О выборе пневматических регулирующих клапанов и электроприводных регулирующих клапанов и анализе отказов

Принципы установки пневматических и электрических регулирующих клапанов

1. Положение установки пневматического регулирующего клапана, от земли требуется определенная высота, над клапаном и под ним следует оставить определенное пространство для проведения разборки и ремонта клапана. Для клапанов, оснащенных пневматическим позиционером и маховиком, необходимо обеспечить удобство эксплуатации, наблюдения и регулировки.
2. Регулирующий клапан следует устанавливать в горизонтальном трубопроводе, а также вертикально вверх и вниз по отношению к трубопроводу, обычно с опорой под клапаном. Для особых случаев, когда требуется горизонтальная установка регулирующего клапана в вертикальном трубопроводе, регулирующий клапан также должен быть поддержан (за исключением регулирующих клапанов малого диаметра). При установке следует избегать дополнительных нагрузок на клапан.
3. Рабочая температура окружающей среды регулирующего клапана должна составлять (-30 - +60) градусов, относительная влажность не должна превышать 95%.
4. До и после регулирующего клапана должны быть прямые участки трубы, длина которых должна быть не менее 10 диаметров трубопровода (10D), чтобы избежать слишком короткого клапана, влияющего на характеристики потока прямого трубопровода.
5. Калибр регулирующего клапана и технологического трубопровода не одинаковы, следует использовать редуктор. При установке регулирующего клапана малого диаметра можно использовать резьбовое соединение. Стрелка направления потока на корпусе клапана должна соответствовать направлению потока.
6. Необходимо установить байпасный трубопровод. Цель состоит в том, чтобы облегчить переключение или ручное управление, можно регулировать без остановки клапана для технического обслуживания
7. Перед установкой регулирующих клапанов из трубопровода следует тщательно удалить посторонние предметы, такие как грязь, сварочный шлак и т. д.

1. Положение установки, высота, направление входа и выхода клапана должны соответствовать требованиям конструкции, соединение должно быть прочным и герметичным.
2. Клапаны могут использоваться в различных формах концевых соединений с трубопроводом. Одними из наиболее важных соединений являются резьбовые, фланцевые и сварные соединения. Фланцевое соединение, если температура превышает 350 ℃, из-за болта. Ползучесть и ослабление фланца и прокладки, следует выбирать жаропрочный материал болта.
3. Установка клапана должна быть выполнена до осмотра внешнего вида, паспортная табличка клапана должна соответствовать действующему международному стандарту GB12220 «Общая маркировка клапанов». Для рабочего давления более 1,0 МПа и в основном трубопроводе, чтобы сыграть роль в отсечении клапана, следует провести испытание на прочность и герметичность, квалифицированное перед использованием. Другие клапаны нельзя испытывать отдельно, их следует испытывать при испытании системы под давлением.
4. Испытание на прочность, экспериментальное давление для номинального давления в 1,5 раза, продолжительность не менее 5 минут, корпус клапана, набивка не должны иметь утечек.
5. Испытание на герметичность, экспериментальное давление 0,3 МПа, экспериментальное давление в течение экспериментальной продолжительности времени должно оставаться неизменным, время должно соответствовать положениям таблицы 2, к уплотнительной поверхности клапана без утечек, квалифицировано.
6. Номинальный диаметр: DN15-500

(a) регулирующий клапан не срабатывает, явления неисправности и причины следующие;

1. нет сигнала, нет источника газа.
   1. источник газа не открыт,
   2. из-за содержания воды в источнике газа зимой обледенение, что приводит к засорению воздуховодов или фильтров, засорению редукционного клапана,
   3. отказ компрессора
   4. утечка магистрали подачи газа.
2. источник воздуха, нет сигнала.
   1. отказ регулятора
   2. утечка гофрированной стали позиционера
   3. повреждение диафрагмы регулирующей сети
3. У позиционера нет источника воздуха,
   1. засорение фильтра,
   2. отказ редукционного клапана
   3. утечка или засорение трубопровода
4. У позиционера есть источник воздуха, нет выхода. Дроссельное отверстие позиционера засорено
5. есть сигнал, нет действия.
   1. шток клапана сорван,
   2. шток и корпус или с седлом клапана заклинило
   3. изгиб или поломка штока
   4. седло шпинделя замерзло или грязь в виде кокса.
   5. пружина привода из-за длительного неиспользования и ремонта мертва

(ii) нестабильное действие регулирующего клапана. Явления неисправности и причины следующие:

1. нестабильное давление газа
   1. производительность компрессора слишком мала
   2. отказ редукционного клапана
2. Нестабильность давления сигнала
   1. постоянная времени системы управления не подходит
   2. нестабильность выхода регулятора
3. стабильное давление источника газа, давление сигнала также стабильно, но действие регулирующего клапана нестабильно.
   1. шаровой клапан усилителя позиционера из-за износа и износа не строгий, потребление газа будет особенно большим выходным ударом.
   2. сопло-отражатель усилителя позиционера не параллелен, отражатель не может закрыть сопло,
   3. утечка выходной трубы, линии.
   4. жесткость привода слишком мала.
   5. движение штока в сопротивлении трению велико, и контакт с фазовыми частями явления блока.

(ii) Привод слишком жесткий.

(iii) Вибрация регулирующего клапана. Явления неисправности и причины следующие:

1. регулирующий клапан вибрирует при любом открытии.
   1. нестабильная опора
   2. близкий источник вибрации
   3. серьезный износ штока и вкладыша.
2. Вибрация регулирующего клапана в полностью закрытом положении
   1. регулирующий клапан выбран большой, часто используется в небольших отверстиях:
   2. односедельный клапан направление потока среды и противоположное направление закрытия

(D) действие регулирующего клапана вялое вялое явление и причины следующие:

1. Шток клапана только в одном направлении действия вялый
   1. повреждение диафрагмы пневматического тонкопленочного привода утечка
   2. привод в утечке уплотнения «O»
2. Шток клапана во взаимном действии является вялым явлением
   1. Корпус клапана заблокирован вязким веществом
   2. Ухудшение затвердевания наполнителя из ПТФЭ или высыхание смазки графит-асбестовой набивки.
   3. набивка добавлена слишком туго, сопротивление трению увеличивается.
   4. из-за того, что шток не прямой, что приводит к сопротивлению трению.
   5. отсутствие позиционера пневматического регулирующего клапана также может привести к задержке

(E) утечка регулирующего клапана увеличивается, причины утечки следующие

1. клапан полностью закрыт, когда утечка большая,
   1. шток изношен, внутренняя утечка серьезная,
   2. клапан не отрегулирован для закрытия не строго
2. Клапан не может достичь полностью закрытого положения
   1. разница давления среды слишком велика, жесткость привода мала, клапан не герметичен
   2. посторонние предметы в клапане
   3. спекание втулки

(F) регулируемый диапазон потока становится небольшим. Основная причина заключается в том, что шток корродирует меньше, так что регулируемый минимальный поток становится больше.

Понимание явления неисправности пневматического регулирующего клапана и причин, вы можете принять меры для решения проблемы.

1. Надежность;
2. экономичность;
3. плавное действие, достаточный выходной крутящий момент;
4. простая конструкция, простота обслуживания.

1. (1) Пневматический привод прост и надежен
2. (2) Источник привода
3. (3) Цена
4. (4) тяга и жесткость: оба сопоставимы.
5. (5) Пожаро- и взрывобезопасность

1. (1) Там, где это возможно, рекомендуется использовать импортные электронные приводы с отечественными клапанами для локализации и новых проектов.
2. (2) Хотя мембранный привод имеет недостатки недостаточной тяги, небольшой жесткости и больших размеров, его конструкция проста, поэтому он по-прежнему является наиболее используемым приводом.
3. (3) Внимание при выборе поршневого привода:
   1. (1) тяга пневматического тонкопленочного привода недостаточна, выбор поршневого привода для улучшения выходной силы; для регулирующего клапана с большим перепадом давления (например, отсечка пара среднего давления), когда DN ≥ 200 или даже для выбора двухслойного поршневого привода;
   2. (2) для обычных регулирующих клапанов вы также можете выбрать поршневой привод для замены мембранного привода, так что размер привода значительно уменьшится, в этом отношении использование пневматического поршневого регулирующего клапана будет больше;
   3. (3) Клапан управления угловым ходом, привод углового хода, типичная конструкция представляет собой двухпоршневой реечный и шестеренчатый тип вращения. Стоит подчеркнуть, что традиционный режим «прямолинейный поршневой привод + угловое железо + кривошипно-шатунная связь».

Электрические приводы могут использоваться только для прерывистой работы и поэтому не подходят для непрерывной работы в замкнутом контуре. Пневматические приводы устойчивы к перегрузкам и не требуют технического обслуживания в течение всего срока службы. Не требуется замена масла или другая смазка. Обладая стандартным сроком службы до одного миллиона циклов переключения, пневматические приводы превосходят другие приводы клапанов.

Пневматические приводы могут использоваться в потенциально взрывоопасных ситуациях, особенно при возникновении следующих ситуаций:

• Необходимость во взрывозащищенных клапанах (например, клапаны Namur с подходящими катушками);
• клапаны или клапанные острова необходимо устанавливать за пределами взрывоопасной зоны, использование пневматических приводов во взрывоопасной зоне должно осуществляться через газопровод;
• электрические приводы нелегко использовать в потенциально взрывоопасных ситуациях и дорогостоящи.

В случае необходимости увеличения крутящего момента или особых требований к усилию электрические приводы быстро достигнут предела крутящего момента. Особенно если привод клапана открывается нерегулярно или закрывается на длительный период времени, преимущества устойчивости пневматического привода к перегрузкам очевидны, потому что отложения или спекание увеличат пусковой крутящий момент. С пневматическими компонентами рабочее давление, а также действующая сила или крутящий момент могут быть легко увеличены.

Поскольку большинство приводов клапанов в технологии водоснабжения и водоотведения работают в режиме включения/выключения или даже предназначены для ручного управления, пневматические компоненты открывают важные перспективы для рационализации. В отличие от пневматических приводов, если используются электрические приводы, функции мониторинга, такие как контроль температуры, контроль крутящего момента, частота переключений и интервалы технического обслуживания, должны быть спроектированы в систему управления и тестирования, что приводит к большому количеству входов и выходов линий. Пневматические приводы не требуют каких-либо функций мониторинга и управления, кроме определения конечного положения и обработки источника воздуха. Низкая стоимость пневматических приводов делает еще более важной автоматизацию приводов ручных клапанов.

Пневматическая технология очень проста. Установка пневматических приводов на головки привода клапанов, а также подключение и приведение в действие блоков обработки воздуха могут быть реализованы легко. Кроме того, конструкция пневматических приводов, не требующая технического обслуживания, обеспечивает удобную и простую в использовании работу.

Пневматические компоненты обладают высокой виброустойчивостью, прочностью, долговечностью и, как правило, не повреждаются. Даже очень высокие температуры не повреждают коррозионностойкие компоненты. Электрические приводы состоят из большого количества компонентов и относительно легко повреждаются.

Линейные приводы действуют непосредственно на запорное устройство, тогда как осциллирующие приводы требуют только поршня и приводного вала для преобразования «линейной силы сжатого воздуха» в колебание. Медленные движения также могут быть легко достигнуты с помощью пневматических приводов, например, за счет использования простых и недорогих элементов управления потоком. Электрические приводы вызывают значительные потери энергии при преобразовании подводимой энергии в движение. Это, во-первых, связано с тем, что электродвигатель преобразует большую часть энергии в тепло, а во-вторых, из-за использования коробки передач.

В настоящее время большинство случаев промышленного управления, используемых в приводе, представляет собой пневматический привод, потому что источник газа для питания, по сравнению с электрическим и гидравлическим, является экономичным, а конструкция проста, легко понять и обслуживать. С точки зрения технического обслуживания, пневматический привод проще в эксплуатации и калибровке, чем другие типы приводов, и его можно легко реализовать в полевых условиях взаимозаменяемости положительного и отрицательного левого и правого. Его самым большим преимуществом является безопасность, при использовании позиционера он идеально подходит для легковоспламеняющихся и взрывоопасных сред, в то время как электрические сигналы, которые не являются взрывозащищенными или внутренне безопасными, потенциально подвержены риску возгорания из-за воспламенения. Поэтому, хотя применение электрических регулирующих клапанов в настоящее время становится все более широким, но в химической промышленности пневматические регулирующие клапаны по-прежнему занимают абсолютное преимущество.

Основными недостатками пневматических приводов являются: более медленное реагирование, плохая точность управления и плохая устойчивость к отклонениям из-за сжимаемости газа, особенно с большими пневматическими приводами, где требуется время для заполнения цилиндра воздухом и опорожнения. Однако это не должно быть проблемой, потому что многие условия работы не требуют высокой степени точности управления и чрезвычайно быстрой реакции и устойчивости к отклонениям.

Электрические приводы в основном используются на электростанциях или атомных электростанциях, где требуется плавный, стабильный и медленный процесс в системах водоснабжения высокого давления.

Основным преимуществом электрического привода является высокая стабильность и постоянная тяга, которую может применять пользователь, максимальная тяга, создаваемая приводом, может достигать 225000 кгс, единственным, кто может достичь такой большой тяги, является гидравлический привод, но стоимость гидравлического привода намного выше, чем у электрического. Способность электрического привода противостоять отклонениям очень хорошая, выходная тяга или крутящий момент в основном постоянны, могут очень хорошо преодолевать неуравновешенную силу среды, для достижения точного управления параметрами процесса, поэтому точность управления выше, чем у пневматического привода. При оснащении сервоусилителями можно легко реализовать положительную и отрицательную роль взаимозаменяемости, а также можно легко установить состояние положения клапана сигнала обрыва (удержание / полное открытие / полное закрытие), и при отказе необходимо оставаться в исходном положении, чего не может сделать пневматический привод, пневматический привод должен быть с помощью набора комбинации систем защиты для реализации положения.

Недостатками электрических приводов являются: более сложная конструкция, большая вероятность выхода из строя, и из-за его сложности технические требования к персоналу технического обслуживания на местах относительно высоки; работа двигателя для выработки тепла, если регулировка слишком частая, легко вызвать перегрев двигателя, тепловую защиту, но также увеличить износ шестерен редуктора; другое - медленнее, от выхода регулятора сигнал к регулирующему клапану реагирует на соответствующее положение, требуется много времени, чтобы переместиться в положение. От выхода регулятора сигнал, к ответу регулирующего клапана и перемещению в соответствующее положение, требуется много времени, что не так хорошо, как пневматические и гидравлические приводы.