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阀门配套,选电动实行器还是气动实行器,从20点来为你分析!

编辑: 国际控制阀发表时间:2019-07-13 08:10:15浏览量:1137

电动和气动实行机构是各类工业现场使用最为广泛的两类产品。尽管都是用来控制阀门的动作但其性能和使用要求有很大不同,因此对这两类产品进行客观的分析对比,将有助于大家在阀门自动化控制的过程中做出更合理的选择。

现在工业逐步趋向自动化,阀门也有手动阀门转变成气动或电动阀门,大家一般把代替手动的设备叫做实行机构,实行机构一般包括气动实行器电动实行器、液动实行器这三种。实行机构最广泛的定义是:可以提供直线或者旋转运动的驱动装置,利用驱动能源并在控制信号的作用下,对一些设备和装置进行自动操作,控制其开关和调节,代替人工作业。实行单元是过程控制工业里的终端控制单元,通常由阀门和实行机构组成。本文主要讨论电动实行器与气动实行器的区别和优劣势,5大方面20个点全角度去带大家了解两者的区别。

 

1)驱动能源

 

1.1 驱动源获得的难易程度

 

电动实行机构:驱动源是电源,无论是三相电源还是单相电源,在工业现场都很方便获取。

 

气动实行机构:驱动源是气源,需要专门配套气源站、铺设管线,施工较为繁琐,增加预算。气源一般为压缩空气,所以还要配以大型的空气压缩机。

 

得锐自动化评述:各类型工业现场,电源都很容易获取。一些小型设备的配套实行器,用电动方案会更方便(通常小设备是没有压缩气体的,例如:压板机,盾构机等)

 

1.2 对驱动源的要求

 

电动实行机构:电源电压在一定范围内波动时,电机可以正常工作。一般波动范围在额定电压的±10%

 

气动实行机构:气源不能含油,含水,含杂质。不洁净的气体将会影响实行机构和阀门定位器的正常运行和寿命。

 

得锐自动化评述:电源更容易保证供电质量。气源需使用气体过滤装置,维护检测工作较多,但是现在一般工厂都会有气源。


气动实行器电动实行器

 

1.3 节能

 

电动实行机构:仅在改变控制阀开度时,需要驱动电机,到达所需开度时电机断电。待机状态只需少量供电维持控制单元的运作。


气动实行机构:在整个控制阀运行和待机状态中都需要有一定的气压,气压下降时,压缩机就要运行增压。

 

得锐自动化评述:通常来说,电动实行机构比气动实行机构更省电节能。

 

2)应用范围

2.1 动作方式

 

电动实行机构:配置灵活,动作方式有:直行程,角行程,多回转。可以用于控制所有类型的阀门。

 

气动实行机构:通常只有直行程和角行程两种类型,通常用于控制直行程调节阀,蝶阀,球阀等,一般情况无法控制闸阀,截止阀等阀门。

 

得锐自动化评述:电动实行机构可以方便的实现多回转的动作方式,其结构形式比较灵活,尤其是用于控制闸阀,截止阀等在工业现场有巨大使用量的阀门。气动实行机构通常无法控制以上阀门。

 

2.2 大力矩角行程阀门控制

 

电动实行机构:可实现最大几十万Nm 力矩,且组合灵活,体积相对较小,容易实现。


气动实行机构:也可实现几万Nm 的扭矩,但体积将会非常庞大,不便于安装使用。

 

得锐自动化评述:较大力矩( 超过1 万Nm)的90°回转阀门,通常选用电动实行机构更合适一些。

 

2.3 防爆场合

 

电动实行机构:电机、控制单元等电子电器元件在故障状态时有可能产生电火花,需要进行特殊的隔爆处理才能用于易燃易爆的场合。


气动实行机构:驱动能源是气源(空气或者惰性气体),不存在高压强电原件,不易产生电火花,安全性能高。

 

得锐自动化评述:在石化、冶金、煤化工等行业的一些主装置设备中,常含有石油、天然气、煤气等易燃易爆介质,出于安全考虑,通常会选用气动实行器。而隔爆电动实行器通常用于油库,罐区,油气管线,煤气管线等不便于铺设气路的场合。

电动实行器

 

3)产品性能

3.1 耐高温

 

电动实行机构:即使控制器分体安装,但主传动结构中因为电机、传感器等元器件的正常运行受环境温度的限制,耐环境温度一般不超过80℃。

 

气动实行机构:阀门定位器分体安装后,主体(气缸)可以选用耐高温型产品,耐环境高温可达100℃以上或更高。

 

得锐自动化评述:智能一体化的电动和气动实行器的工作环境温度差不多。但控制单元与主体分体安装后,气动实行机构比电动实行机构更耐高温一些。

 

3.2 抗震性能


电动实行机构:有大量机械、电子元件构成,其正常运行和寿命受震动影响较大。

 

气动实行机构:整体结构简单,可动部件少,对震动不敏感。

 

得锐自动化评述:气动实行机构抗震性更强。

 

3.3 运行速度

 

电动实行机构:通过不同类型的齿轮箱减速后,不同型号产品具有快慢不等的输出速度,运行速度一般不可调。

 

气动实行机构:通过气源信号根据使用需求调节运行速度的快慢,并且可以达到较快的运行速度

 

得锐自动化评述:气动实行机构可实现快速动作响应,并且速度可调,提高调节效率。电动实行机构需要采用特殊电机和变速控制模块才可实现调速运行。

 

3.4 过载能力及寿命


电动实行机构:电机超出使用条件的频繁动作或过载时,容易发热,导致产生热保护并中途停机,长期大负荷也会加大对传动齿轮的磨损。

 

气动实行机构:适应频繁满负载动作,运行寿命长。阀门因为介质沉积可能会加大启动扭距,使用气动元件,可以在一定范围内增加工作压力以及作用力。

 

得锐自动化评述:气动实行机构更加适应频繁大负荷的调节动作,调节型气动实行机构使用周期更长些,最高可达200万次动作。调节型电动实行机构运行周期最高可达180 万次动作。

 

3.5 保位功能

 

电动实行机构:在断电、断信号等故障情况下,可以通过自身的机械自锁实现保位。

 

气动实行机构:因为气源的可压缩性,在断电、断气、断信号等故障情况下,很难实现保位。必须要加一套保位阀的组合系统。

 

得锐自动化评述:大多数电动实行机构都可以实现保位。气动实行机构需要配置带有保位功能的定位器或外加保位阀,增加一定成本才能实现保位。

 

3.6 控制精度

 

电动实行机构:抗偏离能力好,输出的推力或力矩稳定,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。通常智能电动实行机构的控制精度为1%。

 

气动实行机构:因为气源的可压缩性和要克服阀门填料、阀杆、工艺介质的摩擦力, 可能导致阀位的阶跃变化,影响实行机构的定位精度。在气源稳定的情况下,国产智能阀门定位器的控制精度可达1%,而一些进口定位器精度可实现0.1%。


 得锐自动化评述:在控制精度上来看,气动实行器的控制精度还是高于电动实行器


气动实行器

3.7 故障安全


电动实行机构:在失去电源的情况下,如果要实现关闭或打开阀门,需要选择电容复位或弹簧复位型产品。

 

气动实行机构:在失去气源的情况下,可以实现弹簧复位功能,比电动更容易实现。目前国际上,得锐自动化旗下的意大利OMAL单作用气动实行器可以实现弹簧复位,角行程最大力矩可达16000Nm。

 

得锐自动化评述:虽然气动实行机构实现弹簧复位功能较为容易,但石化管线等长距离传输场合,因其要求的特殊性,使得弹簧复位型电动实行机构具有更广泛的应用范围。


重型气动实行器

 

4)使用维护

4.1 后期维护

 

电动实行机构:结构复杂,机电一体化程度高,包含许多运动部件、齿轮、电路板等,对设备维护人员的技术要求较高

 

气动实行机构:结构简单,只有一个运动部件,对维护人员要求不高

 

4.2 操作安全性

 

电动实行机构:一般是380V 或220V 电压,有一定危险。

 

气动实行机构:没有高电压

计量式气动实行器

 

5)常见认识误区


5.1 电动实行机构运行速度慢,有快开快关要求的阀门要选用气动实行机构?

 

得锐自动化:一般认为对于角行程电动实行机构,无法达到小于10s/90°的运行时间。实际上,通过配置大功率高转速电机和适当的减速机构,可以实现快速运行的功能。

 

5.2 气动实行机构比电动实行机构结构简单,更经济?

 

得锐自动化:一般认为电动实行器的结构复杂,包括电机、伺服控制、减速机等,价格更高。尽管气动实行机构单机价格确实不高,但对于一台闭环控制回路的气动实行机构,包括气动实行机构、阀门定位器、伺服放大器、电磁阀、保位阀、空气过滤减压器、位置反馈系统等,再加上需要配置气源,建设压缩机站,铺设管路,整体成本并不低。

 

5.3 气动实行机构技术成熟,可靠性远优于电动实行机构?

 

得锐自动化:产品可靠性的保障除了产品本身技术环节的成熟外,跟产品选型,现场应用工况,产品质量控制体系等因素也是密切相关的。现代智能电动实行机构无论传动技术还是控制技术都非常成熟,软硬件的配套也都有成熟技术的保证,尤其国外知名品牌厂家的产品其可靠性是比较高的。现代气动实行器技术成熟,运动部件少,结构简单,在配合适当的阀门定位器之后,总体来说有很高的可靠性。


 

5.4 气动实行机构容易实现停气、停电复位。电动实行机构只能保位?

 

得锐自动化:在系统故障停电、停气时,从系统的安全角度要求阀门要处在全开或保位或全关的位置。单作用气动实行机构可以通过弹簧复位功能,使得阀门处于任一安全位置。对于电动实行机构,也可以通过一体化的弹簧复位功能,或自备电源功能来实现开阀或者关阀。

 

应用场合:高压加热器紧急放散阀,油气管线紧急关闭球阀等。

 

5.5 电动实行机构智能化程度比气动要更高?

 

得锐自动化:两种类型的产品智能化程度相当,不论是智能电动实行机构还是智能气动阀门定位器都在持续的向前发展:人机界面、故障诊断、现场总线、无线通信。因此不能说电动代表高科技,气动代表落后生产力

 

      综述:不论电动还是气动实行机构,两者都有自身的产品特点,选型时,需要结合现场工况,考虑多方面因素,破除认识误区,选择适合自身条件的产品,才是实现阀门自动化控制的最佳途径。
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