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解決防爆柜內大功率發熱源降溫的技術方案

時間:2020-05-27 10:48:34 來源:www.rozxr.com 點擊:

防爆柜主要應用于石油、石化、天燃氣等危險環境中,防護等級均不低于IP54,無論是隔爆型、增安型、正壓型、還是粉塵外殼保護型,柜體自身的密封性能都比較好,防爆柜在實際應用中,會遇到部分發熱量大的元器件安裝在防爆柜內:比如大功率變頻器等,這些部件使用環境溫度要求一般是在-20~+40℃之間,而多數地區夏季戶外環境溫度高達40℃以上,再加上防爆柜內元件發熱量的聚集,使得柜內溫度可能高達60℃以上,以至于部分電氣部件產生高溫保護,停機不能正常工作,影響生產或降低產品使用壽命。為了解決此問題,建議采用以下幾種方案:隔爆+制冷措施,正壓通風形式(小功率發熱可以),正壓型+制冷措施。

一、 隔爆+制冷

隔爆型定義:電氣設備的一種防爆型式,其外殼能夠承受通過外殼任何接合面或結構間隙進入外殼內部的爆炸性混合物在內部爆炸而不損壞,并且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性氣體環境的點燃。

行業中部分廠家在隔爆外殼上付加鋁散熱翼片,其實質散熱效果不佳,因為變頻器結構其散熱鋁座與安裝底座沒有實質接觸,而防爆柜廠家只是把成品變頻器固定在防爆殼體內而以或固定在散熱鋁板上,發熱部件無法與鋁散熱翼片直接接觸,只靠柜內熱空氣把熱量傳給鋁散熱翼片,空氣的導熱系數為0.0267W/m-K,而發熱源直接與鋁座接觸熱傳導系數為237 W/m-K,可見靠柜內空氣導熱是收效甚微的,在防爆外殼上安裝的鋁散熱翼片形同虛設、散熱作用不大。但從上述導熱系數對比不難看出,發熱源如直接接觸散熱鋁底座,導熱效果是非常理想的,這就需要將外購的變頻器進行改裝、拆解,將發熱源固定在散熱鋁座上,此方法要求防爆廠家具有極高的變頻器拆解技術能力,以至于拆解后能夠保證變頻器原有自身性能不變,此弊端是對原裝進口變頻器一旦改裝后,原變頻器生產廠家將不再對其產品質量負責及相關售后服務,此舉風險系數較大。

原于此,如何能在不改動原變頻器結構的前提下,能夠對隔爆型變頻器達到降溫:華隆電氣廠家建議采用強制制冷的方法對柜內空氣進行降溫,以下為華隆電氣所研發的防爆配電柜,可解決具體部位散熱措施(見符圖1-防爆配電柜)。

防爆配電柜

隔爆型+制冷式防爆配電柜

特點:

1、變頻器上下兩端做封閉進出風道,使得柜內形成循環風道,冷凝器出來的冷風先經過柜內降溫,再經過柜內最左下角向變頻器進風口送風,經過變頻器自身的送風機向上部送風,頂部抽風機打出的熱風向右上角排出,再被冷凝器吸入,這是一個循環過程;這樣可避免冷凝器出來的冷氣直接進入變頻器,使低溫遇熱空氣形成水霧附著在變頻器電子元件上,導致降低絕緣電阻發生故障。

2、冷凝器下方做空氣導流金屬板,形成的冷凝水可流到下方集水口,后經過防爆金屬呼吸網排出柜外。

3、進出電纜采用填料式防爆格蘭頭,導線安裝完成后填充防爆密封膠泥固化,可減除下部進線腔,減小柜體空間。

防爆配電柜

二、正壓通風型產品定義

代表產品-防爆正壓柜,用保持外殼內部保護氣體的壓力高于外部大氣壓力,以阻止外部爆炸性氣體進入外殼內的方法。

此防爆形式要求現場有不含有可燃氣體的壓縮潔凈空氣,氣源壓力0.4-0.8MPa,氣壓要持續穩定,不能忽高忽低。本方案是利用壓縮空氣在柜內循環后再經排氣口排出,靠空氣循環把熱量帶走,適用于對裝有小功率發熱元件的柜體,如果使用在戶外,建議一定要配有防曬防雨棚。缺點:耗氣量大,散熱效果不佳。

三、正壓+強制制冷

對于內裝有大功率發熱源的電氣柜,應在正壓型的基礎上加裝強制制冷(防爆機柜空調),這樣可以減少通風量,切對柜內降溫效果好,柜體體積也不受限制,可以多種元件集成到一個柜內,應用比較廣泛。結構見附圖:

防爆機柜空調

防爆正壓柜

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