溫度安全柵是一種非常重要的本安防爆系統(tǒng)組件。它的核心應(yīng)用場(chǎng)景可以概括為：在需要測(cè)量溫度的易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所，為現(xiàn)場(chǎng)安裝的溫度傳感器（如熱電偶、熱電阻）提供本質(zhì)安全保護(hù)。

下面我們?cè)敿?xì)展開其應(yīng)用場(chǎng)景、工作原理和具體案例。

一、核心應(yīng)用場(chǎng)景概述

溫度安全柵主要安裝在安全區(qū)（控制室） 和危險(xiǎn)區(qū)（現(xiàn)場(chǎng)） 之間，作為信號(hào)傳遞和能量限制的關(guān)鍵屏障。其應(yīng)用場(chǎng)景的共同特點(diǎn)是：

1. 存在爆炸性環(huán)境： 現(xiàn)場(chǎng)可能存在可燃性氣體、蒸氣、粉塵（如氫氣、甲烷、煤粉、鋁粉等）。

2. 需要溫度監(jiān)測(cè)： 工藝過程對(duì)溫度有嚴(yán)格的控制和監(jiān)測(cè)要求。

3. 使用本安防爆系統(tǒng)： 采用“本安型"防爆技術(shù)，這是常用、可靠的防爆方法之一。

二、具體應(yīng)用行業(yè)與案例

1. 石油、化工與天然氣行業(yè)

這是溫度安全柵最典型、應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域。

• 反應(yīng)釜/反應(yīng)器溫度監(jiān)測(cè)： 在化工生產(chǎn)中，許多化學(xué)反應(yīng)（如聚合、硝化、加氫等）在反應(yīng)釜中進(jìn)行，需要精確控制溫度。反應(yīng)釜內(nèi)部或夾套的溫度是至關(guān)重要的參數(shù)。安全柵將來自危險(xiǎn)區(qū)熱電偶的信號(hào)安全地傳送到控制室的DCS或PLC系統(tǒng)。

• 精餾塔、分離塔溫度監(jiān)測(cè)： 在石油煉化和化工分離過程中，塔器各段的溫度是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。安全柵用于監(jiān)測(cè)這些關(guān)鍵點(diǎn)的溫度。

• 儲(chǔ)罐區(qū)溫度監(jiān)測(cè)： 大型液化天然氣（LNG）、原油或化學(xué)品儲(chǔ)罐需要監(jiān)測(cè)物料溫度。現(xiàn)場(chǎng)的熱電阻通過安全柵與控制系統(tǒng)連接。

• 管道溫度監(jiān)測(cè)： 輸送易燃介質(zhì)的管道，特別是在泵出口、加熱段等位置，需要安裝溫度傳感器，通過安全柵進(jìn)行保護(hù)。

2. 制藥行業(yè)

制藥行業(yè)的許多工藝涉及使用乙醇、丙酮等易燃溶劑。

• 發(fā)酵罐溫度控制： 生物發(fā)酵過程對(duì)溫度非常敏感，需要在罐體上安裝溫度傳感器。

• 干燥箱、烘箱溫度監(jiān)測(cè)： 用于干燥藥品或物料，箱內(nèi)可能積聚易燃粉塵或溶劑蒸氣。

• 合成反應(yīng)釜： 與化工行業(yè)類似，制藥合成反應(yīng)也需要在防爆環(huán)境下精確控溫。

3. 食品與飲料行業(yè)

雖然整體危險(xiǎn)區(qū)域較少，但在特定環(huán)節(jié)仍存在風(fēng)險(xiǎn)。

• 酒精萃取、調(diào)味車間： 環(huán)境中可能存在高濃度的酒精蒸氣。

• 面粉廠、糖廠： 生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的可燃性粉塵（面粉、糖粉），形成爆炸性環(huán)境。在干燥、研磨等工序的溫度監(jiān)測(cè)需要使用安全柵。

4. 電力與能源行業(yè)

• 燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐系統(tǒng)： 監(jiān)測(cè)軸承溫度、燃?xì)鉁囟鹊取Ｈ剂希ㄌ烊粴饣蛴停┑男孤┛赡苄纬晌ｋU(xiǎn)環(huán)境。

• 煤粉制備系統(tǒng)： 在火力發(fā)電廠，制粉系統(tǒng)周圍充滿煤粉，屬于典型的粉塵防爆區(qū)域。磨煤機(jī)出口溫度等關(guān)鍵參數(shù)需要通過安全柵進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5. 冶金與建材行業(yè)

• 煤礦： 井下存在甲烷氣體和煤塵，所有電氣設(shè)備必須防爆。用于監(jiān)測(cè)設(shè)備（如泵、風(fēng)機(jī)）軸承溫度或環(huán)境溫度的系統(tǒng)需要配備安全柵。

• 噴涂車間（如汽車制造）： 噴涂過程中使用的涂料和稀釋劑會(huì)揮發(fā)出大量有害氣體，烘干爐等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)需要本安系統(tǒng)。

三、溫度安全柵的核心作用（解決的問題）

在上述所有場(chǎng)景中，溫度安全柵主要扮演三個(gè)角色：

1. 能量限制器： 這是其最根本的作用。它將從安全區(qū)傳遞到危險(xiǎn)區(qū)的電能量（電壓和電流）限制在一個(gè)非常低的水平，確保即使現(xiàn)場(chǎng)線路發(fā)生短路、斷路故障，產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)也不足以點(diǎn)燃特定的爆炸性氣體混合物。

2. 信號(hào)轉(zhuǎn)換與隔離器： 它將來自熱電偶（mV級(jí)）或熱電阻（電阻變化）的微弱信號(hào)，精確地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（如4-20mA）提供給控制系統(tǒng)。同時(shí)，它實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)區(qū)與安全區(qū)之間信號(hào)的電氣隔離，防止高電壓竄入危險(xiǎn)區(qū)，也提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。

3. 系統(tǒng)認(rèn)證的組成部分： 一個(gè)完整的本安防爆系統(tǒng)必須由三部分組成：安全區(qū)設(shè)備（如DCS I/O卡、安全柵）→ 連接電纜 → 危險(xiǎn)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如熱電偶）。這三者必須聯(lián)合取證，或各自具有相應(yīng)的防爆認(rèn)證并匹配使用。溫度安全柵是構(gòu)成這個(gè)合法、安全系統(tǒng)重要的一環(huán)。

四、如何選擇溫度安全柵？

在選擇時(shí)，需要關(guān)注以下幾點(diǎn)：

• 輸入類型： 匹配現(xiàn)場(chǎng)傳感器類型（熱電偶：K型、S型等；熱電阻：Pt100、Cu50等）。

• 輸出信號(hào)： 匹配控制系統(tǒng)需求（通常為4-20mA，或HART協(xié)議、數(shù)字通信等）。

• 防爆認(rèn)證： 必須具有項(xiàng)目所在國(guó)家或地區(qū)認(rèn)可的防爆認(rèn)證（如中國(guó)的CNEx，國(guó)際的ATEX，北美的FM/UL）。

• 防爆等級(jí)： 其保護(hù)級(jí)別必須滿足或高于危險(xiǎn)區(qū)域的劃分等級(jí)（如氣體防爆Ex ia IIC T6，粉塵防爆Ex ibD A21 T80°C）。

• 通道數(shù)： 單通道、雙通道或多通道，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量選擇。

總結(jié)

溫度安全柵的應(yīng)用場(chǎng)景核心就是任何存在爆炸性風(fēng)險(xiǎn)且需要監(jiān)測(cè)溫度的地方。 它是連接智能控制系統(tǒng)與危險(xiǎn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的“安全信使"，既保證了過程信息的準(zhǔn)確傳遞，又從根本上切斷了引爆源，是現(xiàn)代化工、石化、制藥等流程工業(yè)安全生產(chǎn)的重要保障。