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应该如何正确选择阀门电动装置以防止超负荷现象

   阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备,阀门电动装置运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置,因此,正确选择阀门电动装置,对防止出现超负荷现象(工作转矩高于控制转矩)至关重要。
  通常,正确选择阀门电动装置的依据如下:
  操作力矩操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数,电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1.2~1.5倍。
  操作推力阀门电动装置的主机结构有两种:一种是不配置推力盘,直接输出力矩;另一种是配置推力盘,输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。
  输出轴转动圈数阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关,要按M=H/ZS计算(M为电动装置应满足的总转动圈数,H为阀门开启高度,S为阀杆传动螺纹螺距,Z为阀杆螺纹头数)。
  阀杆直径对多回转类明杆阀门,如果电动装置允许通过的最大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆,便不能组装成电动阀门。因此,电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门,虽不用考虑阀杆直径的通过问题,但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸,使组装后能正常工作。
  输出转速阀门的启闭速度若过快,易产生水击现象。因此,应根据不同使用条件,选择恰当的启闭速度
  阀门电动装置有其特殊要求,即必须能够限定转矩或轴向力。通常阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。当电动装置规格确定之后,其控制转矩也就确定了。一般在预先确定的时间内运行,电机不会超负荷。但如出现下列情况便可能导致超负荷:一是电源电压低,得不到所需的转矩,使电机停止转动;二是错误地调定转矩限制机构,使其大于停止的转矩,造成连续产生过大转矩,使电机停止转动;三是断续使用,产生的热量积蓄,超过了电机的允许温升值;四是因某种原因转矩限制机构电路发生故障,使转矩过大;五是使用环境温度过高,相对使电机热容量下降。
  过去对电机进行保护的办法是使用熔断器、过流继电器、热继电器、恒温器等,但这些办法各有利弊。对阀门电动装置这种变负荷设备,绝对可靠的保护办法是没有的。因此,必须采取各种组合方式,归纳起来有两种:一是对电机输入电流的增减进行判断;二是对电机本身发热情况进行判断。这两种方式,无论那种都要考虑电机热容量给定的时间余量。
  通常,过负荷的基本保护方法是:对电机连续运转或点动操作的过负荷保护,采用恒温器;对电机堵转的保护,采用热继电器;对短路事故,采用熔断器或过流继电器。
  就阀门电动装置市场的分布,主要是依据工程项目的建设,阀门的最大用户是石化行业、电力部门、冶金部门、化工行业和城市建设部门。石化行业主要应用API标准的闸阀、截止阀和止回阀;电力部门主要采用电站用高温压闸阀、截止阀、止回阀和安全阀及一部分给排水阀的低压蝶阀、闸阀;化工行业主要采用不锈钢闸阀、截止阀、止回阀;冶金行业主要采用低压大口径蝶阀、氧气截止阀和氧气球阀;城市建设部门主要采用低压阀,如城市自来水管道主要采用大口径闸阀,楼寓建设主要采用中线蝶阀,城市供热主要采用金属密封蝶阀;输油管线主要采用平板闸阀和球阀;制药行业主要采用不锈钢球阀;食品行业主要采用不锈钢球阀等。

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1.开关型(开环控制)
  开关型电动执行器一般实现对阀门的开或关控制,阀门要么处于全开位置,要么处于全关位置,此类阀门不需对介质流量进行精确控制。
  特别值得一提的是开关型电动执行器因结构形式的不同还可分为分体结构和一体化结构。选型时必需对此做出说明,不然经常会发生在现场安装时与控制系统冲突等不匹配现像。
  a)分体结构(通常称为普通型):控制单元与电动执行器分离,电动执行器不能单独实现对阀门的控制,必需外加控制单元才能实现控制,一般外部采用控制器或控制柜形式进行配套。
  此结构的缺点是不便于系统整体安装,增加接线及安装费用,且容易出现故障,当故障发生时不便于诊断和维修,性价比不理想。
  b)一体化结构(通常称为整体型):控制单元与电动执行器封装成一体,无需外配控制单元即可现实就地操作,远程只需输出相关控制信息就可对其进行操作。
  此结构的优点是方便系统整体安装,减少接线及安装费用,容易诊断并排除故障。但传统的一体化结构产品也有很多不完善的地方,所以产生了智能电动执行器。
  2.调节型(闭环控制)
  调节型电动执行器不仅具有开关型一体化结构的功能,还能对阀门进行精确控制,调节介质流量。
  a)控制信号类型(电流、电压)<>
  四、选择阀门电动装置的依据
  1、所选用阀门电动装置的用途、使用工况条件和操纵控制方式,阀门电动装置规格及类别,应符合管道设计文件的要求,工作压力要大于或等于管道的工作压力。
  2、工作介质的性质:工作压力、工作温度、腐蚀性能,是否含有固体颗粒,介质是否有毒,是否是易燃、易爆介质,介质的黏度等。
  3、对阀门电动装置流体特性的要求:流阻、排放能力、流量特性、密封等级等。
  4、安装尺寸和外形尺寸要求:公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。
  5、对阀门电动装置的产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等附加要求。(在选定参数时注意:如果阀门电动装置要用于控制目的,必须确定如下额外参数:操作方法、最大和最小流量要求、正常流动的压力降、关闭时的压力降、阀门电动装置的最大和最小进口压力。)
  根据上述选择阀门电动装置的依据和步骤,合理、正确的选择阀门电动装置时还必须对各种类型阀门电动装置的内部结构进行详细了解,以便能对优先选用的阀门电动装置作出正确的抉择。
  管道的最终控制是阀门电动装置,阀门电动装置启闭件控制着介质在管道内的流向方式,阀门电动装置流道的形状使阀门电动装置具备一定的流量特性,在选择管道系统最适合安装的阀门电动装置时必须考虑到这一点。

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