【Вопрос каждой понедельника 20090511】 Выбор электрических и пневматических исполнительных механизмов (ждут вас щедрые призы)
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем baodingzhai 15.05.2009 в 17:01. В заводах повсюду можно найти регулирующие клапаны. Качество их работы напрямую влияет на качество продукции. Давайте обсудим принципы выбора электрических и пневматических приводов для регулирующих клапанов, а также методы их расчета. Для опытных специалистов это будет способом углубления знаний, а для начинающих — возможностью учиться, развиваться и делать выводы. Надеюсь, все активно примут участие в обсуждении, чтобы прийти к правильным и полным ответам! 1. Основные факторы при выборе исполнительного механизма: Основными факторами при выборе исполнительного механизма являются: ① надежность ； ②Экономичность ； ③Плавные движения, достаточный момент крутящего момента ； ④Простая конструкция, удобство в обслуживании. 2. Сравнение электрических и пневматических исполнительных механизмов: （1）Пневматические исполнительные механизмы просты и надежны ； Низкая надежность старых электрических исполнительных механизмов всегда была их слабым местом. Однако с развитием электронных исполнительных механизмов в 90-х годах эта проблема была полностью решена. Такие механизмы не требуют технического обслуживания в течение 5–10 лет, причем их надежность даже превосходит надежность пневматических исполнительных механизмов. (2) Источник привода. Самый серьезный недостаток пневматических исполнительных механизмов — необходимость наличия отдельной станции подачи воздуха, что увеличивает затраты ； Источник питания для электропривода клапана можно найти где угодно. (3) Что касается цены, то для пневматических исполнительных механизмов необходимо использовать дополнительные устройства для регулировки положения клапана, а также источник воздуха. Стоимость таких решений примерно соответствует стоимости электрических клапанов (стоимость импортных электрических устройств для регулировки положения клапанов сопоставима со стоимостью импортных пневматических исполнительных механизмов) ； Отечественные позиционеры сопоставимы с отечественными электроприводами). (4) Тяга и жесткость: они примерно одинаковы. (5) Пожарная и взрывобезопасность: «Пневматический исполнительный механизм + электрический позиционер клапана» немного лучше, чем электрический исполнительный механизм. 3. Рекомендации (1) По возможности рекомендуется использовать импортные электронные исполнительные механизмы в сочетании с отечественными клапанами для целей локализации производства и при строительстве новых объектов. (2) Несмотря на недостатки таких исполнительных механизмов в виде недостаточной силы толкания, низкой жесткости и больших размеров, их простая конструкция делает их до сих пор наиболее популярными среди исполнительных механизмов. Однако здесь мы подчеркиваем, что желательно использовать компактные тонкопленочные исполнительные механизмы типов ZHA и ZHB вместо устаревших тонкопленочных исполнительных механизмов типов ZMA и ZMB, чтобы добиться меньшего веса, меньших размеров и более высокой силы выходного усилия. (3) Аспекты, на которые следует обратить внимание при выборе поршневого исполнительного механизма: ① При недостаточной силе толкания пневматического мембранного исполнительного механизма используется поршневой исполнительный механизм для увеличения выходной силы ； Для регулирующих клапанов с большой разницей давлений (например, для отключения пара среднего давления), при DN ≥ 200 необходимо использовать исполнительные механизмы с двойным поршнем ； ②Для обычных регулирующих клапанов в качестве исполнительного механизма можно использовать поршневой механизм вместо мембранного, что позволяет уменьшить размеры исполнительного механизма. С этой точки зрения, пневматические поршневые регулирующие клапаны будут использоваться чаще ； ③Регулирующие клапаны с диагональным ходом имеют исполнительные механизмы с угловым ходом; типичной конструкцией является конструкция с двумя поршнями и зубчатой рейкой. Следует отметить традиционный способ с «поршневым исполнительным механизмом с прямым ходом + уголковой деталью + кривошипно-шатунной передачей».
С точки зрения надежности, экономичности (без учета стоимости источника воздуха), простоты конструкции и удобства обслуживания, пневматические механизмы имеют значительные преимущества
В взрывоопасных зонах, как правило, используются пневматические исполнительные механизмы в сочетании с электрическими регуляторами положения клапанов. Если же речь идет о обычных регулирующих клапанах, то использование механических регуляторов делает стоимость их установки значительно ниже! Электрические исполнительные механизмы неудобно настраивать на месте! Что касается источника питания, то позиционеры электрических клапанов обычно работают от напряжения 24 В, что хорошо соответствует стандартному напряжению для измерительных приборов; их можно использовать совместно с полевыми трансмиттерами в одной кабельной раме Электрические исполнительные механизмы обычно питаются от сети 220 В, поэтому необходимо прокладывать кабели для подключения к источнику питания 24 В!
В некоторых особых случаях электрические исполнители не могут заменить пневматические регулирующие клапаны, например, с точки зрения скорости реакции, быстроты действия и стабильности. Простой электрический велосипед для регулировок тоже неплох.
Сказано многое, но добавлю кое-что: в нефтехимическом оборудовании обычно используются пневматические исполнительные механизмы. Это связано с тем, что источник воздуха легко обеспечивается, к тому же такие устройства дешевле по цене и так далее. Но есть и ситуации, когда используются электрические приводы; основная причина в том, что источник воздуха иногда недоступен, например, на некоторых складах или в системах хранения и транспортировки. В некоторых случаях необходимы пневматические приводы, поскольку они позволяют удерживать клапан в безопасном состоянии в случае отказа источника пневматического давления, тогда как с электрическими приводами сделать это гораздо сложнее. Еще одним преимуществом электрических исполнительных механизмов является возможность их подключения к шине, что облегчает диагностику механизмов, позволяет собирать более полные данные, а также упрощает сбор и управление информацией.
Наше резиновое оборудование заменило более 20 клапанов с разрывным управлением на электрические приводы Rotork с шинной связью; они постоянно ломались, а операторы не умели с ними справляться. В итоге снова перешли на приводы с цилиндрами — это была бесполезная трата времени.
Электрические приводы обычно используются на электростанциях и в других местах, где невозможно использовать газовое топливо. Их надежность несопоставима с надежностью пневматических приводов.
Если речь идет о одном устройстве, я рекомендую выбрать электрическую версию. Если же необходимо использовать газовое топливо, это потребует дополнительных затрат； Если применение централизованное, лучше выбрать пневматику. Мы используем именно пневматику: она экономична и практична, её легко обслуживать, и с ней редко возникают проблемы!
С развитием электронных технологий преимущества электрических исполнительных механизмов становятся всё более очевидными. Если не учитывать цену, то электрические исполнительные механизмы представляют собой лучший вариант. При правильной установке и настройке они обеспечивают стабильную работу. Кроме того, они соответствуют требованиям современных систем передачи данных: их легко настраивать, а функционал у них высокий. Если хочется сэкономить, можно использовать отечественные клапаны в сочетании с импортными исполнительными механизмами. Электроприводы от Rotork тоже довольно хороши.
В химических заводах предъявляются строгие требования к защите от взрывов, поэтому обязательно используется пневматическое оборудование
Я считаю, что пневматические приводы превосходят электрические в следующих аспектах: 1. Пневматические решения более экономичны, поскольку в любой компании уже имеются трубопроводы для сжатого воздуха; его можно использовать в качестве источника энергии, без необходимости дополнительных инвестиций. 2. Пневматические клапаны более безопасны по сравнению с электрическими, особенно это важно в условиях, требующих защиты от взрывов. 3. Пневматические клапаны более стабильны и меньше подвержены влиянию внешних факторов
Электрические приводы обычно используются в местах, где невозможно использовать газовое топливо, однако электродвигатели должны быть импортными. Дело не в том, что я не верю в свой бренд, просто некоторые из используемых продуктов оказались неудовлетворительными. За границей высокая стоимость и низкий уровень обслуживания
Для производителей легковоспламеняющихся и взрывоопасных продуктов желательно использовать пневматические клапаны; в настоящее время большинство производителей треххлористого кремния и поликристаллического кремния, в которые активно вкладываются средства, выбирают именно пневматические клапаны.
Пневматика лучше электрики: она более экономична и соответствует требованиям безопасности при взрывоопасных условиях. В промышленных парках обычно имеется необходимая инфраструктура, поэтому с источником пневматического давления тоже нет проблем
Преимущества и недостатки электрических и пневматических клапанов. У пневматических клапанов момент воздействия на заслонку больше, чем у электрических клапанов. Скорость открытия и закрытия пневматических клапанов можно регулировать; к тому же они имеют простую конструкцию и легко обслуживаются. Благодаря амортизирующим свойствам самого газа, такие клапаны реже повреждаются из-за заедания. Однако для их работы необходим источник газа, а система управления у пневматических клапанов более сложная, чем у электрических. Пневматические клапаны обладают высокой чувствительностью к управлению, являются надежными и безопасными. Многие предприятия с высокими требованиями к контролю создают специальные станции сжатого воздуха для управления пневматическими исполнительными механизмами. Электрический — значит, ему нужен электричество.
Пневматические системы обладают более высокой стабильностью, экономичностью и надежностью по сравнению с электрическими;
Пневматическая система обеспечивает надежную стабильность, и в устройствах с высокими требованиями к защите от взрывов она имеет незаменимые преимущества. В настоящее время обычно используется комбинация пневматических и электрических положенческих датчиков. Применение электропневматических клапанов в химических установках сопряжено с множеством ограничений. До сих пор в реализуемых проектах это не использовалось
Как специалист по приборам, я советую использовать пневматические клапаны, особенно в тех случаях, когда возможна кристаллизация или засорение; в противном случае ночная смена станет невозможной
Надежность электропневматических клапанов довольно низкая; их не рекомендуется использовать в условиях, при которых возможна кристаллизация, а также в местах с грязной средой или сильными вибрациями
Я так и не могу понять: почему во многих случаях регулирующий клапан нужно постоянно настраивать, а электродвигатель должен постоянно вращаться в обе стороны. Разве это разумно? Разве это не приводит к серьезным повреждениям электродвигателя?
Скорость действия электрических исполнительных механизмов ниже, чем у пневматических, поэтому в большинстве случаев используются пневматические. Обычно электрические механизмы применяются там, где один узел переходит к следующему, например, в клапанах, которые обеспечивают переход от одного этапа обработки к другому, таком как от этапа переработки к этапу холодной метаноловой обработки.