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如何正确选择阀门电动装置

  阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置,因此,正确选择阀门电动装置,对防止出现超负荷现象(工作转矩高于控制转矩)至关重要。
   但阀门电动装置有其特殊要求,即必须能够限定转矩或轴向力。通常阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。当电动装置规格确定之后,其控制转矩也就确定了。一般在预先确定的时间内运行,电机不会超负荷。但如出现下列情况便可能导致超负荷:
   一是电源电压低,得不到所需的转矩,使电机停止转动;
   二是错误地调定转矩限制机构,使其大于停止的转矩,造成连续产生过大转矩,使电机停止转动;
   三是断续使用,产生的热量积蓄,超过了电机的允许温升值;四是因某种原因转矩限制机构电路发生故障,使转矩过大;五是使用环境温度过高,相对使电机热容量下降。
   过去对电机进行保护的办法是使用熔断器、过流继电器、热继电器、恒温器等,但这些办法各有利弊。对阀门电动装置这种变负荷设备,绝对可靠的保护办法是没有的。因此,必须采取各种组合方式,归纳起来有两种:
   一是对电机输入电流的增减进行判断;
   二是对电机本身发热情况进行判断。
   这两种方式,无论那种都要考虑电机热容量给定的时间余量。通常阀门电动装置过负荷的基本保护方法是:对电机连续运转或点动操作的过负荷保护,采用恒温器;对电机堵转的保护,采用热继电器;对短路事故,采用熔断器或过流继电器。
   因此正确选择阀门电动装置应重点考虑如下几个问题:
   操作力矩:操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数,电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1.2~1.5倍。
   操作推力:阀门电动装置的主机结构有两种:一种是不配置推力盘,直接输出力矩;另一种是配置推力盘,输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。
   输出轴转动圈数:阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关,要按M=H/ZS计算(M为电动装置应满足的总转动圈数,H为阀门开启高度,S为阀杆传动螺纹螺距,Z为阀杆螺纹头数)。
   阀杆直径:对多回转类明杆阀门,如果阀门电动装置允许通过的最大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆,便不能组装成电动阀门。因此,电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门,虽不用考虑阀杆直径的通过问题,但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸,使组装后能正常工作。
   输出转速:阀门的启闭速度若过快,易产生水击现象。因此,应根据不同使用条件,选择恰当的启闭速度。


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电动执行器能否可靠运行,能否在规定的时间内和规定的条件下完成规定的功能,关键在于它的性能指标。性能指标一般用平均无故障运行时间MTBF来表示,它包含基本误差、回差、阻尼、死区等参数。这些参数在某种程度上反映了电动执行器性能的好坏。
  运行初期属于磨合期。其间出现的故障比较复杂,原因也是多方面的,如选型问题、设计制造问题或者安装及环境问题等。若力矩选得太小则可能影响其调节速度甚至根本无法调节。
  实际应用中有以下几条:设计时未注意连杆与执行机构的牢固连接,出现脱落现象;安装时将动力线和信号线用同一根穿线管,从而造成信号干扰大;附近有未屏蔽的大电机设备,对电机的稳定运行产生影响;位置定位器的保险选型太大,造成其内部扼流线圈损坏等。对于这些问题,一定要及时观察,及时发现并处理,以免造成不必要的损失。
  运行中期,电动执行器的整体性能也由磨合期转入适应期,此时表现得较为稳定。出现的问题多是个别电子元器件存在质量问题。如位置电流变换器TAM2,中间接触器K1、K2,过力矩的微动开关等。
  进入运行后期,元器件的老化问题和传动部件磨损问题开始变得极为严重,如电机线圈老化造成绝缘降低,运行不稳;电机润滑不好使运行的稳定性下降;定位器的比较线圈老化或者位置电流变换号源波动而造成执行机构的振荡。可以在系统设计地,在回路中加入阻尼器环节,也可在管路中加机械滤波缓冲的装置。用机械阻尼的方法减少变送器输出信号的波动,以至消除机构的振荡。
  ( 3 )由于调节系统参数整定不当而引起系统振荡,使执行机构振荡。
  调节器的参数整定不适合,会引起系统产生不同程度的振荡。对于单回睡调节系统,比例带过小、积分时间过短、微分时间和微分增益过大都可能产生系统振荡。对于多回路系统和单回路系统有共性的问题外,还存在着回路之产的相互影响,由于参数整定不合适产生各回路间的共振。
  对于上述原因引起执行机构的振荡,可能在系统整定时合理的选择这些参数,使回路都要保持所要的稳定裕度。
  ( 4 )由于调节阀门流量特性太陡或阀门运行在小 开度时,引起调节器过调而使执行机构振荡。当调节阀流量特性太陡时,被调量只需加油站小的偏差就将使被调介质产生较的变化,往往使调节过头,使系统产生振荡。由于调节阀门的特性受工艺条件限制,较难修改时,可以把调节的比例带适当增加,以改善调节品质。
  (5)由于执行机构以联杆和调节阀门闸的联接件的游隙和间隙。所有联接件应按三级精度配合制造。
  电动执行器的振荡是运行中常见的一种故障现象,直接影响调节品质,其内在原因也是多方面的,在分析和排队故障原因时,要从系统构成安装调试多方面去分析故障原因,再设法进行消除。

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