爆炸性气体环境下一体化泵站的制作方法

1.本实用新型涉及一体化泵站，特别是涉及爆炸性气体环境下一体化泵站。


背景技术：

2.石油化工泵是炼油、石化等行业的重要设备，任何工艺流体的流动都离不开石油化工泵。在炼油、石化等行业，石油化工泵都工作在易燃易爆的爆炸性气体环境，空气环境中常常分布有氢气、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烯等易燃易爆气体。在爆炸性气体环境下，要求石油化工泵的电机和控制柜等电气设备为防爆电器，比如电机为隔爆型电机或增安型电机。
3.然而，现有的石油化工泵所配套的隔爆型电机或增安型电机存在着诸多缺陷，一方面，在同一爆炸性气体环境下，可能会有上百台石油化工泵同时工作，如果一台石油化工泵所配防爆电机由于故障发生爆炸，有可能会引起整个爆炸性区域的灾难性事故，造成不可估量的的损失；另一方面，防爆电机及防爆控制柜的初始成本及运营成本较高，同时可靠性较低，仅有一道安全防护措施。防爆电器均需进行防爆认证，全新设计及改型设计都需要进行型式检验与认证，设备的加工精度要求较高，这些都导致了防爆电器的初始成本较高。另外，防爆电机等防爆电器运营成本较高，例如隔爆电机由于长时间使用，使得隔爆接合面受到磨损，防爆性能下降，返厂维修的成本较高，同时有可能影响化工流程的正常工作。防爆电机等防爆电器仅有一道安全防护措施，如果失效将会引起不可估量的损失。最后，防爆控制柜的安全性与可靠性也较低。
4.总之，现有的石油化工泵所配套的防爆电器的成本较高，可靠性较低，安全性较差。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型提供爆炸性气体环境下一体化泵站，可以很好解决现有技术的防爆电器的成本较高、可靠性较低、安全性较差等诸多缺陷。
6.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
7.爆炸性气体环境下一体化泵站，包括泵房、控制柜、空压机机组和数台化工泵组，所述泵房顶面设有排气管、爆炸性气体探测器、第三温度探头和气压传感器，所述空压机机组和所述泵房通过空气管连接；所述泵房采用全密封结构，使用轻质材料制作而成，所述泵房侧面设有密封门和透明视窗；所述泵房下部设有水平隔板，所述水平隔板将所述泵房分隔成设备室和均压室两个上下布置的空间，所述水平隔板设有数个均匀分布的均压孔，所述均压孔将所述设备室和均压室连通起来；所述控制柜和数台化工泵组设置于所述设备室内，且固定于所述水平隔板上；所述化工泵组包括泵头和电机，所述泵头的轴承位设有第二温度探头，所述电机的轴承位设有第一温度探头；所述空压机机组包括空压机、空气过滤器和变频电机，所述空气过滤器与所述空压机的入口相连，所述变频电机用于驱动所述空压机，所述空压机出口与所述空气管相连；
8.所述控制柜包括可编程控制器、变频器和数个交流接触器，所述可编程控制器为所述一体化泵站的控制器，所述变频器为所述变频电机的驱动器；所述第一温度探头、第二温度探头、第三温度探头、爆炸性气体探测器和气压传感器均通过信号线与所述可编程控制器相连，所述变频器的控制端与所述可编程控制器连接，所述变频器的动力输出电缆与所述变频电机连接，所述交流接触器的控制端与所述可编程控制器连接，所述交流接触器的动力输出电缆与所述电机连接。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述泵房内的气压略高于所述泵房外的气压。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述密封门和透明视窗在所述一体化泵站正常工作的情况下与所述泵房之间完全密封。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述控制柜、电机、变频电机、爆炸性气体探测器、第一温度探头、第二温度探头、第三温度探头和气压传感器均为非防爆电器。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述排气管包括防雨帽和空心管；所述空心管设有单向阀，所述单向阀仅允许气体从所述泵房内流向泵房外。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述泵房处于爆炸性气体环境，所述空压机机组处于非爆炸性气体环境。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述控制柜的柜体底面和顶面分别设有进气孔和排气孔。
15.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
16.1.降低了工作环境的危险等级：将原来设备工作的易燃易爆的环境降低为泵房内的非易燃易爆的环境。
17.2.降低了设备成本：由原来成本较高的防爆电器换为成本较低的非防爆电器。
18.3.提高了安全等级：采用多道措施来预警危险或提高安全等级。
附图说明
19.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
20.图1是本实用新型的原理示意图。
21.图2为图1的i处的局部放大图。
22.图3为本实用新型的控制柜的原理示意图。
23.图4为本实用新型的空压机机组的俯视图。
24.图中：1、泵房，2、化工泵组，3、控制柜，4、空压机机组，5、排气管，6、爆炸性气体探测器，7、第一温度探头，8、第二温度探头，9、第三温度探头，10、气压传感器，11、密封门，12、透明视窗，13、均压室，14、设备室，15、水平隔板，16、均压孔，21、泵头，22、电机，31、可编程控制器、32、变频器，33、交流接触器，41、空压机，42、空气过滤器，43、变频电机，44、空气管，51、防雨帽，52、空心管。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；机械连接可以是焊接、铆接、螺纹连接或法兰连接等；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1至图4所示，本实用新型提供爆炸性气体环境下一体化泵站，包括泵房1、控制柜3、空压机机组4和数台化工泵组2，泵房1顶面设有排气管5、爆炸性气体探测器6、第三温度探头9和气压传感器10，空压机机组4和泵房1通过空气管44连接。泵房1采用全密封结构，使用轻质材料制作而成，泵房1侧面设有密封门11和透明视窗12。密封门11和透明视窗12在一体化泵站正常工作的情况下与泵房1之间完全密封。全密封结构的泵房1可以把泵房1内外完全分开并形成两个空间环境，密封门11可以保证在关闭时确保泵房1的严格密封，透明视窗12可以保证在密封的情况下从外边观察泵房1内部的情况，同时可以有一定的采光。泵房1下部设有水平隔板15，水平隔板15将泵房1分隔成设备室14和均压室13两个上下布置的空间，水平隔板15设有数个均匀分布的均压孔16，均压孔16将设备室14和均压室13连通起来，均压孔16可以使均压室13中的压缩空气均匀地流入设备室14。控制柜3和数台化工泵组2设置于设备室14内，且固定于水平隔板15上。化工泵组2包括泵头21和电机22，泵头21的轴承位设有第二温度探头8，电机22的轴承位设有第一温度探头7，必要时也可以在电机绕组和铁心布置测温探头，包含第一温度探头7和第二温度探头8在内的测温探头可以监测相关部位的最高温度。空压机机组4包括空压机41、空气过滤器42和变频电机43，空气过滤器42与空压机41的入口相连，变频电机43用于驱动空压机41，空压机41出口与空气管44相连。空压机机组4是产生压缩空气的动力源，变频电机43可以改变空压机41的转速以便调节输出流量及压力。
29.控制柜3包括可编程控制器31、变频器32和数个交流接触器33，可编程控制器31为一体化泵站的控制器，变频器32为变频电机43的驱动器。第一温度探头7、第二温度探头8、第三温度探头9、爆炸性气体探测器6和气压传感器10均通过信号线与可编程控制器31相连，变频器32的控制端与可编程控制器31连接，变频器32的动力输出电缆与变频电机43连接，交流接触器33的控制端与可编程控制器31连接，交流接触器33的动力输出电缆与电机22连接。可编程控制器31可以处理接收到来自于第一温度探头7、第二温度探头8、第三温度探头9、爆炸性气体探测器6和气压传感器10的信号，通过对信号进行判断，根据不同的信号值做出相应的响应，比如发出报警、调整变频电机43的转速或关停电机22。可编程控制器31通过控制交流接触器33来实现电机22的启停，通过向变频器32发送指令来改变变频器32的
输出频率，从而调节变频电机43的转速。
30.泵房1内的气压略高于泵房1外的气压，可以确保泵房1外含有爆炸性气体的空气不会逆流进入泵房1内，泵房1内就形成了非爆炸性气体环境。虽然泵房1外为爆炸性气体环境，而空压机机组4处于非爆炸性气体环境，可以确保通过空压机机组4输入到泵房1内的空气为非爆炸性气体。
31.控制柜3、电机22、变频电机43、爆炸性气体探测器6、第一温度探头7、第二温度探头8、第三温度探头9和气压传感器10均为非防爆电器。和现有技术的防爆电器相比，本实施例可以采用非防爆电器，既降低了设备技术难度和成本，又可以提高设备的可靠性与安全性。
32.排气管5包括防雨帽51和空心管52。空心管52设有单向阀，单向阀仅允许气体从泵房1内流向泵房1外，可以进一步确保泵房1外含有爆炸性气体的空气不会逆流进入泵房1内。
33.控制柜3的柜体底面和顶面分别设有进气孔和排气孔，可以不断置换控制柜3中的空气。
34.本实施例的工作原理：
35.处于非爆炸性气体环境的空压机机组4为纯净空气的增压设备，空气经空气过滤器42的过滤后，纯净空气进入空压机41进行增压，压缩空气通过空气管44进入泵房1下部的均压室13。接着压缩空气通过多个均压孔16均匀地流入设备室14，置换掉原来混入部分易燃易爆气体的空气，原来的气体则通过排气管5排放至泵房1外，因此，设备室14便由爆炸性气体环境变为了非爆炸性气体环境，使得置于设备室14中的控制柜3和化工泵组2可以采用非防爆设备，这就极大降低了设备成本。爆炸性气体探测器6是为了监测泵房1内气体是否含有一定浓度的爆炸性气体，如果输送易燃易爆介质的化工泵组2发生泄漏，设备室14内的气体中会混有爆炸性气体，这时爆炸性气体探测器6会将检测到的浓度值传送给控制柜3中的可编程控制器31。可编程控制器31通过向变频器32发送指令来提高变频器32的输出频率，从而提高变频电机43的转速，最终实现空压机机组4增加压缩空气的流量及压力。这样设备室14内的气体很快被置换掉，确保了设备室14内的非爆炸性气体环境，以免发生爆燃事故。第一温度探头7、第二温度探头8用于监测设备表面的温度，若有异常超温，信号会传至可编程控制器31，可编程控制器31会控制报警器发出报警或关停相关设备以进行检修。第一温度探头7用于监测设备室14中气体的整体温度，从另一方面保证泵房1内设备的安全。当有工作人员打开密封门11进入泵房1时，泵房1内的气体从里边迅速溢出至泵房1外，泵房1内气体的压力降低，安装于泵房1顶部的气压传感器10会将此时的气压值变送给可编程控制器31，可编程控制器31通过向变频器32发送指令来提高变频器32的输出频率，从而提高变频电机43的转速，最终实现空压机机组4增加压缩空气的流量及压力，以平衡泵房1内气压的降低，直到气压达到原来的设定值。可见，多道措施保证了一体化泵站的安全。
36.和现有技术的工作在爆炸性气体环境的防爆设备相比，本实施例所述的爆炸性气体环境下一体化泵站具有显著的优势：
37.降低了工作环境的危险等级，将原来设备工作的易燃易爆的环境降低为泵房1内的非易燃易爆的环境；降低了设备成本，由原来成本较高的防爆电器变为成本较低的非防爆电器；提高了安全等级，采用多道措施来预警危险或提高安全等级。
38.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。