可的可靠間距、可靠電阻、可靠隔離元件(可靠隔離元件可以是二極管、電容、變壓器、光耦、繼電器等),將防爆CCC產品各功能電路進行能量分區形成各自獨立的能量孤島。圖2中數字序號標注的電路功能塊,為各個獨立的能量孤島防爆CCC產品,大寫英文字母標注的元件為功能塊之間的可靠隔離元件。可靠隔離元件用于實現各功能塊之間的信號傳輸的同時又實現了能量隔離或限制。
結構設計本產品防爆結構采用增安和澆封方法,圖2中羅馬字母為增安型殼體,其電源、負載、PT100傳感器電纜通過增安型格蘭引出;為增安型殼體貴陽防爆CCC中的澆封劑,除顯示電路、按鍵電路、接線端子裸露在澆封劑外,其他硬件電路均在澆封劑中。設計思路和特點如下1.4.1本控制器結構上要求體積小、重量輕、具備抗腐蝕性能,另外硬件電路中內置藍牙模塊,因此產品適合采用非金屬材料,實際設計中采用了SMC模壓成型的聚酯殼體作為產品的主體結構,壁厚6mm,外形尺160X160X90(mm),通過了防爆標準要求的耐熱耐寒、抗沖擊等測試;采用硅發泡密封條并合設計殼體與殼蓋之間的密封結構,通過了IP66防護等級測試,高于設計輸入要求的IP65;1.4.2澆封型防爆措施在整機設計中起到了銜接和橋梁的作用,具體如下1)增安型殼體內部不適宜安裝復雜電氣元件,澆封措施的引入彌補了增安型殼體的局限性;2)設備溫度組別核定時只需要考慮澆封劑表面的溫升;3)本安防爆CCC產品電路中的關聯電路、可靠隔離元件按本安標準要求必須進行澆封處理,因此澆封型防爆措施也即防爆CCC產品是本安防爆措施的一部分通過以上的結構設計,實際產品長寬高比例協調、體積小、重量輕、接線安裝方便。
防爆智能現場電伴熱貴陽防爆CCC控制器的應用本控制器取得了IECEX和ATEX國際防爆認證、NEPSI國內防爆認證。國內應用于珠海路博潤、寧夏寧煤、新疆西管等一批大中型項目,國外應用于哈薩克斯坦項目,一次性用量達到3000臺。本產品立足于現場回路控制,使用方便靈活,結合了集中控制與本地控制的優勢,填補了國內電伴熱現場回路智能控制產品的空白,已成為電伴熱控制方案中的優選產品,被廣泛推廣使用3結語本產品開發設計過程中綜合利用了多種防爆措施,本安論述中提出了能量網格化設計概念,在滿足防爆要求同時最大限度地防爆CCC產品實現了功能需求,達到了一體化設計的目的,在智能型防爆CCC產品防爆電氣設計領域做出了一些有益的探索本產品防爆結構采用增安和澆封方法,圖2中羅馬字母為增安型殼體,其電源、負載、PT100傳感器電纜通過增安型格蘭引出;為增安型殼體中的澆封劑,除顯示電路、按鍵電路、接線端子裸露在澆封劑外,其他硬件電路均在澆封劑中。設計思路和特點如下