普通空壓機儲氣罐超溫保護裝置與廣眾科技儲氣罐超溫保護裝置安裝方法的差別在哪里？

一、引言

  空壓機的儲氣罐是受壓容器，而且長期在高溫下工作，所以，人們一直十分重視對他的安全管理。2016年版的《煤礦安全規(guī)程》第434條規(guī)定：儲氣罐內(nèi)的溫度應保持在120℃以下，并裝有超溫保護裝置，在超溫時可自動切斷電源和報警。

   安裝儲氣罐超溫保護必須讓溫度傳感元件直接與儲氣罐內(nèi)的氣體接觸。而儲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孔位置問題。儲氣罐開孔安裝方法是在儲氣罐上開孔焊接，顯而易見，開孔之后容器結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性遭到破壞，開孔接管處將產(chǎn)生很大的附加應力。一般來說，應力峰值可能達到原膜應力的4-5倍。另外，開孔后需要焊接螺母或短管，在焊接時容器局部受熱，冷卻后將產(chǎn)生殘余應力。并且，焊接螺母或短管需要特殊資質(zhì)的焊工去完成，焊接完成后還要進行探傷及容器壓力測試。所以有理由認為，如果不加分析的隨意在儲氣罐上或其主題管路上開孔，則有可能使儲氣罐在開孔附近發(fā)生疲勞破壞或脆性裂口，嚴重時在儲氣罐使用一段時間后還有可能發(fā)生爆炸事故。

  空壓機儲氣罐工作時，在內(nèi)壓力P的作用下主要存在兩個方向的應力，即軸向應力和切向應力兩個方向的應力。見圖

1不易在封頭處開孔

   空壓機儲氣罐的封頭軸向斷面絕大部分是橢圓形。儲氣罐封頭的應力分布圖，見下圖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，儲氣罐封頭上的軸向應力點和切向應力點都隨著X的變化而變化。長短軸之比越大其應力變化越明顯，對于連續(xù)分布的應力則越容易造成應力集中。因此，如果在應力分布不均勻的橢圓形封頭上開孔，可靠性和安全性 都較差。

2不宜在來風管路上開孔

   現(xiàn)場往往易認為：儲氣罐超溫保護裝置是為了控制儲氣罐溫度不超過120度而設置的。儲氣罐來風管和儲氣罐相通，工質(zhì)溫度幾乎相等，可以在靠近儲氣罐的來風管處開孔安設溫度傳感元件。這樣既可減少在受壓容器上開孔的麻煩，又便于安裝。

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

3應在筒體上開孔并避開邊緣應力區(qū)

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

如上所述，儲氣罐超溫保護裝置開孔安裝法存在諸多的不便，給使用帶來不必要的麻煩和安全隱患。

而鄭州廣眾科技研制的KZB -3型空壓機超溫保護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型空壓機儲氣罐超溫保護裝置是我公司根據(jù)礦山空壓機的特點和要求研制開發(fā)

裝置。該儀器能對空壓機和儲氣罐溫度超標故障時時進的一種安全保護行監(jiān)控，數(shù)顯溫度

數(shù)值直觀準確，并且可聲光報警?？蓪υO備的安全運行起到有效的保護作用。

二、工作原理

KZB-3型空壓機儲氣罐超溫保護裝置通過對儲氣罐溫度信號的采集，實現(xiàn)對空壓機和儲氣罐的超溫保護。該裝置主機由高精度測控微處理器、數(shù)據(jù)存貯器、輸入、輸出開關(guān)量接口及鍵盤等組成。高精度測控微處理器分時檢測、處理設備接口電路輸入的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過程序的數(shù)據(jù)處理，再輸出至控制電路完成對空壓機和儲氣罐的超溫保護。數(shù)顯風包溫度檢測點的溫度超過溫度設定值時，裝置切斷空壓機急停回路，同時聲、光報警。該裝置抗干擾能力強，實用可靠，可廣泛應用于煤礦、冶金、礦山、化工等行業(yè)。

三、主要功能

1.數(shù)顯一路溫度測定值：本裝置可數(shù)顯儲氣罐溫度；

 2.超溫報警功能：當測定的儲氣罐（風包）溫度超過設定溫度（出廠設定120℃）時其對應輸出報警指示燈變亮，其對應輸出報警指示燈變亮時，警報器輸出高強度報警；

 3.喇叭報警保護控制輸出后，設備中的保護繼電器輸出，控制空壓機停機。 

 4. 調(diào)試過程中脫機功能；保護溫度可自行設定。

KZB-3型空壓機儲氣罐超溫保護裝置安裝優(yōu)點如下：

1、安裝不用開孔

   根據(jù)受壓容器開孔補強理論，一般來說對開孔大小的限制是0.01≤r／R≤0.4，式中R—風包平均半徑，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-200—600℃的PT100傳感器。溫度傳感器和溫度傳感器套管通過螺紋連接，接觸面通過耐溫密封圈密封，安裝在儲氣罐上預留的壓力表位置，從而避免了上述所說的一切傷害風包的因素。插入管的壁厚與風包的厚壁之比直接影響到可靠性。當插入管厚壁大于或等于容器壁時，在開孔直徑相同的情況下，開孔邊緣的最大應力與殼體的基本應力之比最小，亦應力集中系數(shù)最小。所以，應盡可能選用厚壁較厚的鋼管。而我公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)研制的風包測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“鋼制石油化工壓力容器設計規(guī)定中允許不另行補強的最大孔徑的要求?！卑惭b后可不必采取補強措施。

2組合式安裝法

  儲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螺紋連接，接觸面通過耐溫密封圈密封。溫度傳感器組件安裝在儲氣罐壓力表處，安裝步驟如下所述：

   (1).首先對儲氣罐進行排氣，排氣結(jié)束后，把儲氣罐罐體上面的壓力表取下（注：國標的儲氣罐罐體都預留的有壓力表接口），壓力表取下后把本設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，用戶只需把插頭插入相應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計，用戶不可隨意更改航插針腳定義

    2如果風包至保護裝置距離較遠（10米傳感器連接線不能滿足要求）時，用戶可以延長溫度傳感器連接線，進行此操時要保證連接線延長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器后面的溫度控制三根線及電喇叭和電源接通，當峰值上限接點相接觸時，線路被接通而實現(xiàn)報警。

按照《2016版煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，只有聲光報警就可以了，但是考慮到如果是因為風包內(nèi)的油積碳燃燒而使風包溫度升高，會突然引起爆炸，為了保險起見，我們還將報警信號引入到空壓機的安全控制回路，一旦發(fā)生報警，運行中的空壓機立即停機。

四、需要注意的幾個問題。 在儲氣罐投入工作之前，應先作如下幾項工作：

1溫度傳感元件插入儲氣罐之前和控制回路設計好后（回路選擇低壓觸電），應先進行一次動作試驗。此時有報警信號并使運行中的空壓機停車。否則，應對控制回路中各繼電器進行鑒定

2空壓機所壓縮的空氣屬于無腐蝕性氣體，所以，安裝溫度傳感元件時盡量使其插入深度最大，并且不應將溫度傳感元件全部套住（組合三通測溫組正符合這一特點），否則，工質(zhì)不能直接與儲氣罐內(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傳感器可直接深入儲氣罐內(nèi)部）。

3安裝溫度傳感元件前要將儲氣罐內(nèi)的氣體放空。

4在超溫保護安裝后，儲氣罐要按1.25—1.4倍的工作壓力打壓試驗，確定無問題后再投入使用。

5溫度傳感元件在使用一年后應進行校驗。

6使用本產(chǎn)品時，請務必按規(guī)定配線和可靠接地。