防爆正压柜知识

随着IT技术的发展，自动化控制系统的应用范围更加广泛。石化、煤矿、医药、海上钻油平台等高危产业的发展也依赖自控系统的安全投入。

作者：中通智能

发布日期：2023-05-18

　随着IT技术的发展，自动化控制系统的应用范围更加广泛。石化、煤矿、医药、海上钻油平台等高危产业的发展也依赖自控系统的安全投入。在石油化工等危险场合的自控系统设备中，为更好地发挥整个控制系统的安全性、高效性和经济性，选择适用的防爆型式非常重要。在含有爆炸性气体的环境下，自动化控制应用较多的是防爆正压柜，防爆控制柜等大容积设备。南阳中通智能电气有限公司研发的（防爆正压柜）正压防爆技术可适用于各种爆炸性气体和粉尘等危险场所，该种防爆正压柜获得多个国家专利技术，拥有前沿的正压防爆技术，也是公司的特色产品之一。下面将详细介绍该产品。

一．防爆正压柜防爆技术原理

    在爆炸性环境中，点火源可燃物质和助燃剂(空气)是燃烧爆炸的三要素。当这三个要素同时存在，且在爆炸性物质与空气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，就不可避免地发生爆炸。

    电气设备的防爆技术措施是设法排除爆炸三要素，将危险降到小的可控程度。根据这个原理并参照国际化的防爆标准文本，我国的爆炸性气体环境下的防爆型式已形成隔爆型d、增安型e、本质安全型ia或ib、正压型p、充油型o、充沙型q、无火花型n和浇封型m八大类，它们有各自的防爆特点和适用场合。对于易燃物质，首先将其所处危险环境即爆炸性粉尘环境与爆炸性气体环境区分开来。这两类环境又分别分成三个区，具体介绍如下。

①就爆炸性气体环境来说，其危险区域分成的三个区为0区、l区和2区。在爆炸性气体环境中，将易燃爆炸气体的混合物的级别分为两类：I类为煤矿井下甲烷，II类为工厂用气体、蒸汽、薄雾(细分成IIA、IIB、IIC三级)。温度组别分为T1—T6六组。依据易燃物质的特性和各防爆型式的特点，以及防爆电气设备的安全可行性、环境适应性、经济合理性和可维护性的选型原则，工程人员选择适用的防爆电气设备，通过正确安装、使用、维护来满足危险工况的生产需要。

②对于爆炸性粉尘环境而言，由于类粉尘爆炸威力很大，电气设备必须有相当的强度才不至被破坏。因此，该环境下选用的电气设备以及设计需要符合GB 12476．1．2010粉尘防爆电气设备国家标准。

二.防爆正压柜的设计

      防爆正压柜是将危险物质与点火源隔开的一种防爆方法，适用于l区与2区的危险场所，多用于内部元件易维修的设备或大型电气设备，或用于自燃点为T4、1．5温度组别对象且很难制成其他防爆结构型式的电气设备。

      防爆正压柜电气设备的防爆原理是保证内部保护气体的压力高于周围，以免爆炸性混合物进入外壳，或避免足量的保护气体通过外壳使内部爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下。外壳内部的爆炸环境通过换气变为“安全区域”并保持内部正压，这样普通电气设备就可安装在外壳内，待正压建立并成为正压防爆设备后实现控制设备的各项预定功能。

2．1防爆正压柜的正压防爆的型式设备内的正压分为三种不同形式，即在系统内部具有稀释气流正压(连续通风型正压)、泄漏补偿正压和静压，它们都以限制可燃性混合物进入外壳内部为目的。这三种正压形式都需要在设备启动前用保护气体对外壳进行冲洗，带走设备内部非正压状态时进入外壳内的可燃性气体，防止在外壳内形成可燃性混合物。同时，这三种形式必须具有监测系统，并进行定时换气，以保证系统的可靠性。正压腔体换气时的保护气体必须排放到安全场所，如果排放在危险场所，必须放置阻挡火花或炽热颗粒的阻火器。连续通风型正压防爆对壳内存有发热元器件或大功率发热部件比较合适，但它的耗气量是同样规格的补偿式正压防爆的几十倍甚至百倍。补偿式正压防爆在自控设备中应用较为广泛，在一般情况下，它的电气设备内部不能有影响安全的通风死角。在正常运行时，出风口的风压或充气气压不得低于一定的数值，否则将立刻发出报警或切断电源。目前，正压保护的防爆型式细分为三种型式，即Px、Py和 Pz。依据Px、Py和Pz三种防爆型式及安全装置等的设计准则，可细化正压型结构的设计。

2．2防爆正压柜的正压防爆设备的构成正压防爆设备由壳体和正压保护系统两部分组成。壳体分主副两腔。主腔的密封结构按技术要求须大于IP40用于安装非防爆仪表和器件等；副腔为非密封结构，用于安装正压控制单元及监测元件，主副腔在自控设备的防爆盘(台、柜)中有着较为广泛的应用。

2．3防爆正压柜的正压保护单元

         正压保护单元是实现控制设备(主腔内)正压的关键，它有电气型控制和气动型控制两大类。电气型控制应在危险场合下关、合，容易产生火花。须将电气型正压保护单元的电控部分做成隔爆型的防爆腔体，并按隔爆型的防爆标准要求设计、制造和安装。其电气性能按所需控制要求设计。气动型控制的正压单元由延时计时器、过滤减压阀、气缸、精密减压阀、换向阀、压力表、放大器、节流阀和单气控阀等气动元件以及防爆主令控制器组成。通过气动控制回路的设计，使正压控制系统具有以下功能：

①在主腔内自动换气结束后，当壳内压力高于设计规定值100Pa时主腔壳内部电气设备自动通电，直至壳内气压到300 Pa时停止供气，压力保持在100-300Pa，成为安全环境；

②当壳内压力<100Pa时，报警系统报警，正压控制单元又启动供气，使壳内正压保持在安全环境下；

③当壳内压力<50 Pa时，因主电源与压力控制器已互锁联动，其自动断电，确保该工况防爆设备的使用安全。由于2区危险区域约占整个危险区域的70％，并且鉴于“失压断电”的缺点，根据IEC正制定只适用2区危险场所的简易正压防爆标准的要求，简易正压防爆盘(柜、台)在壳内没有安装大功率器件的情况下，其正压保护电气件可与其他电气设备分(合)安装在一个腔体，从而实现低压声光报警而不必断电的简易正压保护控制。基于上述正压型防爆设备的设计特点，它在石化、天燃气、医药等危险场合的自控设备中有着较为广泛的应用。实践证明，正压型防爆技术非常适合满足大容积的自控设备在危险工况中对安全性生产和经济性方面的需求。

三.综上所述，在危险场所的自控设备中，防爆正压柜有着广泛的应用。南阳中通智能的防爆正压柜等防爆产品开发设计依据国家防爆标准的规定，并根据市场的需求，不断细化产品，在整个防爆行业获得了良好的口碑和巨大的客户资源，满足许多厂家在危险行业安全生产发展的需求。  

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