WMGD一70B型微波干燥灭菌机电气起火原因分析及应对措施

引言

WMGD一70B型微波干燥灭菌机为五层隧道式,由微波加热器、微波发生器(电源箱)、微波抑制器、机械传输机构、抽湿部分、晾丸部分及控制部分等组成。微波控制单元电路工作原理如图1所示。

1问题的提出

WMGD一70B型微波干燥灭菌机自运行以来,发生了多次电气火灾事故,造成设备停机,生产停顿,严重影响到产品的质量。据统计,在事故中,各部分发生起火的概率如下:

(1)倍压整流电路起火占90%左右,多次烧毁单个磁控管线路板,并引起相邻磁控管线路板和线路起火,最严重的一次烧毁变压器组五组,40个磁控管不能工作。

(2)光隔板起火占10%左右,一般只导致单个磁控管不能工作,引起相邻的磁控管反馈信号光隔板起火的占整个光隔板起火事故的40%左右。

2原因分析

(1)图1是WMGD一70B型微波干燥机的部分控制单元电路原理图,图中220V的交流电压经过升压变压器TC后输出端的电压就变为了2300V左右的高压。当微波干燥机经过长时间工作之后,电路中高压二级管HVP一16T的耐高压能力明显降低。用红外测温仪测量电路中47Q水泥电阻的温度达到120℃左右,超出了一般电子元器件的承受能力。由于耐受高压能力下降,HVP一16T高压二极管就会炸裂损坏,高温又使水泥电阻的针式管脚脱焊打火,起火事故频频发生。另外,磁控管高压部分电压较高对倍压整流板元器件性能要求比较高,高压二极管两端的高压电线使用的是普通的电线,而此处的对地电压高达2100V,所以容易发生起火现象。

(2)从结构上来看,该机是由304不锈钢制成的一个长方体箱式结构,箱体的外侧安装10个150FZy2一D型轴流风机,主要用于散去控制电路部分的热量。箱体内部有5层输送带空间,最上层架板上规则地安装着90个微波能量输出器朝下的磁控管。因此,磁控管的热能从上向下辐射开来,物料在传送带中被快速均匀地加热。由于设计不足,箱体内的磁控管与顶层箱体之间、磁控管与磁控管之间以及磁控管与最外层不锈钢之间没有做充分的隔热和隔离处理,有10%左右的热能被外层金属材料所吸收,然后释放到操作现场的空间和电源箱内,使操作现场的环境温度高达40℃左右,而电源箱内的温度更是长时间维持在45℃左右(夏季),使电气元件及材料绝缘性能降低,导致火灾事故的频频发生。此外,电源箱顶部的冷却风机在工作时将操作间的粉尘吸入电源箱中,粉尘沉积在倍压整流板上面和四周,长时间导致磁控管高压部分放电引起击穿,并引起火灾。

(3)电气元件老化,磁控管、高压电容、变压器油使用时间过长(磁控管超过一年,高压电容超过三年,变压器油超过五年),容易引起光隔板着火。尤其是磁控管和高压电容,必须及时更换,光隔板起火容易造成整块光隔板烧毁,引起多个磁控管不能正常工作。其次,由于光隔板安装在配电柜内,配电柜采用轴流风机吹风冷却,风量进入时带进了大量粉尘,而电气元件在工作时表面产生的静电极易吸附粉尘,并且由于该机整机功率达80kw,配电柜内产生的热量使其内部温度达到40℃以上,因此光隔板很容易发生起火现象。

3技术研究及对策制定

(1)针对电路控制中HVP一16T高压二极管耐高压能力差的问题,将原来电路控制单元中的高压二极管改为HVP一16型高压整流装置,经过试运行后,此装置在电路中的耐压能力大幅提高,没有炸裂损坏情况的发生。另外,将容易脱焊的针式管脚47Q水泥电阻改为管脚为扁平宽2cm型水泥电阻,用红外测温仪测量该元件温度已降为70℃左右,因高温造成的管脚脱焊打火问题得到了有效解决。此外,还将高压二极管两端的电线全部改为耐压等级不低于2300V的高压软线,该电路的承载能力明显增强,起火事故明显减少。

(2)密封电源箱上各节冷却轴流风机,对轴流风机孔加装有机玻璃视窗,在电源箱两端头处各加装离心风机,进口处加装中效过滤器,使进入风为无粉尘的洁净空气,并始终保持电源箱中的空气为正压,有效防止操作间的粉尘沿着电源箱不锈钢顶板和侧板的缝隙进入。

(3)在电源箱底部增加一层石棉保温层,隔离加热箱辐射的温度使电源箱内部的温度降低,可以有效防止电气元件及材料的老化,进而有效减少起火事故的发生。

(4)加热箱内表面的清洗:由于加热箱内表面的积垢太厚时,积垢物在工作过程中会吸收微波而产生热量,通过热辐射传导,致使加热箱表面温度太高,既耗能又使电源箱的温度升高。因此,只有通过人工对加热箱内表面进行彻底清洗。每半年应对设备内表面清洗一次。

(5)采用离心风机对户外空气通过中效过滤器直接进入配电柜进行冷却,始终保持正压力,排风自由排放在操作间。离心风机的控制附加到整机的控制中,在触摸屏上操作,并具有关微波延时停止设置。

(6)定期对电源箱和配电柜的电气元件进行检查,对性能不稳定、接触不可靠的元器件必须更换,对磁控管、高压电容、变压器油制定详细的更换周期。同时,对电源箱和配电柜定期吹灰清理积尘,使其内部干净,保证电气元件的可靠稳定运行。

4结语

经过一段时间的努力,现在电气火灾事故很少发生,机器的稳定运行极大地提高了生产效率。此外,微波干燥灭菌机的安全稳定工作对药品的生产至关重要,而电气起火事故的发生严重影响到设备使用效果和药品的质量,因此我们必须找到其原因,并加以预防改进,而电气起火事故的成因复杂多变,对其进行分类分析并制定相应的措施,才能保证设备发挥出其应有的性能。