En ingénierie des pipelines, le choix judicieux des vannes électriques est essentiel pour garantir le respect des exigences d'utilisation. Un choix inapproprié peut non seulement affecter l'utilisation, mais aussi entraîner des conséquences néfastes, voire des pertes importantes. C'est pourquoi il est essentiel de choisir les vannes électriques adéquates dès la conception des pipelines.
L'environnement de travail de la vanne électrique
Outre les paramètres de la canalisation, il convient d'accorder une attention particulière aux conditions environnementales de fonctionnement, car le dispositif électrique de la vanne électrique est un équipement électromécanique dont le fonctionnement est fortement influencé par son environnement. L'environnement de fonctionnement normal d'une vanne électrique est le suivant :
1. Installation intérieure ou utilisation extérieure avec mesures de protection ;
2. Installation extérieure en plein air, avec vent, sable, pluie et rosée, soleil et autres érosions ;
3. Il y a un environnement de gaz ou de poussière inflammable ou explosif ;
4. Environnement tropical humide, tropical sec ;
5. La température du fluide du pipeline peut atteindre 480 °C ou plus ;
6. La température ambiante est inférieure à -20°C ;
7. Il est facile d’être inondé ou immergé dans l’eau ;
8. Environnements contenant des matières radioactives (centrales nucléaires et dispositifs d’essai de matières radioactives) ;
9. L’environnement du navire ou du quai (avec embruns salés, moisissures et humidité) ;
10. Occasions avec vibrations sévères ;
11. Occasions propices au feu ;
Pour les vannes électriques utilisées dans les environnements mentionnés ci-dessus, la structure, les matériaux et les mesures de protection des dispositifs électriques diffèrent. Par conséquent, le dispositif électrique de vanne correspondant doit être choisi en fonction de l'environnement de travail mentionné ci-dessus.
Exigences fonctionnelles pour les systèmes électriquesvannes
Conformément aux exigences de contrôle technique, la fonction de commande des vannes électriques est assurée par un dispositif électrique. L'utilisation de vannes électriques permet de réaliser une commande électrique non manuelle ou informatisée pour l'ouverture, la fermeture et le réglage des vannes. Les dispositifs électriques actuels ne sont pas uniquement utilisés pour économiser de la main-d'œuvre. En raison des grandes différences de fonctionnalités et de qualité des produits des différents fabricants, le choix des dispositifs électriques et celui des vannes sont tout aussi importants pour un projet.
Contrôle électrique des appareils électriquesvannes
En raison de l'amélioration continue des exigences en matière d'automatisation industrielle, l'utilisation des vannes électriques est en constante augmentation et, d'autre part, leurs exigences de contrôle sont de plus en plus strictes et complexes. Par conséquent, la conception des vannes électriques, notamment en termes de contrôle électrique, est constamment mise à jour. Avec les progrès scientifiques et technologiques, ainsi que la popularisation et l'utilisation de l'informatique, de nouvelles méthodes de contrôle électrique continueront d'apparaître. Pour le contrôle global de l'électricité,soupapeIl convient de prêter attention au choix du mode de contrôle de la vanne électrique. Par exemple, selon les besoins du projet, le principe de contrôle varie selon qu'il s'agisse d'un mode de contrôle centralisé ou unique, d'une liaison avec d'autres équipements, d'un contrôle par programme ou d'une application de contrôle par programme informatique. L'échantillon du fabricant de vannes électriques ne fournit que le principe de contrôle électrique standard ; le service d'utilisation doit donc se renseigner auprès du fabricant pour clarifier les exigences techniques. De plus, lors du choix d'une vanne électrique, il convient d'envisager l'achat d'un contrôleur supplémentaire. En effet, ce contrôleur doit généralement être acheté séparément. Dans la plupart des cas, l'achat d'un contrôleur unique est nécessaire, car il est plus pratique et plus économique que de le concevoir et de le fabriquer soi-même. Si les performances du contrôle électrique ne répondent pas aux exigences de conception technique, le fabricant doit proposer une modification ou une refonte.
Le dispositif électrique de vanne permet la programmation, le contrôle automatique et la commande à distance* des vannes. Son mouvement peut être contrôlé par la course, le couple ou la poussée axiale. Les caractéristiques de fonctionnement et le taux d'utilisation de l'actionneur de vanne dépendant du type de vanne, des spécifications de fonctionnement de l'appareil et de sa position sur la canalisation ou l'équipement, il est essentiel de choisir le bon actionneur pour éviter les surcharges (couple de travail supérieur au couple de commande). En général, le choix d'un dispositif électrique de vanne est basé sur les principes suivants :
Couple de fonctionnementLe couple de fonctionnement est le paramètre principal pour la sélection du dispositif électrique de la vanne, et le couple de sortie du dispositif électrique doit être de 1,2 à 1,5 fois le couple de fonctionnement de la vanne.
Il existe deux structures de machine principales pour faire fonctionner le dispositif électrique de la soupape de poussée : l'une n'est pas équipée d'un disque de poussée et produit directement un couple ; l'autre consiste à configurer une plaque de poussée, et le couple de sortie est converti en poussée de sortie via l'écrou de tige dans la plaque de poussée.
Le nombre de tours de rotation de l'arbre de sortie du dispositif électrique de la vanne est lié au diamètre nominal de la vanne, au pas de la tige et au nombre de filetages, qui doivent être calculés selon M=H/ZS (M est le nombre total de rotations que le dispositif électrique doit respecter, H est la hauteur d'ouverture de la vanne, S est le pas de filetage de la transmission de la tige de vanne et Z est le nombre de têtes filetées de lasoupapetige).
Si le diamètre de tige important autorisé par le dispositif électrique ne peut pas traverser la tige de la vanne équipée, celle-ci ne peut pas être assemblée en vanne électrique. Par conséquent, le diamètre intérieur de l'arbre de sortie creux de l'actionneur doit être supérieur au diamètre extérieur de la tige de la vanne à tige ouverte. Pour la vanne à tige sombre des vannes rotatives partielles et des vannes multitours, bien que le diamètre de la tige ne soit pas pris en compte, le diamètre de la tige et la taille de la rainure de clavette doivent également être pris en compte lors du choix, afin que la vanne puisse fonctionner normalement après assemblage.
Une vitesse d'ouverture et de fermeture trop rapide de la vanne de sortie peut entraîner des coups de bélier. Il est donc important de choisir une vitesse d'ouverture et de fermeture adaptée aux conditions d'utilisation.
Les actionneurs de vannes ont leurs propres exigences : ils doivent pouvoir définir un couple ou des forces axiales.soupapeLes actionneurs utilisent des accouplements limiteurs de couple. La taille du dispositif électrique détermine également son couple de commande. En général, un moteur fonctionnant à une durée prédéterminée ne sera pas surchargé. Cependant, les situations suivantes peuvent entraîner une surcharge : premièrement, une tension d'alimentation trop basse empêche l'obtention du couple requis, ce qui entraîne l'arrêt du moteur ; deuxièmement, un réglage erroné du limiteur de couple pour le rendre supérieur au couple d'arrêt, entraînant un couple excessif continu et l'arrêt du moteur ; troisièmement, une utilisation intermittente et une accumulation de chaleur supérieure à la valeur d'échauffement admissible du moteur ; quatrièmement, une défaillance du circuit du limiteur de couple, rendant le couple trop élevé ; cinquièmement, une température ambiante trop élevée, réduisant la capacité thermique du moteur.
Par le passé, la protection des moteurs reposait sur l'utilisation de fusibles, de relais de surintensité, de relais thermiques, de thermostats, etc., mais ces méthodes présentaient des avantages et des inconvénients. Il n'existe pas de méthode de protection fiable pour les équipements à charge variable tels que les appareils électriques. Par conséquent, différentes combinaisons doivent être adoptées, qui peuvent être résumées en deux types : l'une consiste à évaluer l'augmentation ou la diminution du courant d'entrée du moteur ; l'autre consiste à évaluer l'échauffement du moteur lui-même. Dans les deux cas, la marge temporelle de la capacité thermique du moteur est prise en compte.
En général, la méthode de protection de base contre les surcharges est la suivante : protection contre les surcharges pour un fonctionnement continu ou par à-coups du moteur, à l'aide d'un thermostat ; pour la protection du rotor qui cale le moteur, un relais thermique est adopté ; pour les accidents de court-circuit, des fusibles ou des relais de surintensité sont utilisés.
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Date de publication : 26 novembre 2024
