在化工、醫(yī)藥等存在易燃性氣體或粉塵的特殊險(xiǎn)場所，溫度控制設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的連續(xù)性和安全。防爆冷熱恒溫裝置作為此類環(huán)境中的控溫設(shè)備，需通過多重技術(shù)設(shè)計(jì)滿足特殊場景下的控溫需求，同時(shí)兼顧溫度控制精度與操作可靠性。
一、設(shè)備運(yùn)行原理與防爆設(shè)計(jì)邏輯
防爆冷熱恒溫裝置的核心在于通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻止外界危險(xiǎn)物質(zhì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度調(diào)控。其運(yùn)行原理基于閉環(huán)溫度控制邏輯，通過溫度傳感器實(shí)時(shí)采集物料及導(dǎo)熱介質(zhì)溫度，由控制器根據(jù)設(shè)定值調(diào)節(jié)加熱或制冷模塊，確保目標(biāo)溫度穩(wěn)定在預(yù)設(shè)范圍。
從防爆設(shè)計(jì)來看，裝置主要通過正壓防爆與隔離防爆兩種技術(shù)路徑實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)。正壓防爆通過向設(shè)備內(nèi)部通入潔凈壓縮空氣，使腔內(nèi)形成微正壓，阻止外界爆炸性氣體或粉塵侵入。隔離防爆則通過強(qiáng)化設(shè)備部件的防爆性能實(shí)現(xiàn)安全隔離，如電氣柜采用隔爆型設(shè)計(jì)，配備接線腔體與散熱鋁翅片；壓縮機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)等運(yùn)動(dòng)部件采用防爆型電機(jī)，葉片選用不易產(chǎn)生火花的鋁材；溫度與壓力傳感器均通過隔爆處理，確保在苛刻環(huán)境下不成為點(diǎn)火源。
二、特殊環(huán)境下的技術(shù)要求
在易燃性環(huán)境中，防爆冷熱恒溫裝置需滿足多角度技術(shù)要求，涵蓋溫度控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全冗余設(shè)計(jì)。
溫度控制精度方面，裝置需實(shí)現(xiàn)寬范圍控溫，且導(dǎo)熱介質(zhì)溫控精度高。這一要求通過復(fù)合控制算法實(shí)現(xiàn)：主回路與從回路的雙PID調(diào)節(jié)可快速響應(yīng)系統(tǒng)滯后，減少溫度過沖；滯后預(yù)估器生成動(dòng)態(tài)反饋信號(hào)，避免傳統(tǒng)PID在大滯后系統(tǒng)中出現(xiàn)的控制失穩(wěn)；三點(diǎn)采樣結(jié)合無模型自建樹算法，進(jìn)一步提升復(fù)雜工況下的控溫穩(wěn)定性。
系統(tǒng)穩(wěn)定性要求主要體現(xiàn)在密閉性與部件可靠性上。裝置采用全密閉管道設(shè)計(jì)，導(dǎo)熱介質(zhì)在封閉回路中循環(huán)，膨脹罐與主回路絕熱分離，罐內(nèi)溫度維持在常溫至高溫，降低介質(zhì)氧化與吸水風(fēng)險(xiǎn)。循環(huán)泵選用磁力驅(qū)動(dòng)無泄漏類型，避免機(jī)械軸封磨損導(dǎo)致的介質(zhì)泄漏與潛在風(fēng)險(xiǎn)。
安全冗余設(shè)計(jì)是特殊環(huán)境下的另一核心要求。裝置需配備多重保護(hù)機(jī)制，包括高溫保護(hù)、高低壓保護(hù)、過載保護(hù)及液位保護(hù)等。加熱模塊設(shè)置三重防護(hù)，除控制器自身監(jiān)控外，單獨(dú)溫度限位器與電源保護(hù)繼電器可在主系統(tǒng)失效時(shí)強(qiáng)制切斷加熱回路。制冷系統(tǒng)則通過壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)吸排氣壓力，超時(shí)自動(dòng)停機(jī)并觸發(fā)警告。
三、典型應(yīng)用案例與場景適配
在醫(yī)藥化工行業(yè)的高危反應(yīng)場景中，防爆冷熱恒溫裝置的應(yīng)用需兼顧防爆要求與工藝特性。在不銹鋼反應(yīng)釜用于含揮發(fā)性溶劑的合成反應(yīng)，環(huán)境存在II類易燃性氣體，裝置采用隔離防爆設(shè)計(jì)，避免介質(zhì)自身燃爆風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)行過程中，通過雙PID控制與板式換熱器換熱，且物料溫度無過沖，滿足工藝對(duì)溫度變化速率的嚴(yán)格要求。
防爆冷熱恒溫裝置通過防爆設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確控溫與多重保護(hù)機(jī)制，為特殊環(huán)境下的溫度控制提供了可靠解決方案。其技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)既依賴硬件部件的防爆性能，也取決于軟件算法的調(diào)控精度，二者的協(xié)同作用確保了設(shè)備在危險(xiǎn)環(huán)境中的安全運(yùn)行與工藝適配性。
