Задвижка с электроприводом: конструкция, принцип работы и сфера применения

Задвижки с электрическим приводом представляют собой важный элемент современных трубопроводных систем, предназначенный для автоматизации и оптимизации процессов управления потоками рабочих сред.

Основные аспекты и преимущества:

• Автоматизация: Электрический привод позволяет задвижке открываться и закрываться без необходимости физического вмешательства оператора, что значительно ускоряет процессы управления и повышает их точность.
• Удаленное управление: Благодаря возможности интеграции с системами автоматизированного управления (SCADA-системы и подобные), задвижки с электроприводом могут управляться на расстоянии через пульты дистанционного управления (ДУ), что особенно полезно для больших или труднодоступных объектов.
• Быстрая реакция: Электропривод обеспечивает быстрое переключение задвижки между открытым и закрытым состоянием, что критично в ситуациях, требующих немедленного реагирования, например, при аварийных отключениях.
• Применение: Эти задвижки находят свое применение в различных системах:
• Отопительные системы: Для регулирования теплоносителя.
• Канализационные системы: Для управления потоками сточных вод.
• Системы кондиционирования: Для контроля потоков хладагентов или воды.
• Промышленное использование: В промышленности они используются для управления потоками сырья, продуктов производства, а также в системах, где требуется точное дозирование или быстрое переключение потоков.
• Удобство и безопасность: Установка задвижек с электроприводом в труднодоступных местах позволяет избежать рисков, связанных с ручным управлением в опасных или неудобных зонах.

Зачем они нужны:

• Эффективность: Повышение общей эффективности систем за счет точного и своевременного управления потоками.
• Экономия ресурсов: Автоматизация позволяет оптимизировать использование энергии и ресурсов, уменьшая потери и износ оборудования.
• Безопасность: Уменьшение необходимости в человеческом вмешательстве в потенциально опасных ситуациях.
• Удобство эксплуатации: Упрощение операций по управлению, особенно в больших инфраструктурных проектах или на крупных производственных объектах.

Таким образом, задвижки с электрическим приводом являются неотъемлемым компонентом современных инженерных систем, обеспечивая надежность, оперативность и безопасность в управлении потоками различных сред.

Особенности наладочного режима

Этот режим необходим для проверки работы системы после монтажа или ремонта. Для его включения нужно повернуть тумблер 1ВБ в положение «включить» и подать питание, включив тумблер АВ. Для проверки работы электрического двигателя нужно нажать кнопку 4КУ. Если задвижка открылась, то все в порядке. Кнопка 5КУ закрывает задвижку

Подача команды 4КУ замыкает контакт ПО1 и размыкает ПО2. Это нужно для избегания отправки ложного сигнала. Затем ПО3 замыкает три силовых выключателя, а по достижении заслонкой крайнего положения срабатывает специальный ограничитель.

Технические характеристики задвижки с электроприводом

Выбор задвижки с электроприводом — это важный этап проектирования трубопроводной системы, от которого зависит её надежность, эффективность и безопасность. При подборе оборудования необходимо учитывать ряд ключевых параметров, включая маркировку, климатическое исполнение, диаметр, мощность привода и время срабатывания.

1. Маркировка и климатическое исполнение:

• Климатическое исполнение: Буквенные обозначения в маркировке указывают на допустимые условия эксплуатации, в первую очередь на температурный диапазон:
  • «У» (Умеренный климат): от -40°C до +40°C. Подходит для большинства регионов с умеренным климатом.
  • «УХЛ» (Умеренно-холодный климат): от -60°C до +40°C. Предназначено для регионов с суровыми зимами.
  • «Т» (Тропический климат): от -10°C до +50°C. Используется в южных регионах с высокой температурой и влажностью.
• Другие параметры в маркировке: Могут включать в себя тип привода, номинальное давление, материал корпуса и другие характеристики.

2. Диаметр условного прохода (Ду):

• Соответствие диаметру трубопровода: Диаметр задвижки (Ду) должен соответствовать диаметру трубы, на которую она устанавливается. Несоответствие может привести к снижению эффективности работы системы и повышенному износу оборудования.

3. Мощность электропривода:

• Зависимость от размеров и сопротивления: Мощность привода подбирается в зависимости от размеров корпуса задвижки, диаметра условного прохода (Ду) и гидравлического сопротивления, которое необходимо преодолеть. Большие задвижки, работающие с высоким давлением, требуют более мощных приводов.
• Возможности регулировки мощности: Мощность можно увеличить за счет установки более мощного двигателя или изменения передаточного числа редуктора.

4. Время открытия/закрытия:

• Диапазон значений: Время полного открытия/закрытия задвижки может варьироваться от 30 до 80 секунд, в зависимости от типа заслонки, диаметра трубы и мощности привода.
• Влияние на скорость реакции системы: Быстрое время срабатывания важно для аварийного отключения трубопровода, а также для оперативного регулирования потока.

5. Другие важные факторы:

• Тип рабочей среды: Агрессивность, температура, давление и наличие твердых частиц влияют на выбор материалов корпуса и уплотнений.
• Напряжение питания: Необходимо убедиться, что электропривод соответствует напряжению сети.
• Тип управления: Местное, дистанционное или автоматическое.
• Класс герметичности: Определяет допустимую величину протечек в закрытом положении.
• Защита от перегрузок: Наличие встроенных механизмов защиты от перегрузок повышает надежность работы оборудования.
• Производитель и репутация: Выбор надежного производителя гарантирует качество и долговечность задвижки.

Классификация задвижек с электроприводом

Типы электрозапорной арматуры по конструкции:

• Дисковая арматура: Здесь запорный элемент (диск) движется перпендикулярно потоку. Это обеспечивает:
• Простоту конструкции: Легкость в обслуживании и ремонте.
• Экономичность: Обычно более доступная по цене, что делает её популярной в канализационных системах и трубопроводах с низким давлением.
• Клиновая арматура: Использует клин, который входит в клиновое седло для перекрытия потока. Этот тип:
• Универсален: Применяется в различных средах, включая магистральные трубопроводы, благодаря своей надежности и способности работать под высоким давлением.
• Параллельная арматура: Оснащена двумя параллельными седлами и дисками, что позволяет:
• Равномерно распределять нагрузку: Уменьшает износ и увеличивает срок службы.

Материалы изготовления:

• Чугунные задвижки: Обычно используются для неагрессивных сред и в системах, где не требуется высокая прочность.
• Стальные задвижки: Предпочтительны для высоких давлений, температур и агрессивных сред благодаря своей прочности и долговечности.

Типы электроприводов для запорной арматуры:

• Многооборотный электропривод: Медленно, но точно регулирует положение запорного элемента, что идеально для систем, требующих точного контроля потока.
• Взрывозащищенный электропривод: Специально разработан для использования в потенциально взрывоопасных средах, где стандартные приводы могут представлять опасность.
• Интегрированный электропривод: Встроен непосредственно в арматуру, что позволяет экономить пространство и упрощает монтаж и обслуживание.

Многооборотные

Данные модели арматуры отличаются наличием сложной системой удаленного считывания сигналов. Такие задвижки могут устанавливаться в любом положении, не только открыто/закрыто. Это позволяет применять их для регулировки потока.

Взрывозащищенные

Задвижки с электрическим приводом во взрывозащищенном состоянии гарантируют повышенную защиту устройства от воздействия негативных факторов среды. Они активно применяются на различных производственных предприятиях нефтегазового сектора, в химической промышленности. Могут монтироваться во взрывоопасных зонах.

Интегрированные

Данные устройства оснащаются специальным контроллером, сообщающимся с АСУ. Система датчиков позволяет контролировать текущее состояние потока, а программа удаленно программирует работу задвижки.

Преимущества и недостатки

К достоинствам задвижек с электрическим приводом можно отнести:

• Возможность оперативной регулировки потока рабочей среды в трубопроводе.
• Автоматическое управление.
• Закрытие и открытие запорного механизма в арматуре любого Ду без применения физических усилий.
• Дистанционное управление потоком рабочей среды, установка в труднодоступных для человека местах.
• Стойкость к коррозии.
• Устойчивость к гидравлическим ударам.
• Простота управления через шкаф или пульт ДУ.

Имеются и недостатки. Например, такая арматура требует бесперебойной подачи электроэнергии для функционирования. Есть вероятность разгерметизации при использовании некачественных прокладок.

Сферы применения

Запорная арматура, оснащенная электроприводом, используется на бытовых и промышленных трубопроводах, на магистральных линиях с диаметром трубы от 1.5 до 200 см. Она позволяет автоматизировать подачу и отведение рабочей среды.

Задвижки применяются:

• На участках трубопровода, где затруднен доступ для ручной регулировки системы.
• В местах, опасных для человека.
• Там, где требуется автоматическая регулировка прохождения потока.

Чаще всего задвижки с электроприводом применяют в водопроводах, транспортирующих горячую и холодную воду, технические жидкости. Наиболее распространенный ДУ — 50, 32 и 100 мм. В атомной энергетике возможно применение арматуры меньшего условного прохода.

Реечные задвижки с электроприводом применяют в погружных насосах для регулировки подачи воды в автоматическом режиме.

Особенности монтажа электроприводных задвижек:

• Подготовка к монтажу:
• Обучение персонала: Установка должна выполняться квалифицированными специалистами, знакомыми с техникой безопасности и особенностями работы с электроприводной арматурой.
• Предварительная подготовка: Снятие заглушек, обезжиривание и проверка на наличие дефектов и работоспособность перед монтажом.
• Монтаж:
• Ориентация: Установка задвижки должна учитывать положение штока (вверх), чтобы обеспечить правильную работу механизма и доступ для обслуживания.
• Опора: Для крупных задвижек (с диаметром условного прохода более 100 мм) необходимо предусмотреть неподвижные опоры для предотвращения провисания и вибраций, которые могут повлиять на работу устройства.
• Способ соединения:
• Чугунные задвижки: Обычно соединяются с трубопроводом через фланцы, что обеспечивает возможность их демонтажа для обслуживания или замены.
• Стальные задвижки: Могут быть установлены с использованием сварки для создания неразъемного соединения, обеспечивающего высокую прочность и герметичность, или через фланцы для более гибкого обслуживания.
• Проверка и тестирование:
• Герметичность: После монтажа необходимо провести проверку на герметичность соединений, чтобы исключить утечки.
• Электрические соединения: Сборка схемы управления, включая установку электрошкафа и подключение автоматики для управления задвижкой.
• Испытания: Проведение пневматических и гидравлических испытаний в составе всей системы для подтверждения её работоспособности под давлением. Также проверяется функционирование электродвигателя в различных режимах.
• Запуск и регулировка:
• После успешных испытаний выполняется настройка и регулировка электропривода для обеспечения корректной работы задвижки в автоматическом режиме, согласно требованиям эксплуатации.

Важно следовать инструкциям производителя и нормативам, касающимся установки и эксплуатации электроприводной арматуры, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу системы.