一、一級保護：加熱元件直連保護（“最后一道防線”，針對局部過熱）

1. 核心元件：溫度熔斷器（熱熔斷體）
   • 安裝位置：每根防爆電加熱管的金屬外殼內部（緊貼電阻絲絕緣層），或蒸汽 / 熱水換熱器的 “易過熱管段”（如入口管、彎管處）。
   • 防爆設計：熔斷器外殼采用隔爆型密封結構（Ex d I Mb），避免熔斷時產生的金屬飛濺或火花外泄，符合煤礦瓦斯環境要求。
   • 動作參數：根據煤礦安全標準，熔斷溫度設定為150℃±5℃（低于瓦斯引燃溫度 595℃，且遠低于加熱管金屬外殼的耐溫極限）。
2. 工作邏輯

   當加熱管因積塵覆蓋（熱阻增大）、風機故障導致風量驟降（散熱不足），或電阻絲局部短路（局部溫度飆升）時：
   • 加熱管內部溫度快速超過 150℃，熔斷器內的 “低熔點合金片”（如鉍 - 鉛 - 錫合金）受熱熔化；
   • 合金片熔化后，直接切斷該組加熱管的供電回路（單組切斷，不影響其他正常加熱管），避免局部溫度繼續升高至引燃瓦斯的臨界值；
   • 同時，熔斷器觸發 “熔斷信號” 至 PLC 控制系統，中控面板亮起 “加熱管超溫” 故障燈，提醒維護人員更換熔斷體并排查積塵 / 風量問題。

二、二級保護：熱風溫度實時監測（“過程防控”，針對整體送風超溫）

1. 核心元件：防爆型雙金屬溫控器（或鉑電阻傳感器）
   • 安裝位置：熱風風道出口（距換熱器 1-2 米處，避免直接受加熱元件輻射影響，確保測的是 “實際送風溫度”）。
   • 防爆等級：整體為增安型（Ex e I Mb），傳感器探頭采用不銹鋼密封，防止瓦斯滲入內部電路。
   • 監測精度：溫度測量范圍 - 40℃~200℃，精度 ±0.5℃，滿足井口 “2℃防凍” 與 “60℃防超溫” 的雙重要求。
2. 工作邏輯（分兩階段動作）

   控制系統預設兩個溫度閾值：預警閾值（60℃） 和停機閾值（80℃），對應不同干預動作：
   • 第一階段（預警干預，60℃觸發）：
     當熱風溫度升至 60℃（超過井口所需的 “40-50℃最佳送風溫度”，且接近粉塵自燃臨界溫度），溫控器向 PLC 發送 “超溫預警信號”；
     PLC 自動執行 “降功率操作”—— 電加熱型切斷 2-3 組加熱管（保留基礎功率），蒸汽型關小蒸汽調節閥（降低蒸汽流量），熱水型調低循環泵頻率（減少熱水供給），通過 “減熱源” 使熱風溫度回落至安全區間。
   • 第二階段（緊急停機，80℃觸發）：
     若降功率后溫度仍持續升高至 80℃（已達 “高溫引燃粉塵” 的風險區間），溫控器發送 “緊急停機信號”；
     PLC 立即切斷所有加熱回路（電加熱管全停、蒸汽 / 熱水閥門全關），同時保持風機運行（通過持續送風帶走設備余熱，避免 “悶溫”）；
     現場聲光報警器啟動（紅色報警燈閃爍 + 蜂鳴器響），并向礦井中央控制室上傳 “熱風超溫停機” 信息，提示人員現場排查（如熱源閥卡阻、溫控閥失效）。

三、三級保護：熱源側超溫阻斷（“源頭防控”，針對熱源供給異常）

1. 核心元件：防爆型溫度傳感器 + 安全閥（蒸汽型）/ 流量開關（熱水型）
   • 蒸汽熱源：在蒸汽入口管道安裝鉑電阻溫度傳感器（監測蒸汽溫度，閾值 150℃）和彈簧式安全閥（起跳壓力 0.5MPa，對應蒸汽溫度約 151℃）；
   • 熱水熱源：在熱水入口管道安裝溫度傳感器（閾值 130℃）和流量開關（防止熱水斷流導致換熱器 “干燒” 超溫）。
2. 工作邏輯
   • 蒸汽超溫 / 超壓：若蒸汽溫度升至 150℃（超過換熱器設計耐溫 140℃），溫度傳感器觸發 PLC 關閉 “蒸汽主閥”；若壓力同時超 0.5MPa，安全閥直接機械泄壓（無需電控，純物理保護），雙重阻斷高溫蒸汽進入換熱器。
   • 熱水超溫 / 斷流：若熱水溫度升至 130℃（超過熱水型換熱器耐溫 120℃），溫度傳感器觸發關閉 “熱水循環泵”；若熱水斷流（流量開關檢測不到流量），立即切斷加熱回路，避免換熱器 “干燒” 導致管段過熱。

四、保護機制的 “防爆協同設計”（關鍵細節，避免保護過程引風險）

1. 元件防爆：溫度熔斷器、溫控器、傳感器的外殼均為隔爆 / 增安型，接線端子采用 “防爆密封膠” 封堵，防止動作時產生的電弧外泄。
2. 斷電邏輯：所有 “切斷動作” 均通過防爆型接觸器（Ex d I Mb）執行，接觸器觸點采用 “銀合金材質”，避免分斷電流時產生電火花。
3. 故障鎖定：超溫停機后，系統觸發 “故障鎖定”，需人工排查并復位（在電控箱按下 “復位按鈕”），防止設備自動重啟導致風險復發。