一、一级保护：加热元件直连保护（“最后一道防线”，针对局部过热）

1. 核心元件：温度熔断器（热熔断体）
   • 安装位置：每根防爆电加热管的金属外壳内部（紧贴电阻丝绝缘层），或蒸汽 / 热水换热器的 “易过热管段”（如入口管、弯管处）。
   • 防爆设计：熔断器外壳采用隔爆型密封结构（Ex d I Mb），避免熔断时产生的金属飞溅或火花外泄，符合煤矿瓦斯环境要求。
   • 动作参数：根据煤矿安全标准，熔断温度设定为150℃±5℃（低于瓦斯引燃温度 595℃，且远低于加热管金属外壳的耐温极限）。
2. 工作逻辑

   当加热管因积尘覆盖（热阻增大）、风机故障导致风量骤降（散热不足），或电阻丝局部短路（局部温度飙升）时：
   • 加热管内部温度快速超过 150℃，熔断器内的 “低熔点合金片”（如铋 - 铅 - 锡合金）受热熔化；
   • 合金片熔化后，直接切断该组加热管的供电回路（单组切断，不影响其他正常加热管），避免局部温度继续升高至引燃瓦斯的临界值；
   • 同时，熔断器触发 “熔断信号” 至 PLC 控制系统，中控面板亮起 “加热管超温” 故障灯，提醒维护人员更换熔断体并排查积尘 / 风量问题。

二、二级保护：热风温度实时监测（“过程防控”，针对整体送风超温）

1. 核心元件：防爆型双金属温控器（或铂电阻传感器）
   • 安装位置：热风风道出口（距换热器 1-2 米处，避免直接受加热元件辐射影响，确保测的是 “实际送风温度”）。
   • 防爆等级：整体为增安型（Ex e I Mb），传感器探头采用不锈钢密封，防止瓦斯渗入内部电路。
   • 监测精度：温度测量范围 - 40℃~200℃，精度 ±0.5℃，满足井口 “2℃防冻” 与 “60℃防超温” 的双重要求。
2. 工作逻辑（分两阶段动作）

   控制系统预设两个温度阈值：预警阈值（60℃） 和停机阈值（80℃），对应不同干预动作：
   • 第一阶段（预警干预，60℃触发）：
     当热风温度升至 60℃（超过井口所需的 “40-50℃最佳送风温度”，且接近粉尘自燃临界温度），温控器向 PLC 发送 “超温预警信号”；
     PLC 自动执行 “降功率操作”—— 电加热型切断 2-3 组加热管（保留基础功率），蒸汽型关小蒸汽调节阀（降低蒸汽流量），热水型调低循环泵频率（减少热水供给），通过 “减热源” 使热风温度回落至安全区间。
   • 第二阶段（紧急停机，80℃触发）：
     若降功率后温度仍持续升高至 80℃（已达 “高温引燃粉尘” 的风险区间），温控器发送 “紧急停机信号”；
     PLC 立即切断所有加热回路（电加热管全停、蒸汽 / 热水阀门全关），同时保持风机运行（通过持续送风带走设备余热，避免 “闷温”）；
     现场声光报警器启动（红色报警灯闪烁 + 蜂鸣器响），并向矿井中央控制室上传 “热风超温停机” 信息，提示人员现场排查（如热源阀卡阻、温控阀失效）。

三、三级保护：热源侧超温阻断（“源头防控”，针对热源供给异常）

1. 核心元件：防爆型温度传感器 + 安全阀（蒸汽型）/ 流量开关（热水型）
   • 蒸汽热源：在蒸汽入口管道安装铂电阻温度传感器（监测蒸汽温度，阈值 150℃）和弹簧式安全阀（起跳压力 0.5MPa，对应蒸汽温度约 151℃）；
   • 热水热源：在热水入口管道安装温度传感器（阈值 130℃）和流量开关（防止热水断流导致换热器 “干烧” 超温）。
2. 工作逻辑
   • 蒸汽超温 / 超压：若蒸汽温度升至 150℃（超过换热器设计耐温 140℃），温度传感器触发 PLC 关闭 “蒸汽主阀”；若压力同时超 0.5MPa，安全阀直接机械泄压（无需电控，纯物理保护），双重阻断高温蒸汽进入换热器。
   • 热水超温 / 断流：若热水温度升至 130℃（超过热水型换热器耐温 120℃），温度传感器触发关闭 “热水循环泵”；若热水断流（流量开关检测不到流量），立即切断加热回路，避免换热器 “干烧” 导致管段过热。

四、保护机制的 “防爆协同设计”（关键细节，避免保护过程引风险）

1. 元件防爆：温度熔断器、温控器、传感器的外壳均为隔爆 / 增安型，接线端子采用 “防爆密封胶” 封堵，防止动作时产生的电弧外泄。
2. 断电逻辑：所有 “切断动作” 均通过防爆型接触器（Ex d I Mb）执行，接触器触点采用 “银合金材质”，避免分断电流时产生电火花。
3. 故障锁定：超温停机后，系统触发 “故障锁定”，需人工排查并复位（在电控箱按下 “复位按钮”），防止设备自动重启导致风险复发。