一种典型正压通风吹扫系统工作原理和控制研究
摘 要：介绍一种典型的正压通风吹扫系统在增安型防爆电机上的应用，从正压通风系统的必要性、结构组成等方面进行分析，总结了换气系统工作流程、远控测点监控、影响正常工作的关键因素，为实现增安型防爆电机正压通风吹扫系统的操作调试、可靠控制、检修维护等应用提供借鉴和参考。
关键词：正压通风；防爆；吹扫系统；控制
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.137
1 前言
近年来我国煤炭、石油、化工等领域不断新建、扩建项目，对于大型压缩机组的需求越来越大，而作为驱动机的大功率防爆电机也是应运而生，常规低功率的增安型、隔爆型电机已无法满足大功率电机的防爆要求。越来越多的大型增安型防爆电机均配备正压通风吹扫系统。因此，了解正压通风系统的结构组成、换气系统工作流程、远控测点监控，为实现增安型防爆电机的可靠控制研究有着极其重要的现实意义。
2 增安型电机安装吹扫系统的必要性
一些高压Ex e和非易燃Ex n电机很可能在启动期间，由于负载增加的原因而产生易燃火花和热颗粒，最新实施的GB3836.3-2010/IEC60079-7 2006中对增安型电机需要加装启动预吹扫装置的情况有明确要求，该要求提出对电机安全系数进行评定，主要包括对转子进行潜在气隙火花危险等级的评定，定子绕组电位放点危险等级评定，若评定系数达到一定数值，则需增加启动预吹扫装置（包括启动前的吹扫和必要检测），以保证电机启动时，其外壳中不含有爆炸性气体，由此提高增安型电机的安全型和可靠性。
在电机应用领域主要有增安型预启动吹扫系统和正压通风型吹扫系统，本文主要介绍正压通风型吹扫系统。
3 一种典型正压通风吹扫系统
（1）结构组成。本文介绍一种典型的正压通风吹扫系统MiniPurge-D758，该系统主要由控制单元和泄压单元两部分组成。控制单元主要负责控制压缩气体的供给，包括确认吹扫流量/压力和时间。泄压单元作为设备吹扫气体的安全出口，并提供电机内腔气体的流量监控，泄压单元内设置有阻火器等必要附件。同时通过控制单元的指示灯做现场信号显示。
（2）换气系统工作流程。MiniPurge-D758依据吹扫系统气动设计原理，其换气系统工作流程包括以下五个步骤：预吹扫之前、增压预吹扫、启动定时吹扫、完成定时吹扫、泄露补偿模式等。
预吹扫之前：作为增压预吹扫的准备阶段，吹扫气体通过吹扫阀进入电机壳体吹扫入口可调节增大吹扫流量，对电机内腔原有的残留气体进行有效置换。现场指示器颜色保持不变（红色/黑色），控制单元不会发出远传信号。
增压预吹扫：通过调节增大吹扫流量，吹扫气体使电机内腔形成初始的内部压力，通过壳体内部的压力监测点，将采集到的压力信号反馈给系统，系统做出相应的动作，泄压阀上的泄气阀进行预吹扫，现场指示器颜色发生变化（绿色/黑色），控制单元发出报警/增压和中间压力的远传信号到控制系统。
启动定时吹扫：泄气阀的流量将随着吹扫气体压力的增大而增大，同时流量传感器启动计时器，此时表明控制单元正在吹扫中，现场指示器颜色发生变化（绿色/黄色）。
完成定时吹扫：当达到系统设定时间后，吹扫完成阀闭合，泄压阀关闭，控制单元上的现场指示器颜色发生变化（绿色/黑色），控制单元发出电机联锁远传信号，允许电机启动。
泄漏补偿模式：通过电机壳体上所设的泄漏补偿压力信号，当压力低于系统设定值时，系统进入泄漏补偿状态，保证电机内腔压力始终高于外界。
（3）远控测点监控。1） 报警/增压开关。接线盒接线端子101-103闭合时，说明电机内腔压力大于150 Pa，当电机内腔压力小于150 Pa时，接线端子101-103断开，可作为电机内腔压力过低系统联锁停机信号，该状态下电机联锁接线端子107-109同步断开。2） 中间压力报警开关。接线盒接线端子104-106闭合时，说明电机内腔压力大于500 Pa，当电机内腔压力小于500 Pa时，接线端子104-106断开，可作为电机内腔压力偏低报警信号。3） 电机联锁开关。接线盒接线端子107-109闭合时，进入系统自动泄漏补偿状态，电机允许启动；接线端子107-109断开时，电机停机。4） 系统吹扫中开关（可选项）。接点信号见图1远控测点接线示意。
4 影响正压通风吹扫系统正常工作的关键
由上述结构和换气过程可知，电机内腔压力是确保MiniPurge-D758吹扫系统正常运行的关键，以下因素也将直接影响整套装置的工作状态：吹扫气源宜采用清洁干燥无油的空气或氮气，同时，需要保证吹扫气体压力稳定（0.5-1.6MPa），气量充足；电机密封良好，保證泄漏量严格控制在1500Nl/min，否则，需要加装补气装置；设定合适的吹扫换气流量孔板；正压通风吹扫系统需要一个合适的工作环境温度（-20℃到55℃），超出此范围，需要采取温控措施，保证正压通风吹扫效果和功能的实现。
5 结束语
介绍一种典型的正压通风吹扫系统在增安型防爆电机上的应用，从正压通风系统的必要性、结构组成等方面进行分析，总结了换气系统工作流程、远控测点监控、影响正常工作的关键因素，为实现增安型防爆电机正压通风吹扫系统的操作调试、可靠控制、检修维护等应用提供借鉴和参考。
作者简介：贾超（1985-），男，辽宁辽阳人，学士，工程师，从事压缩机仪表和控制系统设计工作。
