電動閥門是一種自動化程度較高的新型閥門,它結合了電動執行器和閥門,實現了閥門的遠程控制。電動閥門廣泛應用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等多種類型的流體。相比傳統氣動閥門,電動閥門具有開關動作可控、結構簡單、易于維護的優點,但也存在成本高、在潮濕環境下表現不佳的缺點。電動閥門在管道中的安裝一般應水平進行。
物理特征
電動閥通常由電動執行機構和閥門組成,其中電動執行機構提供動力,驅動閥門實現開關動作。電磁閥是電動閥的一種,它是利用電磁線圈產生的磁場來拉動閥芯,從而改變閥體的通斷狀態。電動閥的操作力矩比普通閥門大,開關動作速度可以調整,結構簡單,易維護,適用于多種流體介質和大管徑氣體的流量調節。
應用領域
石油、天然氣井口裝置用閥
石油、天然氣井口裝置用閥主要包括單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節流閥、油田專用平行式調節閥、油田專用直通式止回閥、注水\聚合物專用平行式閘閥、卡箍式平行閘閥、先導式安全閥和止回閥。這些閥門的公稱壓力級、公稱通徑、溫度等級和材料要求均有相應的標準。
石油、天然氣長輸管線用閥
石油、天然氣長輸管線用閥包括平板閘閥、固定球球閥、旋塞閥、止回閥、清管閥等。這些閥門的公稱壓力級、公稱通徑、耐火試驗技術和電動閥門的壓力試驗都有明確的要求。
核電用閥
核電用閥包括閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等。這些閥門的技術要求和材料性能都按照相關標準進行規定。
海洋石油用閥
海洋石油用閥需要具備較強的抗腐蝕性、抗風暴能力,以及良好的密封性和操作靈活性。
石化、電力用閥
石化、電力用閥的發展重點在于研發缺乏的產品,如高溫高壓調節閥、減溫減壓閥、高溫高壓大口徑安全閥、高壓蒸氣疏水閥等。
環保用閥
環保系統使用的電動閥門包括陶瓷片密封旋轉閥、聚氯乙稀塑料閥、大密封面平板閘閥、不銹鋼旋塞閥等。
冶金系統用閥
冶金系統用閥需要具備較高的耐磨、耐溫和耐蝕性能,如圓頂閥、排灰平板閘閥、耐強酸腐蝕的不銹鋼閥等。
氧化鋁工業用閥
氧化鋁工業用閥需要具備抗結疤耐結疤、抗沖蝕耐沖蝕的特點。
使用與維護
操作方法
操作前的準備
1.1 操作閥門前,應認真閱讀操作說明。
1.2 操作前一定要清楚氣體的流向,應注意檢查閥門開閉標志。
1.3檢查電動閥外觀,看該電動閥門是否受潮,如果有受潮要作干燥處理;如果發現有其他問題要及時處理,不得帶故障操作。
1.4 對停用3個月以上的電動裝置,啟動前應檢查離合器,確認手柄在手動位置后,再檢查電機的絕緣、轉向及電氣線路。
電動閥門操作注意事項
2.1 啟動時,確認離合器手柄在相應位置。
2.2 如果是在控制室控制電動閥,把轉換開關打大REMOTE位置,然后通過SCADA系統控制電動閥的開關。
2.3如果手動控制,把轉換開關打在LOCAL位置,就地操作電動閥的開關,電動閥開到位或者關到位的時候它會自動停止工作,最后把運行轉換開關打到中間位置。
2.4 采用現場操作閥門時,應監視閥門開閉指示和閥桿運行情況,閥門開閉度要符合要求。
2.5 采用現場操作全關閉閥門時,在閥門關到位前,應停止電動關閥,改用微動將閥門關到位。
2.6 對行程和超扭矩控制器整定后的閥門,首次全開或全關閥門時,應注意監視其對行程的控制情況,如閥門開關到位置沒有停止的,應立即手動緊急停機。
2.7 在開、閉閥門過程中,發現信號指示燈指示有誤、閥門有異常響聲時,應及時停機檢查。
2.8 操作成功后應關閉電動閥門的電源。
2.9 同時操作多個閥門時,應注意操作順序,并滿足生產工藝要求。
2.10開啟有旁通閥門的較大口徑閥門時,若兩端壓差較大,應先打開旁通閥調壓,再開主閥:主閥打開后,應立即關閉旁通閥。
2.11 收發清管球(器)時,其經過的球閥必須全開。
2.12 操作球閥、閘閥、截止閥、蝶閥只能全開或全關,嚴禁作調節用。
2.13 操作閘閥、截止閥和平板閥過程中,當關閉或開啟到上死點或下死點時,應回轉1/2~1圈。
日常維護
1、電動閥門應存放在干燥通風的室內,通路兩端須堵塞。
2、長期存放的電動閥門應定期檢查,清除污物,并在加工面上涂防銹油。
3、安裝后,應定期進行檢查,主要檢查項目包括密封面磨損情況、閥桿和閥桿螺母的梯形螺紋磨損情況、填料是否過時失效,如有損壞應及時更換。電動閥門檢修裝配后,應進行密封性能試驗。
技術分類
石油、天然氣井口裝置用閥
石油、天然氣井口裝置用閥主要為符合美國API6A標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節流閥、油田專用平行式調節閥、油田專用直通式止回閥、注水\聚合物專用平行式閘閥、卡箍式平行閘閥、先導式安全閥和止回閥。這些電動閥門的公稱壓力級為API2000psi、3000psi、5000psi、10000psi、15000psi、20000psi;公稱通徑為DN46~228mm(113/16in~9in);溫度等級為K(-60~182℃)、L(-42~182℃)、P(-29~182℃)、R(室溫)、S(-18~166℃)、T(-18~196℃)、U(-18~121℃)、V(2~121℃);材料要求為AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH;材料性能要求按36K、45K、60K、75K;產品技術要求按PSL1(產品規范等級1)、PSL2(產品規范等級2)、PSL3(產品規范等級3)、PSL4(產品規范等級4)。
石油、天然氣長輸管線用閥
石油、天然氣長輸管線用閥主要為符合美國API6D標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的平板閘閥;鍛鋼或鑄鋼三體式、上裝式或全焊接式固定球球閥;油密封或壓力平衡式旋塞閥;旋啟式或蝶式止回閥、通球止回閥;清管閥等。這些電動閥門的公稱壓力級為CL150(PN2.0MPa)、CL300(PN5.0MPa)、CL400(PN6.4MPa)、CL600(PN10.0MPa)、CL900(PN15.0MPa)、CL1500(PN25.0MPa)、CL2500(PN42.0MPa);公稱通徑為DN50~1500mm(2in~60in);耐火試驗技術要求按ISO10497;電動閥門的壓力試驗按ISO5208。
核電用閥
核電用電動閥門比常規的大型火力發電站用電動閥門其技術特點和要求要高。閥類一般有閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、安全閥、主蒸汽隔離閥、球閥、隔膜閥、減壓閥和控制閥等;具有代表性電動閥門的最高技術參數為:最大口徑DN1200mm(核3級的蝶閥)、DN800mm(核2級的主蒸汽隔離閥)、DN350mm(核1級的主回路閘閥);最高壓力:約1500磅級;最高溫度:約350℃;介質:冷卻劑(硼化水)等。生產核級電動閥門產品規定要求:通常按核行業標準EJ、美國ASME、IEEE標準及法國壓水堆核島機械設備設計和建造規則RCC-M等。
海洋石油用閥
海上采油平臺的采油、防噴、注水、注氣、水下設備等系統需要開發一些耐海水、鹽霧侵蝕要求的特種電動閥門。這些電動閥門要求有較強的抗腐蝕性、抗風暴等異常外力的能力,并且要求密封可靠、操作靈活、維修方便。
石化、電力用閥
石化、電力電動閥門產品,其結構調整的重點是發展缺門產品。如下:
環保用閥
該環保系統需發展的電動閥門:陶瓷片密封旋轉閥、聚氯乙稀塑料閥、大密封面平板閘閥、不銹鋼旋塞閥等。
冶金系統用閥
冶金系統用閥,由于介質常為粉狀和懸浮固體顆粒狀,加之溫度較高,故對電動閥門的耐磨、耐溫及耐蝕等要求較高。
氧化鋁工業用閥
氧化鋁工業用閥,由于介質多為堿性泥漿和顆粒狀物質,結疤現象極為嚴重,且介質對電動閥門體腔及內件的沖蝕現象也很嚴重。因此,氧化鋁工業用閥要求其抗結疤耐結疤;抗沖蝕耐沖蝕。
安裝注意事項
電動閥門的電動裝置是用于操作閥門并與閥門相連接的裝置之一。該裝置由電力來驅動,其運動過程可由行程、轉矩或軸向推力的大小來控制。由于閥門電動裝置應有的工作特性和利用率取決于閥門的種類、裝置的工作規范及閥門在管線或設備上的位置。因此掌握閥門電動裝置正確的選擇;考慮防止超負荷(工作轉矩高于控制轉矩)的發生就成為至關重要的一環。
電動裝置的正確選擇應依據
1.操作力矩:操作力矩是選擇閥門電動裝置的最主要的參數。電動裝置的輸出力矩應為閥門操作最大力矩的1.2~1.5倍。
2.操作推力:閥門電動裝置的主機結構有兩種,一種是不配置推力盤的,此時直接輸出力矩;另一種是配置有推力盤的,此時輸出力矩通過推力盤中的閥桿螺母轉換為輸出推力。
3.輸出軸轉動圈數:閥門電動裝置輸出軸轉動圈數的多少與閥門的公稱通徑、閥桿螺距、螺紋頭數有關,按M=H/ZS計算(式中:M為電動裝置應滿足的總轉動圈數;H為閥門的開啟高度,mm;S為閥桿傳動螺紋的螺距,mm;Z為閥桿螺紋頭數。)
4.閥桿直徑:對于多回轉類的明桿閥門來說,如果電動裝置允許通過的最大閥桿直徑不能通過所配閥門的閥桿,便不能組裝成電動閥門。因此,電動裝置空心輸出軸的內徑必須大于明桿閥門的閥桿外徑。對于部分回轉閥門以及多回轉閥門中的暗桿閥門,雖不用考慮閥桿直徑的通過問題,但在選配時亦應充分考慮閥桿直徑與鍵槽的尺寸,使組裝后能正常工作。
5.輸出轉速:閥門的啟、閉速度快,易產生水擊現象。因此,應根據不同的使用條件,選擇恰當的啟、閉速度。
6.安裝、連接方式:電動裝置的安裝方式有垂直安裝、水平安裝、落地安裝;連接方式為:推力盤;閥桿通過(明桿多回轉閥門);暗桿多回轉;無推力盤;閥桿不通過;部分回轉電動裝置的用途很廣,是實現閥門程控、自控和遙控不可缺少的設備,其主要用在閉路閥門上。但不能忽視閥門電動裝置的特殊要求——必須能夠限定轉矩或軸向力。通常閥門電動裝置采用限制轉矩的連軸器。
避免超負荷的基本保護方法
1.對電機連續運轉或點動操作的過負荷保護采用恒溫器;
2.對電機堵轉的保護采用熱繼電器;
3.對短路事故采用保險絲或過流繼電器。
參考資料 >
電動閥、電動蝶閥原理與接線.知乎專欄.2024-09-13
電動閥門:工作原理、類型及應用場景一覽.millervalves.2024-09-13
超全,閥門工作原理動態圖+原理及結構.知乎專欄.2024-09-13
電動閥門的應用前景.知乎專欄.2024-09-13
電動閥門有哪些分類?該如何選擇?.搜狐網.2024-09-13