防爆滚动烘干设备的制造与维修

防爆滚动烘干设备的制造与维修

0爆破滚干炉的安全在电机组件制造过程中，二次压痕和干燥是电机干扰处理中的一个非常重要的环节。滚烘,即工件在滚动状态下烘焙,这种工艺是引进德国西门子公司的新工艺,与以前在烘箱中集中堆放烘干相比,不但提高了烘焙质量,而且绕组的绝缘性能得到很大改善。防爆滚动烘干炉是由多个部件组合在一起的特殊设备。由于浸漆后的电机绕组在烘干过程中要挥发可燃性气体(苯乙烯),所以此种设备在使用过程中易发生爆炸与燃烧,在电机制造行业每年都有事故发生,因此,防爆烘干炉的安全问题在设计与实际应用中是必须加以重视的。本文从防爆滚动烘箱整体结构、密封式防爆空间加热器、通风设计及电气控制安全保护等方面进行简单分析。1苯乙烯漆漆目前国内主要使用的浸渍漆为无溶剂绝缘漆。该漆虽然称为无溶剂,但在绝缘漆中仍然有约30%的苯乙烯。在工件烘干过程中,大量苯乙烯挥发出来,成为烘干炉中最大的安全隐患。1.1酸性催化剂蒸气与空气可以形成爆炸混合物,遇明火、高温或与氧化剂接触有引燃爆炸的危险,遇酸性催化剂(如硫酸、氯化铁、氯化铝等)能猛烈聚合,放出大量的热量,其蒸气比空气重。按照GB3836.1的规定,苯乙烯为IIA级爆炸性气体,温度组别为T1。1.2无上3.43.43.53.53.555.55.55.55.55.55.555.55.55.55.555.55.55555.55555555.555.555555555555555555555555555.5555555555555555555.55555555555.555555555555555555555555555.555555555555555555555555555555.555555555555555555555555555.555555555555555555555555555555.555555555555555555555555555555熔点:-30.6℃沸点:146℃相对密度:0.91相对蒸气压(空气=1):3.6饱合蒸气压:1.33kPa(30.8℃)临界温度:369℃临界压力:3.81MPa闪点:34.4℃引燃温度:450℃爆炸极限:1.1%～1.6%(V/V)2防火设备及主要参数烘箱主要由炉体、炉门机构、排烟装置、台车、密封机构、引风机、导流风罩、加热元件、防爆系统、定子滚动系统、转子滚动系统和电气控制系统等组成。烘箱结构原理见图1。2.1炉体为箱式长方体,外壳由钢板和型钢经密焊接而成,外壳和炉膛之间以硅酸铝耐火纤维针刺毯折叠块和硅酸铝耐火纤维板作绝缘保温层。分左右风道,左右风道内均安装防爆管状加热器。在初级阶段防爆加热器全部工作,当达到一定温度时,防爆型加热器能自动降低功率,这样即节能又能更好地控制炉温均匀性,热交换空气是由装在炉体顶部的4台离心式引风机送入加热室,由上而下经两侧风道内的管状加热器加热后,再由炉体底部向上穿过炉内温区,待与干燥工件的层间空隙完成热交换后,连同废气进入炉膛上方吸风口,重复被引风机送入加热室循环加热。通过此引风机使热交换更加充分,炉温均匀性更好,引风机与加热器有电气连锁,只有当引风机运转时,加热器才会接通电源。这样保证加热器能在通风循环的条件下工作。炉体底部设有重轨,装料小车由多组双踏面走轮旋转在重轨上,车底装有高温轴承。驱动机构在烘炉体外,采用三相电力驱动方式驱动台车,加热开始阶段炉顶循环风机打开,要将大量挥发出来的苯乙烯废气抽出(并有部分回收)。并在烘干炉后面设置泄爆口,泄爆口为铰链连接,泄爆口能满足防爆要求。2.2炉门采用双开门,由优质厚钢板及型钢密焊接而成,内铺设耐火纤维毯。炉门内框设置泄爆口,位置在炉门上方,炉门打开时,有自动切断电源联锁装置,炉门锁紧装置。为了防止气体泄漏两扇均为羊角型。并和风机、加热器有联锁。2.3排烟装置是由调速引风机和管道等组成,管道上还设有防爆铝泊膜,当炉门装有工件时,引风机前4小时高速旋转,后低速旋转。整个程序可自行设定,由PLC程序来执行。同时设有废气液化回收装置,回收部分苯乙烯废液。最后废气通过碳吸附装置吸收后向空中排放。2.4台车由厚钢板及型钢密焊而成,里面装有保温材料耐火纤维,底部铺设钢板,周边设车围,以确保其承载力与刚强度。2.5密封系统。炉门与炉面板采用耐火纤维和石棉绳密封槽作密封,台车与炉体密封采用框架抬高形式,抬高方式为气缸驱动支撑地面,以达到抬高效果,框架上表面炉体密封接触面粘贴针刺毯折叠块做密封材料。可以有效的保持炉膛温度,提高炉温均匀性。2.6风机、导流风罩。本炉中共有5台风机,4台风机是进行炉内循环产生热交换,一台是专门为排出烟气服务,炉内壁的直角采用圆弧过渡,圆弧半径为100mm;炉内进风口采用圆弧过渡,圆弧半径为20mm,所有转向处有转向结构,引风机吹出风经炉体两侧风道向下运行后穿入炉内工作区,再内顶部吸风口抽吸向上,完成循环,炉内导流板分段制成,便于安装维修,能方便地进行风机及电抗元件的维修更换,导流板的设计与制作避免在强风状态下产生风鸣噪音,导流板的固定点分别在顶部和侧部。为防止故障状态下风机叶轮与外壳相对转动时碰撞产生火花,叶轮及机壳壁之间除保证必须最小间隙之外,叶轮材质应采用铝合金ZL102,含镁量不超过6%,同时须选用配套的防爆电机。2.7电热管从炉顶安装,分布在两侧墙上,防爆管状电加热器是烘箱中的电热源,又称为密闭式防爆管状电加热器。防爆管状电加热器采用不锈钢做外壳,用合金电阻丝做发热元件,用黄铜(H62)做接地端子,管内填充导热性良好的粉状无机绝缘填料氧化镁,用耐热粘接剂和绝缘套封口,按“Ex”防爆元件考虑,防爆标志为ExeⅡT2,加热器最高表面温度不超过290℃,加热管应符合如下要求:a)管内的粉状无机绝缘填充物须紧密充实,引出端子与电热丝采用压紧硬钎焊等可靠的连接方式。b)封口绝缘物耐泄痕性分级不低于C级,发热元件电阻丝与管内壁之间有足够的绝缘距离(2mm以上)。c)封口绝缘物除须考虑牢固性、耐泄痕性、不燃性、吸潮性之外,还应考虑密封性要求,有效地避免管内粉状无机绝缘填充物受潮。d)接线的引出端子具有足够的长度和机械强度,接线部分不致受发热体温度影响。e)电气间隙、爬电距离符合GB3836.3—2000中的4.3.4.4条规定。f)防爆管状加热器符合GB3836.3—2000中的6.8.2条规定的绝缘介电强度试验要求。g)防爆管状加热器的绝缘材料具有较好的热稳定性,电热元件能承受GB3836.3—2000中的6.8.3条规定的热稳定性能试验。h)防爆管状加热器的冷却启动电流试验符合GB3836.3—2000中的6.8.5条规定,试验时,通电10s之后的任何时刻,工作电流都不超过额定值的10%。i)工作温度下的热态泄漏电流不超过下式计算值,但最大不超过2mA。式中I——热态泄漏电流,mAL——发热长度,mmT——工作温度,℃2.8炉内气氛控制装置。新鲜空气过滤补偿器、微压开关、变频调整引风机等防爆系统由PID程序控制。当炉内气压达到设定值时,微压开关、引风机等防爆系统进行快速工作,这样即保证了炉温均匀性又起到了防爆目的,使整套烘干炉在负压下运行。2.9滚动装置。烘箱内工件滚动系统是由驱动装置、密封传动盘轴、固定托轮架和移动托轮架组成。驱动装置由防爆变频调整电机、双级行星减速机和固定底座组成。底座采用优质型钢和钢板焊接制成,固定在炉外台车下面,以电机为动力通过减速机、链轮、链条驱动一对托轮和工件同步旋转。3控制作用3.1电气控制。温度控制采用PID调节方式,电源采用大功率固态继电器调功输出供电,能将炉温准确地控制在理想状态,控制精度高为±1度,炉温均匀性好。采用PLC程序控制动作及烘干工艺。3.2控制柜可控制调节4台风机和一台排烟风机风量和炉压大小,并有联锁保护功能,只有风机和排烟系统、防爆保护膜正常工作状态下,加热元件才能正常工作。3.3控制系统具有超温、断电、防爆、报警等安全自动保护功能。具有动作连锁保护防止发生误动作以及动作故障报警功能,能及时发现排除故障。4.结构体系的设计防爆滚动烘干炉到目前为止国内仍然没有统一的标准,要完善解决烘箱设计中的防爆问题,仍有一些问题需要注意:1)箱体设