PX型正压防爆电气控制柜的设计与调试

2014-09-22高作峰

电气开关 2014年2期

关键词：控制柜换气电气控制

高作峰

(沈阳华兴防爆器材有限公司，辽宁沈阳 110144)

1 防爆正压电气控制柜分类

PX型正压type px pre ssurizing电气控制柜:将正压外壳内的危险分类从1区降至非危险或从1类(煤矿井下危险区域)降至非危险的正压保护。

(1)PY型正压type py pressurizing

将正压外壳内的危险分类从1区降至2区的正压保护。

(2)PZ型正压type pz pressurizing

将正压外壳内危险分类从2区降至非危险的正压保护。

本文涉及PX型防爆正压电气控制柜设计与调试

2 控制柜的结构要求

PX型防爆正压电气控制柜(以下简称控制柜)上腔为正压室(主腔)，正压室内设置了正压传感系统、正压布气系统。控制柜下方为防爆自动控制系统(副腔)一般为防爆配电箱，设置了减压系统、换气系统、自控系统、报警系统、正压显示系统。用户所有的电器元件均设置在主腔内。用户在施工时必须保护面板元件，以保证其密封性能。

控制柜门、盖、体均采用优质碳素钢板(2.5厚)弯折成型，整体焊接，对于具有静态压力保护的II类正压外壳，门和盖只能用工具才能打开，并且应设置警告标志:

“警告—严禁在危险场所内打开”。

对于含有需要冷却时间的热部件的PX型正压外壳，不用工具或钥匙不应轻易打开。

主腔与副腔体接合面采用密封焊接后，再用树脂胶进行再次密封处理，主腔与副腔体进、出线电缆及压力传感器压力管出口，也通过树脂胶胶封处理。

控制柜上方设置了供运输起吊的四个吊环，供安装使用，控制柜安装方式为落地座式电缆下进安装。便于用户通过电缆沟或桥架按照相关国际、行业标准，结合本控制柜结构要求进行设计地槽。

控制柜在副腔下方进气配置了一套空气过滤组合元件、手动进气减压阀(DN15，连接于过滤组合元件上)两个进气电磁阀、排气配置了一个手动排气阀(DN15)一个电磁阀，备用户按管径配管(配置了相应活接头便于用户在气体进口处直接与气管连接)正压外壳(主腔)和保护气体用的管道安装火花和颗粒挡板(阻火件)，以防止炽热颗粒吹人危险场所。

根据电路要求控制柜主腔与副腔外型尺寸可随之变更。

图1 PX型正压型防爆电气控制柜外形图

本文控制柜为高1900×宽800×厚650(单位mm)，外形见图1

3 控制柜的技术要求

控制柜壳内电气设备在完成换气前具有通电的安全装置。

对于PX型，安全装置的操作时序应如下所示:

(1)控制柜按规定的时序开始后，应监测通过正压外壳的换气流量和外壳内的正压。

(2)控制柜当达到纯净空气或保护气体的最低流量并且正压是在规定的范围内时可启动换气计时器。

(3)时间达到预设规定值后电气设备方可以通电。

(4)控制时序中任何步骤出了故障，控制柜电路重新整定到起始阶段，即重新进行换气。

(5)当外壳被打开后或正压下降低于规定的最低值时(50Pa)一般定为60Pa，必需要适当调整换气的条件，以保持正压腔内为新鲜气体，压力控制用数字显示表，接线如图2所示。

(6)换气时间按最低换气流量和时间可以依据5倍外壳容积换气量确定，控制柜在检验站检验后确定该换气时间合适的情况下设为不变换气时间值。

(7)在控制柜外壳排气口处有监测换气流速装置。对于PX型，应监测实际流速，例如:可以从排气口处外壳压力和规定的开口推断。

注:用户负责确定设备未经检验部分的关联管道的自由空间，并且确定在给定的最低流速下的附加换气时间。

(8)控制柜的防护等级IP4X。

(9)控制柜主腔气压低于50Pa，主腔必须立即切断电源，控制柜必须有可靠接地。

(10)保护气体的最低流速(例如:如果内部设备产生的温度高于标志的温度组别额定值)时，应提供一个(或多个)自动安全装置，以便在排气口处保护气体的流速降低到规定的最低数值以下时动作。

图2 压力数字表接线图

控制柜主腔填充气体为纯净空气或惰性气体，本部分中的惰性气体是指氮、二氧化碳、氢或任何气体，当它们同氧按4∶1的比例在空气中形成混合物时，不会引起点燃和形成可燃特性，更严重的情况，如爆炸极限。实用过程中以纯净空气为居多，压力要求不大于1000Pa，一般使用压力调试在100～500Pa(最低不低于50Pa)。通过压差传感器将其压差模拟量信号送至数字压力表。

用户操作控制、指示灯等元件安装在控制柜前面板，前面板与控制柜体密封焊接在一起，另外加装一个透明聚酯观察保护门如图1所示。

图3 PX型正压型防爆电气控制柜电气控制原理图

控制柜副腔为自动控制气动元件及主箱压力状况，安装防爆配电箱及气动配件，如空气过滤器、气压表、空气调压阀、手动送气阀、防爆电磁阀，等元件，防爆配电箱内安装数字压力表、阀体电器控制及安全栅等元件。控制柜电气控制原理如图3所示。

图4 万能转换开关关合表

4 控制柜的调试

(1)正压主腔出口接线均在副腔接线箱内，无其他变更可不打开主腔后盖。

(2)打开副腔门送电调试前应检查自控系统。

(3)调试时，先把柜体副腔小门打开，将防爆控制箱上的控制电源开关QF拨至“分”位置，换气开关KK拨至“停止”位置后，然后，切断用户柜内配置的电源开关，这时可以单獨调试正压柜的自控系统情况。

(4)用户送入电源后，把控制电源开关QF拨至“运行”位置，电源指示灯HD1亮，表示已向自控系统送电，换气开始，微压数显表将不显示数据，20min后微压数显表将显示数据，如果不是“零位”是正常现象。

(5)开关KK拨至“自动”位置，这时自控系统转入补气运行，随时注意保护气体的流速及流量，见图4万能转换开关关合表。

(6)上述操作一步一步进行无误，表示自控系统调试正常，可以进入下一步系统调试。

(7)闭门调试正压腔受压情况。

在确认所有进、出电缆的接线，柜体电磁阀进出气管连接无误后，在保证各密封处无泄露并完成进出气管路配置后，用户可以进入正压调试，操作如下:

第一步:先把自控电源开关QF拨至“分”位置、再把换气开关KK拨至“停止”位置。

第二步:将正压腔的出气手动阀旋到最大打开位置。

第三步:将正压腔的进气手动阀旋到1/3打开位置，这时正压柜进行无意识换气。整柜进入换气准备。

第四步:进行有意识换气操作。

将电源开关QF拨至“合闸”位置，再将换气开关KK旋至“换气”位置，系统即进行换气，30min换气完毕后(HD2灯灭)。两只进气电磁阀其中一只关闭，另一只仍然进气，适当调小进气流量，将开关KK旋至“自动”根据正压值的大小，适当调整进气减压阀以及换气手动出气阀(关小出气阀，开大进气阀)，使正压显示值在150～300Pa之间(注意:不要全关闭排气阀，应使本柜保持通风状态，一定要在关小前察看压力表显示，如压力显示过高，应立即调整进气阀和排气阀，避免高压(为了保护，本柜为设置了一个安全阀，当柜内压力超过1000Pa时，安全阀会自动向外排气)。如果压力过高、过低，应适当调节气源压力(调节进、出气口的阀门)。

第五步:关小进气手动球阀，关闭手动排气球阀，使正压腔内压力(适当漏气是允许的使压力保持在350～450Pa。本柜可进入自动监控无须操作。

控制柜设置了正压传感系统、正压布气系统、防爆自动控制系统，设置了减压系统、换气系统、自控系统、报警系统、正压显示系统。在施工时必须保护面板元件，以保证其密封性能。副腔所有系统，已均完成了接线和调试，不得随意更改。