1. Обзор: что такое электрический фланцевый проходной клапан?
Электрический фланцевый проходной клапан — это клапан управления линейным-движением, в котором корпус фланцевого клапана сочетается с электрическим много-приводом. Внутри корпуса диск перемещается перпендикулярно плоскости седла вдоль оси трубопровода; дросселирование и отключение-достигаются за счет изменения расстояния между диском и седлом. Поднимающийся шток соединен с электрическим приводом, который преобразует электрическую энергию во вращательное движение, а затем в линейное перемещение штока через гайку штока и зубчатую передачу.
По сравнению с задвижками, проходные клапаны обеспечивают гораздо лучшую дросселирующую способность и более плотное закрытие-за счет более высокого сопротивления потоку. Фланцевое соединение (в соответствии с ASME B16.5, ISO 7005 или EN 1092-1) обеспечивает прочное, герметичное-стойкое соединение, подходящее для трубопроводных систем среднего- и высокого давления, а электрический привод обеспечивает дистанционную, автоматическую и автоматическую работу.
2. Технические параметры и стандарты проектирования.
| Параметр | Стандартный диапазон (эта серия) | Примечания |
|---|---|---|
| Диапазон размеров | DN15 – DN600 (NPS 1/2" – 24") | Большие размеры по запросу |
| Номинальное давление | PN16 – PN160 (класс 150 – 900) | Кованые-конструкции кузова класса до 1500/2500 по запросу. |
| Материалы корпуса | Углеродистая сталь (WCB), нержавеющая сталь (CF8/CF8M/304/316L), легированная сталь (тип WC6/WC9) | Доступны криогенные марки (LCB/LC3) |
| Отделка/сиденье | Металлическое седло (наплавка на основе 13Cr или кобальта-), ПТФЭ, графит | Выбор зависит от среды и температуры |
| Упаковка | Гибкий графит/ПТФЭ | Дополнительная упаковка с низким-выбросом выбросов |
| Диапазон температур | -29 градусов до 425 градусов (углеродистая сталь); до 540-600 градусов (легированная сталь) | Подтвердите, указав марку материала и снижение номинальных характеристик давления. |
| Проектирование и производство | ASME B16.34, API 623 (клапаны с крышкой на болтах) | GB/T 12235 для отечественных проектов |
| Лицом-к-лицу | АСМЭ Б16.10/ИСО 5752/ЭН 558 | Длинный или короткий узор |
| Фланцевое соединение | АСМЭ Б16.5/ИСО 7005/ЭН 1092-1/ГБ/Т 9113 | Лицевая сторона RF, FF или RTJ |
| Тестирование и проверка | API 598/ИСО 5208 | Гидростатические испытания корпуса и седла |
| Варианты привода | Многооборотный электрический-электрический: 24 В постоянного тока, 220 В переменного тока или 380 В переменного тока; вкл./выкл. или модулирующий (4-20 мА); IP65/IP67; взрывозащищенный Ex d опционально | Ручное управление включено |
Все предельные значения давления-температуры соответствуют правилам снижения номинальных характеристик ASME B16.34, и перед выбором их необходимо сверить с фактическим материалом корпуса и трима.
3. Ключевые особенности и принцип работы
Возможность регулирования: линейный ход диска обеспечивает пропорциональное управление потоком; В сочетании с модулирующим приводом и позиционером клапан может регулировать поток с достаточной точностью.
Плотное закрытие-выключение: варианты с седлом из металла-или из ПТФЭ/графита-соответствуют требованиям к утечкам API 598/ISO 5208, обеспечивая низкий уровень внутренней утечки в закрытом положении.
Удаленная автоматизация: электрическое управление поддерживает управление ПЛК/РСУ, обратную связь 4–20 мА, сигналы ограничения открытия/закрытия и выходы сигнализации о неисправности для необслуживаемых установок.
Прочное фланцевое соединение: фланцевые концы с болтовым соединением упрощают установку, проверку и техническое обслуживание по сравнению со сварными концами.
Функции безопасности: концевой выключатель крутящего момента, защита от тепловой перегрузки и ручной дублер защищают привод и клапан от повреждений.
4. Сценарии применения
| Промышленность | Типичная обязанность | Общая спецификация |
|---|---|---|
| нефтехимическая | Автоматизированная транспортировка и регулирование сырой нефти, нефтепродуктов и химических сред | Ду50-Ду200, корпус из углеродистой стали, привод взрывозащищенный. |
| Производство электроэнергии | Системы регулирования высокотемпературного пара-пара и вспомогательные системы турбины | DN25-DN80, корпус из легированной стали, металлическое седло, до 540 градусов. |
| Муниципальное водоснабжение и сточные воды | Системы управления трубопроводами, линии обратной промывки и дозирования | DN80-DN300, корпус из WCB/SS, 1,0-2,5 МПа |
| Пищевая и фармацевтическая промышленность | Перекачивание чистой жидкости там, где гигиена имеет значение | DN15-DN50, корпус из 316L, седло из ПТФЭ, конструкция, соответствующая требованиям GMP |
При работе с увлеченными твердыми частицами или тенденцией к коксованию проконсультируйтесь с командой инженеров - обычно проходной клапан не является лучшим выбором для грязных или вязких сред.
5. Основы выбора, установки и обслуживания
Выбор: определить требуемый Cv (коэффициент расхода) по технологическому расходу и перепаду давления; выбрать класс давления по максимальному давлению-закрытия и температуре; затем сопоставьте крутящий момент/усилие привода (включая силу нагрузки на седло-и трение уплотнения) с запасом прочности не менее 25 %. Для режима регулирования выберите позиционер с входом 4–20 мА и обратной связью.
Установка: держите шток вертикально или в пределах угла наклона, разрешенного производителем; обеспечить достаточный зазор над приводом для проведения технического обслуживания; Поддерживайте тяжелые приводы, чтобы избежать изгибающих нагрузок на капот. Для работы с паром установите дренажные и байпасные устройства в соответствии с требованиями норм проектирования трубопроводов.
Обслуживание: периодически проверяйте набивку и повторно-затягивайте сальник; проверьте герметичность седла, закрыв его под давлением согласно API 598; смазывать резьбу штока и редуктор привода согласно графику; проверьте настройку ограничения крутящего момента перед повторным-пуском в эксплуатацию.
6. Распространенные заблуждения
«Проходные клапаны предназначены для включения и выключения, как и задвижки» - задвижки лучше подходят для включения и выключения с низким-сопротивлением; шаровые клапаны превосходно подходят для дросселирования и плотного закрытия- там, где падение давления приемлемо.
«Электрическое приведение в действие означает точное регулирование» - привод двухпозиционного типа обеспечивает только открытие/закрытие; для точного регулирования требуется модулирующий привод с позиционером.
«Более высокий класс давления всегда лучше» - завышение размеров увеличивает стоимость и крутящий момент; выберите класс, который соответствует фактическому максимальному давлению при рабочей температуре.
«Нержавеющая сталь выдерживает любую температуру» - 304/316L теряет прочность при высокой температуре; требуется легированная сталь выше ~400 градусов или снижение номинальных характеристик в соответствии с ASME B16.34.
«Мягкие седла повсюду исключают утечку» - Седла из ПТФЭ подходят для чистых сред с умеренной-температурой; металлические седла необходимы для работы при высоких температурах, паре и эрозии.
Выбор электропривода и режимы управления
Шаровой клапан с электрическим приводом сочетает в себе многооборотный привод с линейным или поворотным штоком шарового клапана, и выбор привода начинается с усилия, необходимого для открытия и закрытия клапана против перепада давления. Усилие рассчитывается исходя из площади седла, давления и трения штока, а привод выбирается с запасом, покрывающим изменение трения уплотнения в течение срока службы. Режим управления определяет технические характеристики привода: для включения-выключения достаточно простого двигателя с концевыми и моментными выключателями, а для модулирующего управления приводу необходим позиционер или привод с регулируемой скоростью, который может удерживать клапан в промежуточных положениях без перерегулирования. Рабочий цикл также имеет значение, поскольку при непрерывном регулировании выделяется тепло в двигателе, а размер корпуса привода необходимо выбирать с учетом частоты циклирования.
Монтаж и ввод в эксплуатацию клапана с электроприводом включает в себя электропитание, управляющий сигнал и механическое соединение. Привод соединен со штоком, при этом клапан находится в известном положении, пределы хода установлены в полностью открытом и полностью закрытом положениях, а моментный выключатель установлен ниже максимально допустимого усилия на штоке. Проводка управления проверяется на правильность состояния неисправности, а маховик, если он установлен, проверяется, чтобы подтвердить, что ручное управление безопасно отключает двигатель. Во время ввода в эксплуатацию клапан перемещается из диспетчерской и локально, обратная связь по положению калибруется, и операция повторяется при номинальном давлении, чтобы подтвердить, что привод обеспечивает полный ход без срабатывания по крутящему моменту. Процедура технического обслуживания шаровых кранов с электроприводом проста, но должна быть запланирована: привод проверяется на предмет утечек масла и ослабленных электрических соединений, переключатели хода и крутящего момента проверяются при каждом ходе, а уплотнение штока проверяется и регулируется до рекомендуемой герметичности. В режиме регулирования калибровка позиционера периодически проверяется, а контур управления проверяется на наличие колебаний, поскольку дрейф позиционера приводит к смещению клапана и износу штока. Запись времени хода и потребления тока двигателем при каждом обслуживании дает надежную тенденцию состояния клапана, и эта тенденция сообщает команде технического обслуживания, когда клапан требует внимания, прежде чем он выйдет из строя в эксплуатации, что обеспечивает высокий уровень эксплуатационной готовности установки и позволяет избежать аварийного ремонта в самый неподходящий момент.
Часто задаваемые вопросы
А1. Шаровой клапан дросселирует поток и плотно перекрывает его за счет линейного хода диска, но имеет более высокое сопротивление потоку; задвижка обеспечивает практически неограниченный поток при полном открытии (низкий перепад давления) и предназначена для работы в режиме включения/выключения. Используйте проходной клапан, когда необходимо регулирование, и задвижку, когда важна минимальная потеря давления.
А2. Да, при условии, что материал корпуса и класс давления соответствуют условиям пара. Для насыщенного или перегретого пара с температурой выше 425 градусов используйте корпуса из легированной стали (типа WC6/WC9) с металлическими седлами и графитовой набивкой и соблюдайте требования по снижению давления-температуры согласно ASME B16.34.
А3. Эта серия фланцев охватывает DN15-DN600 и PN16–PN160 (класс 150–900). Клапаны с кованым корпусом более высоких классов (класс 1500/2500) могут поставляться по запросу; подтвердите номинал, материал и торцевое соединение у наших инженеров.
А4. Стандартные варианты: 24 В постоянного тока, 220 В переменного тока и 380 В переменного тока, трехфазное-, с включением/выключением или модулирующим управлением (вход 4-20 мА и обратная связь), корпус IP65/IP67 и дополнительная взрывозащищенная конструкция (Ex d) для взрывоопасных зон.
А5. Металлические седла (наплавка на основе 13Cr или кобальта-) предназначены для работы при высоких температурах, паре, эрозии или в условиях высоких-циклов; Седла из ПТФЭ/графита обеспечивают более плотное перекрытие-чистых жидкостей при умеренной температуре. Среда, температура и давление определяют рекомендуемую комбинацию.
А6. Да. Доступны нестандартная длина штока, производитель привода, облицовка фланца, специальные материалы отделки и уплотнение с низким-выбросом выбросов. Пользовательские параметры указываются, если к спецификации прилагается таблица данных или выдержка из P&ID.