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正确选择阀门执行器

执行器用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门,但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能,它们包含了位置感应装置,力矩感应装置,电极保护装置,逻辑控制装置,数字通讯模块及PID控制模块等,而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。

因为越来越多的工厂采用了自动化控制,人工操作被机械或自动化设备所替代,人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用,更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。在一些危险性的场合,自动化的执行机构装置能减少人员的伤害。某些特殊阀门要求在特殊情况下紧急打开或关闭,阀门执行机构能阻止危险进一步扩散同时将工厂损失减至最少。对一些高压大口径的阀门,所需的执行机构输出力矩非常大,这时所需执行机构必须提高机械效率并使用高输出的电机,这样平稳的操作大口径阀门。对于一些小扭矩的阀门,精小型的电动阀门也应用而生,相比普通性具有重量轻,结构紧凑,功能齐全等优点。

选择一台合适的阀门执行机构类型和规格时必须考虑下列要素:

驱动能源

最常用的驱动能源是电源或流体源,如果选择电源为驱动能源,对于大尺寸阀门一般选用三相电源,对于小尺寸阀门可选用单相电源。一般电动执行机构可有多种电源类型供选择。有时也可选直流供电,此时可通过安装电池实现电源故障安全操作。流体源种类很多,首先可以是不同的介质如:压缩空气、氮气、天然气、液压流体等,其次它们可以具备各种压力,第三执行机构具有各种尺寸以提供输出力活力矩。

阀门类型

当选择阀门用执行机构时,必须要知道阀门的种类,这样才可以选择正确的执行机构类型。有些阀门需要多回转驱动,有些需要单回转驱动,有些需要往复式驱动,它们影响了执行机构类型的选择。通常多回转的气动执行机构比电动多回转执行机构价格要贵,但是往复式直行程输出的气动执行机构价格比电动多回转执行机构便宜。

力矩大小

对于90度回转的阀门如:球阀、碟阀、旋塞阀,最好通过阀门厂商获得相应阀门力矩大小,大部分阀门厂商是通过测试阀门在额定压力下阀门所需的操作力矩,他们将这一力矩提供给客户。对于多回转的阀门情况有所不同,这些阀门可分为:往复式(提升式)运动-阀杆不旋转、往复式运动-阀杆旋转、非往复式-阀杆旋转,必须测量阀杆的直径,阀杆连接螺纹尺寸已决定执行机构规格。

执行机构选型

一但执行机构类型和阀门所需驱动力矩确定了,就可以使用执行机构厂商提供的数据表或选型软件进行选型。有时还需考虑阀门操作的速度和频率。

流体驱动的执行机构可调节行程速度,但是三相电源的电动执行机构只有固定的行程时间。

部分小规格的直流电动单回转执行机构可调节行程速度。 

应用领域

电动执行器主要应用以下三大领域

1、 发电厂

典型应用有:

①火电行业应用

送风机风门挡板 一次进风风门挡板 空气预热风门挡板 烟气再循环 旁路风门挡板 二次进风风门挡板 主风箱风门挡板 燃烧器调节杆 燃烧器摇摆驱动器 液压推杆驱动器 叶轮机调速烟气调节阀 蒸气调节阀 球阀和蝶阀控制 滑动门 闸门

②其它电力行业的阀门执行器应用

球阀 除尘控制喷水叶轮机转速控制 控制大型液压阀 燃气控制阀 燃烧器点火启动蒸气控制阀 冷凝水再循环, 脱氧机,锅炉给水,过热控制器,再加热恒温控制器,及其它相关阀门应用 

2、 过程控制

用于化工、石化、模具、食品、医药、包装等行业的生产过程控制,按照既定的逻辑指令或电脑程序对阀门、刀具、管道、挡板、滑槽、平台等进行精确的定位、起停、开合、回转,利用系统检测出的温度、压力、流量、尺寸、辐射、亮度、色度、粗糙度、密度等实时参数对系统进行调整,从而实现间歇、连续和循环的加工过程的控制。 

3、 工业自动化

用于较为广泛的航空、航天、军工、机械、冶金、开采、交通、建材等方面,对各类自动化设备和系统的运动点(运动部件)进行各种形式的调节和控制。

过程控制和工业自动化方面的主要应用举例如下:

① 在硫矿生产中的应用

注水流量控制球阀和碟阀控制

②碳酸钾管道阀门执行器的应用

滑动门分流器 闸门球阀和蝶阀 球型控制阀

③水处理阀门执行器的应用

液流流量控制调压阀压力控制 酸溶液流量控制

④石灰石/水泥厂阀门执行器的应用

球或蝶阀控制 处理干水泥,石膏,或液体 送风和引风机 调节型风门挡板 旁路风门挡板 环境污染控制和除尘装置滑动门 对在料斗和储藏库的原材料进行物流控制 闸门 控制原材料在进料口的流量 燃气控制阀 调节转炉上燃烧器进气量 蒸气控制阀 控制生产过程所需的蒸气

⑤在谷物加工厂执行器的应用

闸门 分流阀 分配器 物料卸货器/加热器 除尘隔离挡板 气流控制(物流干燥) 球阀和蝶阀控制

⑥钢厂风门挡板和阀门执行器的应用

球或蝶阀控制 控制冷却水,废水,或其它冷却介质 调节型风门挡板 送风和引风机旁路风门挡板 闸门 环境污染控制和除尘装置 滑动门 控制原材料在进料口的流量对在料斗和储藏库的原材料进行物流控制 燃气控制阀 蒸气控制阀 调节转炉上燃烧器进气量控制生产过程所需的蒸气

⑦铝厂风门挡板和阀门执行器的应用

送风机风门挡板 一次进风风门挡板 空气预热风门挡板 烟气再循环 旁路风门挡板 二次进风风门挡板 主风箱风门挡板 燃烧器调节杆 燃烧器摇摆驱动器 液压推杆驱动器 叶轮机调速 烟气调节阀 蒸气调节阀 球阀和蝶阀控制 滑动门 闸门

⑧过程控制挡板的应用

空气补充 排风机旁路 热/冷风混和 应急关断

⑨在石油工业中的应用

注油工艺流量控制 气举管路主阀门压力控制 注水工艺流量控制 油井油质采样试验 / 生产用阀门

⑩在天然气生产和输送工业的应用

气举气流流量控制 气管路主阀门压力控制 压缩机喘振控制 天然气压力控制 天然气管路主阀门压力控制 应急关断 天然气调压器控制 压力控制 压缩机喘振控制 流量控制

气动、电动、液动执行器的对比 

调节阀所用执行器不外乎气动、电动、液动(电液动)这三种,其使用性能各有优劣,下面分述之。

1、气动执行机构:现今大多数工控场合所用执行器都是气动执行机构,因为用气源做动力,相较之下,比电动和液动要经济实惠,且结构简单,易于掌握和维护。由维护观点来看,气动执行机构比其它类型的执行机构易于操作和校定,在现场也可以很容易实现正反左右的互换。它最大的优点是安全,当使用定位器时,对于易燃易爆环境是理想的,而电讯号如果不是防爆的或本质安全的则有潜在的因打火而引发火灾的危险。所以现在电动调节阀应用范围越来越广。但是在化工领域上,气动调节阀还是占据着绝对的市场优势。

气动执行机构的主要缺点就是:响应较慢,控制精度欠佳,抗偏离能力较差,这是因为气体的可压缩性,尤其是使用大的气动执行机构时,空气填满气缸和排空需要时间。但这应该不成问题,因为许多工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及抗偏离能力。 

2、电动执行机构:电动执行机构主要应用于动力厂或核动力厂,因为在高压水系统需要一个平滑、稳定和缓慢的过程。电动执行机构的主要优点就是高度的稳定和用户可应用的恒定的推力,最大执行器产生的推力可高达225000kgf,能达到这么大推力的只有液动执行器,但液动执行器造价要比电动高很多。电动执行器的抗偏离能力是很好的,输出的推力或力矩基本上是恒定的,可以很好的克服介质的不平衡力,达到对工艺参数的准确控制,所以控制精度比气动执行器要高。如果配用伺服放大器,可以很容易地实现正反作用的互换,也可以轻松设定断信号阀位状态(保持/全开/全关),而故障时,一定停留在原位,这是气动执行器所作不到,气动执行器必须借助于一套组合保护系统来实现保位。

电动执行机构的缺点主要有:结构较复杂,更容易发生故障,且由于它的复杂性,对现场维护人员的技术要求就相对要高一些;电机运行要产生热,如果调节太频繁,容易造成电机过热,产生热保护,同时也会加大对减速齿轮的磨损;另外就是运行较慢,从调节器输出一个信号,到调节阀响应而运动到那个相应的位置,需要较长的时间,这是它不如气动、液动执行器的地方。 

3、液动执行机构:当需要异常的抗偏离能力和高的推力以及快的形成速度时,我们往往选用液动或电液执行机构。因为液体的不可压缩性,采用液动执行器的优点就是较优的抗偏离能力,这对于调节工况是很重要的,因为当调节元件接近阀座时节流工况是不稳定的,越是压差大,这种情况越厉害。另外,液动执行机构运行起来非常平稳,响应快,所以能实现高精度的控制。电液动执行机构是将电机、油泵、电液伺服阀集成于一体,只要接入电源和控制信号即可工作,而液动执行器和气缸相近,只是比气缸能耐更高的压力,它的工作需要外部的液压系统,工厂中需要配备液压站和输油管路,相比之下,还是电液执行器更方便一些。 

优势

执行器企业通过应用CRM系统,能够建立起完善、高效、灵活、集成的营销信息化平台,实现了下列目标,并且帮助了企业在激烈的市场竞争中取得优势:

>1、 全面有效的管理客户信息资源与市场竞争信息;

>2、 全程掌握销售中机会线索、采购、销售、合同、费用、服务、关怀等每个细节;

>3、 全方位多角度的客户、销售、应收帐款分析为决策提供了依据;

>4、 全新的服务关怀管理思想贯穿售前、售中、售后;

>5、 全员实现协同办公、信息发布共享、文档集中管理

>6、客户关系管理系统能够使销售人员方便快捷的管理客户,详细记录客户信息,免去每天查找传统的记事本时的麻烦;系统每天会提醒销售人员去做今天应该去做的事情;同时可以方便的确定客户类型,便于对重要客户的跟踪工作,提高工作效率。

>7、销售员工管理系统能够记录销售人员联系业务记录和事件记录,详细记录销售全过程,方便企业掌握客户的所有资料,同时领导可以随时指导销售员的销售进程,及时调整销售,促成销售。实现对所有销售网点的销售人员进行统一管理,方便了领导进行员工考核,同时保证客户资料不会因为员工离职造成流失。

>8、客户服务管理系统能对客户服务部门的工作进行全程记录与跟踪,客户服务人员可以通过系统实现任务的转交和协同。通过系统能使公司各地的客户服务部门把任务有机的协调起来,即使异地也同样可以在最短的时间内接受任务并实现协同,实现了“24小时内服务到位”的承诺。

上述简要分析了执行器CRM应用的几个典型方面,面向生产资料市场或生活资料市场时,系统/设备/部件、成品/粗加工产品、药品/食品/饮品、耐用品/快速消耗品等制造品,各自适应的商业模式等有所差别,采用的策略和方法也有所不同。如果您的企业属于生产制造行业,如果您企业的商务组织(销售、服务、市场营销)实施CRM管理。 

控制屏

控制屏的主要用途是将发电机输出的电能分配给用户负载或用电设备,同时还用以指示柴油发电机的运转情况和在负载变化的情况下保持发电机的电压稳定。在控制屏面板上一般都装有电压表、频率表、电流表、功率表、三相电流转换开关、三相电压转换开关、电压整定旋钮和各种指示灯等。对于机油压力表、机油温度表、蓄电池充电电流表、水温表、起动按钮和起动电锁等部件,有的根据设计要求直接安装在控制屏面板上,有的安装在柴油机仪表盘上。控制屏内部安装的部件主要与发电机采用的励磁方式和柴油机的自动控制有关。柴油发电机组控制屏的内部结构。

简单的控制屏内部一般都安装有电压调节器、硅整流二极管、变阻器、自动空气开关和电流互感器等部件,较复杂的控制屏内部还要安装过载及短路保护装置、电子调速器、可控硅、继电器以及各种保险装置和小型变压器等电气设备。 

双作用

双作用执行机构的选用以DA系列气动执行机构为例。齿轮条式执行机构的输出力矩是活塞压力(气源压力所供)乘上节圆半径(力臂)所得,如图4所示。且磨擦阻力小效率高。如图5所示,顺时针旋转和逆时针旋转时输出力矩都是线性的。在正常操作条件下,双作用执行机构的推荐安全系数为25-50% 

单作用

单作用执行机构的选用以SR系列气动执行机构为例在弹簧复位的应用中,输出力矩是在两个不同的操作过程中所得,根据行程位置,每一次操作产生两个不同的力矩值。弹簧复位执行机构的输出力矩由力(空气压力或弹簧作用力)乘上力臂所得第一种状况:输出力矩是由空气压力进入中腔压缩弹簧后所得,称为"空气行程输出力矩"在这种情况下,气源压力迫使活塞从0度转向90度位置,由于弹簧压缩产生反作用力,力矩从起点时最大值逐渐递减直至到第二种状况:输出力矩是当中腔失气时弹簧恢复力作用在活塞上所得,称为"弹簧行程输出力矩"在这种情况下,由于弹簧的伸长,输出力矩从90度逐渐递减直0度如以上所述,单作用执行机构是根据在两种状况下产生一个平衡力矩的基础上设计而成的。 

直行程阀

1、直通单座阀

所谓单座是指阀体内只有一个阀芯和一个阀座。其特点是结构简单、泄漏量小(甚至可以完全切断)和允许压差小。因此,它适用于要求泄漏量小,工作压差较小的干净介质的场合。在应用中应特别注意其允许压差,防止阀门关不死。

2、直通双座阀

直通双座调节阀的阀体内有两个阀芯和阀座。它与同口径的单座阀相比,流通能力约大20%~25%。因为流体对上、下两阀芯上的作用力可以相互抵消,但上、下两阀芯不易同时关闭,因此双座阀具有允许压差大、泄漏量较大的特点。故适用于阀两端压差较大,泄漏量要求不高的干净介质场合,不适用于高粘度和含纤维的场合。

3、角形阀

角形调节阀的阀体为直角形,其流路简单,服力小,适用于高压差、高粘度、含悬浮物和颗粒状物料流量的控制。一般使用于底进侧出、此种调节阀稳定性较好。在高压场合下,为了延长阀芯使用寿命,可采用侧进底出,但在小开度财容易发生振荡。