普通空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置與廣眾科技儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置安裝方法的差別在哪里？

普通空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置與廣眾科技儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置安裝方法的差別在哪里？

一、引言

  空壓機(jī)的儲(chǔ)氣罐是受壓容器，而且長(zhǎng)期在高溫下工作，所以，人們一直十分重視對(duì)他的安全管理。2016年版的《煤礦安全規(guī)程》第434條規(guī)定：儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度應(yīng)保持在120℃以下，并裝有超溫保護(hù)裝置，在超溫時(shí)可自動(dòng)切斷電源和報(bào)警。

   安裝儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)必須讓溫度傳感元件直接與儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體接觸。而儲(chǔ)氣罐本身是封閉容器，這就涉及到在受壓容器上裝入傳感器的開(kāi)孔位置問(wèn)題。儲(chǔ)氣罐開(kāi)孔安裝方法是在儲(chǔ)氣罐上開(kāi)孔焊接，顯而易見(jiàn)，開(kāi)孔之后容器結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性遭到破壞，開(kāi)孔接管處將產(chǎn)生很大的附加應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)力峰值可能達(dá)到原膜應(yīng)力的4-5倍。另外，開(kāi)孔后需要焊接螺母或短管，在焊接時(shí)容器局部受熱，冷卻后將產(chǎn)生殘余應(yīng)力。并且，焊接螺母或短管需要特殊資質(zhì)的焊工去完成，焊接完成后還要進(jìn)行探傷及容器壓力測(cè)試。所以有理由認(rèn)為，如果不加分析的隨意在儲(chǔ)氣罐上或其主題管路上開(kāi)孔，則有可能使儲(chǔ)氣罐在開(kāi)孔附近發(fā)生疲勞破壞或脆性裂口，嚴(yán)重時(shí)在儲(chǔ)氣罐使用一段時(shí)間后還有可能發(fā)生爆炸事故。

  空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐工作時(shí)，在內(nèi)壓力P的作用下主要存在兩個(gè)方向的應(yīng)力，即軸向應(yīng)力和切向應(yīng)力兩個(gè)方向的應(yīng)力。見(jiàn)圖

1不易在封頭處開(kāi)孔

   空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐的封頭軸向斷面絕大部分是橢圓形。儲(chǔ)氣罐封頭的應(yīng)力分布圖，見(jiàn)下圖2.從圖中可以看出，雖然橢圓封頭各部位都均勻的承受著內(nèi)部壓力，但是，由于曲率半徑不相等，儲(chǔ)氣罐封頭上的軸向應(yīng)力點(diǎn)和切向應(yīng)力點(diǎn)都隨著X的變化而變化。長(zhǎng)短軸之比越大其應(yīng)力變化越明顯，對(duì)于連續(xù)分布的應(yīng)力則越容易造成應(yīng)力集中。因此，如果在應(yīng)力分布不均勻的橢圓形封頭上開(kāi)孔，可靠性和安全性 都較差。

2不宜在來(lái)風(fēng)管路上開(kāi)孔

   現(xiàn)場(chǎng)往往易認(rèn)為：儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置是為了控制儲(chǔ)氣罐溫度不超過(guò)120度而設(shè)置的。儲(chǔ)氣罐來(lái)風(fēng)管和儲(chǔ)氣罐相通，工質(zhì)溫度幾乎相等，可以在靠近儲(chǔ)氣罐的來(lái)風(fēng)管處開(kāi)孔安設(shè)溫度傳感元件。這樣既可減少在受壓容器上開(kāi)孔的麻煩，又便于安裝。

誠(chéng)然，溫度傳感元件是用來(lái)反映儲(chǔ)氣罐內(nèi)的真實(shí)溫度的。如果由于空壓機(jī)氣缸或來(lái)風(fēng)管內(nèi)因油積的沉淀物的燃燒而使溫度急劇上升，在來(lái)風(fēng)管處設(shè)置溫度傳感元件是能夠及時(shí)起到報(bào)警并切斷電源的作用和避免發(fā)生儲(chǔ)氣罐超溫爆炸事故。但是由于清掃儲(chǔ)氣罐不及時(shí)，油積碳沉淀物自燃會(huì)引起溫度突然上升，這時(shí)，溫度將急速擴(kuò)散。由于來(lái)風(fēng)管內(nèi)仍然輸入一定壓力的氣體，高溫逆著氣流向來(lái)風(fēng)管擴(kuò)散，其傳遞速度將低于在儲(chǔ)氣罐內(nèi)擴(kuò)散速度。這種溫度的延時(shí)性傳遞可能導(dǎo)致超溫保護(hù)來(lái)不及動(dòng)作儲(chǔ)氣罐就已經(jīng)發(fā)生爆炸。所以，在儲(chǔ)氣罐來(lái)風(fēng)管內(nèi)某個(gè)位置設(shè)置溫度傳感元件其保護(hù)作用也具有一定的局限性。

3應(yīng)在筒體上開(kāi)孔并避開(kāi)邊緣應(yīng)力區(qū)

根據(jù)材料力學(xué)的理論，筒體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力都是相等的。應(yīng)力和內(nèi)部壓力都均勻的分布筒體之上，而且筒體的軸向應(yīng)力是儲(chǔ)氣罐封頭上最小應(yīng)力的1／2和最大應(yīng)力的1／4，其切向應(yīng)力是儲(chǔ)氣罐封頭上的1／2。由此說(shuō)明在筒體上開(kāi)孔后，相比于封頭來(lái)說(shuō)產(chǎn)生的附加應(yīng)力要小得多。但是在筒體上開(kāi)孔時(shí)必須避開(kāi)焊縫周邊。

如上所述，儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置開(kāi)孔安裝法存在諸多的不便，給使用帶來(lái)不必要的麻煩和安全隱患。

而鄭州廣眾科技研制的KZB -3型空壓機(jī)超溫保護(hù)裝置安裝方法則完全避免了如上不便及潛在的安全隱患，所述如下：

 KZB-3型空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置是我公司根據(jù)礦山空壓機(jī)的特點(diǎn)和要求研制開(kāi)發(fā)

裝置。該儀器能對(duì)空壓機(jī)和儲(chǔ)氣罐溫度超標(biāo)故障時(shí)時(shí)進(jìn)的一種安全保護(hù)行監(jiān)控，數(shù)顯溫度

數(shù)值直觀準(zhǔn)確，并且可聲光報(bào)警?？蓪?duì)設(shè)備的安全運(yùn)行起到有效的保護(hù)作用。

二、工作原理

KZB-3型空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置通過(guò)對(duì)儲(chǔ)氣罐溫度信號(hào)的采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)和儲(chǔ)氣罐的超溫保護(hù)。該裝置主機(jī)由高精度測(cè)控微處理器、數(shù)據(jù)存貯器、輸入、輸出開(kāi)關(guān)量接口及鍵盤(pán)等組成。高精度測(cè)控微處理器分時(shí)檢測(cè)、處理設(shè)備接口電路輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)，經(jīng)過(guò)程序的數(shù)據(jù)處理，再輸出至控制電路完成對(duì)空壓機(jī)和儲(chǔ)氣罐的超溫保護(hù)。數(shù)顯風(fēng)包溫度檢測(cè)點(diǎn)的溫度超過(guò)溫度設(shè)定值時(shí)，裝置切斷空壓機(jī)急?；芈?，同時(shí)聲、光報(bào)警。該裝置抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)用可靠，可廣泛應(yīng)用于煤礦、冶金、礦山、化工等行業(yè)。

三、主要功能

1.數(shù)顯一路溫度測(cè)定值：本裝置可數(shù)顯儲(chǔ)氣罐溫度；

 2.超溫報(bào)警功能：當(dāng)測(cè)定的儲(chǔ)氣罐（風(fēng)包）溫度超過(guò)設(shè)定溫度（出廠設(shè)定120℃）時(shí)其對(duì)應(yīng)輸出報(bào)警指示燈變亮，其對(duì)應(yīng)輸出報(bào)警指示燈變亮?xí)r，警報(bào)器輸出高強(qiáng)度報(bào)警；

 3.喇叭報(bào)警保護(hù)控制輸出后，設(shè)備中的保護(hù)繼電器輸出，控制空壓機(jī)停機(jī)。 

 4. 調(diào)試過(guò)程中脫機(jī)功能；保護(hù)溫度可自行設(shè)定。

KZB-3型空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置安裝優(yōu)點(diǎn)如下：

1、安裝不用開(kāi)孔

   根據(jù)受壓容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)理論，一般來(lái)說(shuō)對(duì)開(kāi)孔大小的限制是0.01≤r／R≤0.4，式中R—風(fēng)包平均半徑，r輸入管的內(nèi)半徑插入管的內(nèi)半徑是根據(jù)所選擇的溫度傳感元件而定的。一般可直接選購(gòu)-200—600℃的PT100傳感器。溫度傳感器和溫度傳感器套管通過(guò)螺紋連接，接觸面通過(guò)耐溫密封圈密封，安裝在儲(chǔ)氣罐上預(yù)留的壓力表位置，從而避免了上述所說(shuō)的一切傷害風(fēng)包的因素。插入管的壁厚與風(fēng)包的厚壁之比直接影響到可靠性。當(dāng)插入管厚壁大于或等于容器壁時(shí)，在開(kāi)孔直徑相同的情況下，開(kāi)孔邊緣的最大應(yīng)力與殼體的基本應(yīng)力之比最小，亦應(yīng)力集中系數(shù)最小。所以，應(yīng)盡可能選用厚壁較厚的鋼管。而我公司擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)研制的風(fēng)包測(cè)溫裝置的組合式三通正符合這一原理，這一數(shù)值小于我國(guó)“鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定中允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大孔徑的要求。”安裝后可不必采取補(bǔ)強(qiáng)措施。

2組合式安裝法

  儲(chǔ)氣罐溫度傳感器組件由溫度傳感器和溫度傳感器套管組成，溫度傳感器和溫度傳感器套管通過(guò)螺紋連接，接觸面通過(guò)耐溫密封圈密封。溫度傳感器組件安裝在儲(chǔ)氣罐壓力表處，安裝步驟如下所述：

   (1).首先對(duì)儲(chǔ)氣罐進(jìn)行排氣，排氣結(jié)束后，把儲(chǔ)氣罐罐體上面的壓力表取下（注：國(guó)標(biāo)的儲(chǔ)氣罐罐體都預(yù)留的有壓力表接口），壓力表取下后把本設(shè)備所配的三通安裝在壓力表的位置，把壓力表裝在三通上面。（注：三通上面已經(jīng)安裝好溫度傳感器）

  (2). 把溫度傳感器連接至傳感器的三通上面，連接前注意檢查密封面是否有密封圈和密封圈完好情況，以免造成漏氣。

  (3).把溫度傳感器連接到溫度輸入接口，該接口采用三芯航空插頭（插座）連接；出廠時(shí)溫度傳感器組件附帶有10米連接線，連接線并且已經(jīng)把傳感器和航空插頭正確連接，用戶(hù)只需把插頭插入相應(yīng)的插座即可完成溫度傳感器電氣連接。

注意：1連接航插采用防呆設(shè)計(jì)，用戶(hù)不可隨意更改航插針腳定義

    2如果風(fēng)包至保護(hù)裝置距離較遠(yuǎn)（10米傳感器連接線不能滿(mǎn)足要求）時(shí)，用戶(hù)可以延長(zhǎng)溫度傳感器連接線，進(jìn)行此操時(shí)要保證連接線延長(zhǎng)后和原連接定義保持一致。

3安裝回路控制

從溫度傳感器引出三條線與機(jī)器后面的溫度控制三根線及電喇叭和電源接通，當(dāng)峰值上限接點(diǎn)相接觸時(shí)，線路被接通而實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

按照《2016版煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，只有聲光報(bào)警就可以了，但是考慮到如果是因?yàn)轱L(fēng)包內(nèi)的油積碳燃燒而使風(fēng)包溫度升高，會(huì)突然引起爆炸，為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，我們還將報(bào)警信號(hào)引入到空壓機(jī)的安全控制回路，一旦發(fā)生報(bào)警，運(yùn)行中的空壓機(jī)立即停機(jī)。

四、需要注意的幾個(gè)問(wèn)題。 在儲(chǔ)氣罐投入工作之前，應(yīng)先作如下幾項(xiàng)工作：

1溫度傳感元件插入儲(chǔ)氣罐之前和控制回路設(shè)計(jì)好后（回路選擇低壓觸電），應(yīng)先進(jìn)行一次動(dòng)作試驗(yàn)。此時(shí)有報(bào)警信號(hào)并使運(yùn)行中的空壓機(jī)停車(chē)。否則，應(yīng)對(duì)控制回路中各繼電器進(jìn)行鑒定

2空壓機(jī)所壓縮的空氣屬于無(wú)腐蝕性氣體，所以，安裝溫度傳感元件時(shí)盡量使其插入深度最大，并且不應(yīng)將溫度傳感元件全部套?。ńM合三通測(cè)溫組正符合這一特點(diǎn)），否則，工質(zhì)不能直接與儲(chǔ)氣罐內(nèi)部接觸將產(chǎn)生很大的誤差（溫度傳感元件采用我公司自行研制的加長(zhǎng)傳感器可直接深入儲(chǔ)氣罐內(nèi)部）。

3安裝溫度傳感元件前要將儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體放空。

4在超溫保護(hù)安裝后，儲(chǔ)氣罐要按1.25—1.4倍的工作壓力打壓試驗(yàn)，確定無(wú)問(wèn)題后再投入使用。

5溫度傳感元件在使用一年后應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。

6使用本產(chǎn)品時(shí)，請(qǐng)務(wù)必按規(guī)定配線和可靠接地。