Шкафы управления задвижками

Что такое регулирующая задвижка?

Регулирующая задвижка — это устройство с электроприводом или пневмоприводом, используемое для регулирования или управления потоком жидкостей, таких как газ, нефтепродукты, вода, пар и пр.

Задвижка состоит из двух отдельных компонентов: арматуры и привода. Когда мы говорим о типах регулирующих задвижек, мы имеем в виду разные классификации. Например, тип привода, который управляет задвижкой, или какое механической устройство арматуры задвижки.

Регулирующая задвижка может управляться электрическим, пневматическим или гидравлическим приводом. Задвижка получает сигнал от шкафа управления задвижкой, например, от контроллера шкафа, для перемещения исполнительного механизма задвижки, что приводит к изменению расхода. Поскольку сигнал шкафа управления является электрическим, для работы регулирующего клапана может потребоваться устройство, преобразующее этот электрический сигнал.

Работа регулирующей задвижки

Привод — это устройство, соединенное с задвижкой через шток клапана, которое обеспечивает усилие, необходимое для перемещения задвижки. Как мы уже говорили, привод может управляться электрически, пневматически или гидравлически. Наиболее распространенным и надежным является пневматический привод.

Функция регулирования потока

В технологическом процессе регулирующая задвижка получает сигнал от контроллера шкафа управления, от панели оператора или от верхнего уровня АСУ ТП, для управления потоком. Контроллер сравнивает фактический расход с желаемым значением расхода, называемым заданным значением. Контроллер выдает выходной сигнал для перемещения задвижки, приводя расход к заданному значению.

Режим аварийного отключения регулирующей задвижки

Из-за особенностей конструкции пневматических приводов регулирующая задвижка переходит в определенное положение при потере управляющего сигнала. При увеличении давления подаваемого воздуха резиновая диафрагма давит на пружину и перемещает шток задвижки вниз в корпус задвижки. При уменьшении давления подаваемого воздуха пружина перемещает шток задвижки наружу из корпуса.

Положение, в которое перемещается регулирующая задвижка при потере сигнала, называется режимом аварийного отключения. Тип режима аварийного отключения зависит от области применения регулирующего клапана. В режиме аварийного закрытия привод приводит к закрытию задвижки. В режиме аварийного открытия привод приводит к открытию задвижки.

В нормальном режиме работы усилие пружины должно преодолеваться электрическим или пневматическим приводом. В случае отключения питания привода электрическое или пневматическое усилие больше не присутствует, и давление пружины заставляет задвижку открыться (закрыться).

ПИД-регулятор

Возможно, для технологического процесса принципиально процентное открытие/закрытие задвижки для изменения расхода. Это зависит от ряда факторов, таких как давление, температура, диаметр трубы. В любом случае, контроллер должен быть настроен таким образом, чтобы он правильно реагировал на любое изменение параметров. Чаще всего это успешно достигается с помощью ПИД-регулирования в промышленном контроллере шкафа управления работой задвижки.

Принцип работы шкафов управления запорной арматурой с электрическим приводом

Открытие задвижки осуществляется подачей напряжения на катушку исполнительного механизма. Перемещаясь, сердечник передвигает соединенный с ним запирающий или регулирующий элемент трубопроводной арматуры. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую.

Закрытие задвижки происходит после снятия напряжения с катушки соленоида. Под действием сил упругости возвратной пружины сердечник возвращается в исходное положение. Нормально-закрытая арматура ─ в положение «закрыто», нормально-открытая арматура ─ в положение «открыто».

Электромагнитный привод используют для управления главной арматурой небольшого диаметра, а также импульсной арматурой. Создание большего усилия обеспечивает применение пневмо- или гидроприводов, к включению которых приводит срабатывание электромагнитного привода.

Ручное дублирование и сигнализация

Шкафы управления могут дублироваться ручным управлением, которое может понадобиться, если исчезнет напряжение питания или будет повреждена обмотка катушки.

Дополнительно шкафы автоматики могут оснащаться устройством сигнализации положения запирающего элемента или сердечника, фиксатором положения запирающего элемента или сердечника и др.

Применение шкафов управления запорной арматурой

У шкафов управления задвижками, необходимыми для дистанционной работы с запорной арматурой, нет альтернатив ручного управления. Это относится к использованию в трубопроводных системах, транспортирующих радиоактивные, взрывоопасные, токсичные и агрессивные жидкости.

Именно такие системы управления применяются в ядерной энергетике, химической промышленности, нефтегазовой отрасли, криогенной технике. Оснащенная пневматическим или электрическим приводом трубопроводная арматура монтируется в технологических установках, с помощью которых реализуются производственные процессы, например, в среде дорогостоящих инертных газов.

Шкафы автоматического управления задвижками незаменимы в трубопроводной арматуре, входящей в состав АСУ ТП, позволяя обеспечивать эффективное дистанционное и местное управление потоками рабочей среды.

Расширение использования шкафов автоматики в трубопроводной арматуре диктуется развитием современных промышленных технологий, сопровождающимся усложнением условий эксплуатации оборудования.