一種典型正壓通風吹掃系統工作原理和控制研究

摘 要：介紹一種典型的正壓通風吹掃系統在增安型防爆電機上的應用，從正壓通風系統的必要性、結構組成等方面進行分析，總結了換氣系統工作流程、遠控測點監控、影響正常工作的關鍵因素，為實現增安型防爆電機正壓通風吹掃系統的操作調試、可靠控制、檢修維護等應用提供借鑒和參考。

關鍵詞：正壓通風；防爆；吹掃系統；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.137

1 前言

近年來我國煤炭、石油、化工等領域不斷新建、擴建項目，對于大型壓縮機組的需求越來越大，而作為驅動機的大功率防爆電機也是應運而生，常規低功率的增安型、隔爆型電機已無法滿足大功率電機的防爆要求。越來越多的大型增安型防爆電機均配備正壓通風吹掃系統。因此，了解正壓通風系統的結構組成、換氣系統工作流程、遠控測點監控，為實現增安型防爆電機的可靠控制研究有著極其重要的現實意義。

2 增安型電機安裝吹掃系統的必要性

一些高壓Ex e和非易燃Ex n電機很可能在啟動期間，由于負載增加的原因而產生易燃火花和熱顆粒，最新實施的GB3836.3-2010/IEC60079-7 2006中對增安型電機需要加裝啟動預吹掃裝置的情況有明確要求，該要求提出對電機安全系數進行評定，主要包括對轉子進行潛在氣隙火花危險等級的評定，定子繞組電位放點危險等級評定，若評定系數達到一定數值，則需增加啟動預吹掃裝置（包括啟動前的吹掃和必要檢測），以保證電機啟動時，其外殼中不含有爆炸性氣體，由此提高增安型電機的安全型和可靠性。

在電機應用領域主要有增安型預啟動吹掃系統和正壓通風型吹掃系統，本文主要介紹正壓通風型吹掃系統。

3 一種典型正壓通風吹掃系統

（1）結構組成。本文介紹一種典型的正壓通風吹掃系統MiniPurge-D758，該系統主要由控制單元和泄壓單元兩部分組成。控制單元主要負責控制壓縮氣體的供給，包括確認吹掃流量/壓力和時間。泄壓單元作為設備吹掃氣體的安全出口，并提供電機內腔氣體的流量監控，泄壓單元內設置有阻火器等必要附件。同時通過控制單元的指示燈做現場信號顯示。

（2）換氣系統工作流程。MiniPurge-D758依據吹掃系統氣動設計原理，其換氣系統工作流程包括以下五個步驟：預吹掃之前、增壓預吹掃、啟動定時吹掃、完成定時吹掃、泄露補償模式等。

預吹掃之前：作為增壓預吹掃的準備階段，吹掃氣體通過吹掃閥進入電機殼體吹掃入口可調節增大吹掃流量，對電機內腔原有的殘留氣體進行有效置換。現場指示器顏色保持不變（紅色/黑色），控制單元不會發出遠傳信號。

增壓預吹掃：通過調節增大吹掃流量，吹掃氣體使電機內腔形成初始的內部壓力，通過殼體內部的壓力監測點，將采集到的壓力信號反饋給系統，系統做出相應的動作，泄壓閥上的泄氣閥進行預吹掃，現場指示器顏色發生變化（綠色/黑色），控制單元發出報警/增壓和中間壓力的遠傳信號到控制系統。

啟動定時吹掃：泄氣閥的流量將隨著吹掃氣體壓力的增大而增大，同時流量傳感器啟動計時器，此時表明控制單元正在吹掃中，現場指示器顏色發生變化（綠色/黃色）。

完成定時吹掃：當達到系統設定時間后，吹掃完成閥閉合，泄壓閥關閉，控制單元上的現場指示器顏色發生變化（綠色/黑色），控制單元發出電機聯鎖遠傳信號，允許電機啟動。

泄漏補償模式：通過電機殼體上所設的泄漏補償壓力信號，當壓力低于系統設定值時，系統進入泄漏補償狀態，保證電機內腔壓力始終高于外界。

（3）遠控測點監控。1） 報警/增壓開關。接線盒接線端子101-103閉合時，說明電機內腔壓力大于150 Pa，當電機內腔壓力小于150 Pa時，接線端子101-103斷開，可作為電機內腔壓力過低系統聯鎖停機信號，該狀態下電機聯鎖接線端子107-109同步斷開。2） 中間壓力報警開關。接線盒接線端子104-106閉合時，說明電機內腔壓力大于500 Pa，當電機內腔壓力小于500 Pa時，接線端子104-106斷開，可作為電機內腔壓力偏低報警信號。3） 電機聯鎖開關。接線盒接線端子107-109閉合時，進入系統自動泄漏補償狀態，電機允許啟動；接線端子107-109斷開時，電機停機。4） 系統吹掃中開關（可選項）。接點信號見圖1遠控測點接線示意。

4 影響正壓通風吹掃系統正常工作的關鍵

由上述結構和換氣過程可知，電機內腔壓力是確保MiniPurge-D758吹掃系統正常運行的關鍵，以下因素也將直接影響整套裝置的工作狀態：吹掃氣源宜采用清潔干燥無油的空氣或氮氣，同時，需要保證吹掃氣體壓力穩定（0.5-1.6MPa），氣量充足；電機密封良好，保證泄漏量嚴格控制在1500Nl/min，否則，需要加裝補氣裝置；設定合適的吹掃換氣流量孔板；正壓通風吹掃系統需要一個合適的工作環境溫度（-20℃到55℃），超出此范圍，需要采取溫控措施，保證正壓通風吹掃效果和功能的實現。

5 結束語

介紹一種典型的正壓通風吹掃系統在增安型防爆電機上的應用，從正壓通風系統的必要性、結構組成等方面進行分析，總結了換氣系統工作流程、遠控測點監控、影響正常工作的關鍵因素，為實現增安型防爆電機正壓通風吹掃系統的操作調試、可靠控制、檢修維護等應用提供借鑒和參考。

作者簡介：賈超（1985-），男，遼寧遼陽人，學士，工程師，從事壓縮機儀表和控制系統設計工作。