تشويش الصمامات ومخاطر عزم الدوران الزائد في المصانع الكيميائية: كيفية اختيار المحركات الكهربائية

تعثر الصمامات والعزم التشغيلي المفرط هي اعتبارات مهمة في أتمتة العمليات الكيميائية.والصمامات الأخرى ربع دورة قد تواجه تغيرات في مقاومة العمل بسبب الشوائب، الظروف الميكانيكية، وتغيرات الضغط، أو التغييرات داخل الصمام بعد خدمة طويلة.

إذا تم اختيار جهاز تشغيل كهربائي دون النظر في عزم الدوران الفعلي للصمام ، فقد تؤثر الأحمال الميكانيكية غير الطبيعية على الصمام وآلية القيادة. لهذا السبب ،قياس عزم الدوران للجهاز الكهربائييجب تقييم الحماية من زيادة عزم الدوران معًا عند اختيار أجهزة التشغيل لأنظمة المعالجة الكيميائية.

لماذا حجم الصمام وحده ليس كافيا لاختيار جهاز التشغيل

قطر الصمام الاسمي مفيد كمرجع أولي ، لكنه لا يحدد مباشرة عزم الدوران المطلوب للجهاز التشغيلي.

ووفقاً لوثائق منتجات DCL، فإن الصمامات ذات النوع نفسه والحجم الاسمي قد لا تزال تحتوي على عزم تشغيل مختلف بسبب تكنولوجيا التصنيع، ومواد الصمامات، ووسيلة العملية،ظروف الموقع، وتقلبات الضغط. لذلك توصي الوثائق باختيار جهاز التشغيل وفقًا لبيانات عزم الدوران الفعلي المقدمة من قبل مصنع الصمام وتطبيق مقياس تقريبي1.1 ∙1.3 عامل الدوران المسموح به.

بالنسبة للصمامات الكرات والصمامات الفراشة في الصناعة الكيميائية ، توفر طريقة التحديد القياسية القائمة على عزم الدوران هذه أساسًا هندسيًا أكثر فائدة من اختيار جهاز التشغيل حسب حجم DN فقط.

أي معايير العزم يجب التحقق منها؟

يجب أن تأخذ عملية اختيار عملية بعين الاعتبار:

• عزم الدوران العادي للصمام

• عزم الدوران عند الانفصال أو البدء.

• ضغط العملية والوسيط

• عزم دوران الخروج القياسي للجهاز التشغيلي و عزم دوران أقصى؛

• الحاجة إلى حماية من الزمن الزائد.

تشمل مجموعة المحركات الكهربائية DCL المقاومة للانفجار النماذج من DCL-Ex05 إلى DCL-Ex300 مع عزم الدوران الخارجي القياسي من حواليمن 50 إلى 3000 نسمةتوفر DCL-Ex300 عزم دوران خروجي قياسي 3000 نسمة و عزم دوران أقصى محدد3900 Nm.
هذا النطاق يسمح لاختيار الجهاز التشغيلي أن يستند إلى متطلبات عزم الدوران الفعلي للصمام بدلاً من حجم قياسي واحد.

كيف تتعامل حماية الزاوية العكسيّة مع تعطل الصمام؟

يمكن أن تحمل الأنابيب الكيميائية وسائط تحتوي على شوائب أو مواد غريبة. في ظل ظروف تشغيل معينة ، يمكن أن يزيد هذا من مقاومة الصمام أو يسبب تعثر الصمام.

توضح وثائق DCLوظيفة الحماية من زيادة عزم الدورانإذا كانت مقاومة الصمام تسبب ارتفاع عزم الدوران الخارجي للجهاز التشغيلي إلى قيمة حرجة محددة مسبقاً،مفتاح عزم الدوران يمكن أن يفصل دائرة القيادة للحد من خطر استمرار الحمل غير الطبيعي على الصمام والجهاز التشغيلي.

لذلك يمكن النظر في هذه الوظيفة للتطبيقات التي يكون فيها تعثر الصمام أو الزيادات غير المتوقعة لعزم الدوران جزءًا من تقييم مخاطر التشغيل.

ومع ذلك ، لا ينبغي أن تحل حماية الزمن الزائد محل الحجم الصحيح للجهاز التشغيلي. قد يصل جهاز التشغيل دون الحجم إلى عتبة حمايته بشكل متكرر ،في حين أن جهاز التشغيل ذو عزم دوران كبير غير ضروري قد يفرض عبء ميكانيكي مفرط على الصمام في ظل ظروف غير طبيعية.

يجب التحقق من متطلبات المناطق الخطرة في نفس الوقت

عزم الدوران هو جزء واحد فقط من اختيار المحرك في مصنع كيميائي. تصنيف المنطقة الخطرة يمكن أن يكون مهما بنفس القدر.

توجد في وثائق جهاز التشغيل الكهربائي المقاوم للانفجار DCL قائمة بحماية ATEX/IECEx بما في ذلكEx db h IIC T4 جيجابايتفي إطار نظام CSA، تشمل التصنيفاتالفئة 1، القسم 1، المجموعات C و D T5/T6والفئة I، المنطقة 1، AEx db IIC T5/T6 Gbيتم تحديد السلسلة المقاومة للانفجار معحجرة IP68ومدى درجة حرارة البيئة-25°C إلى +55°C.
لذلك يجب على المهندسين التحقق من تصنيف المنطقة الخطرة ، ونطاق الشهادة ، والدوران ، وحماية الحجرة ، والظروف المحيطة بها معًا.

تطبيقات تعديل تتطلب أيضا أداء التحكم

قد تتطلب العمليات الكيميائية التي تنظم التدفق أو الضغط أو درجة الحرارة أو مستوى السائل وضع صمام متناسب بدلاً من التحكم البسيط في فتح / إغلاق.

تسمح أجهزة التشغيل المقاومة للانفجارات DCL من النوع E/GEY4×20mA DC، 1×5V DC، أو 2×10V DCإشارات الدخول وتوفير4×20mA DCردود الفعل الموقع. الخطأ الأساسي الموثق ليس أكثر من± 1%، في حين أن الخطأ المتكرر لا يزيد عن1%.

توفر هذه القيم معايير قابلة للقياس عند تقييم جهاز التشغيل لحلقة التحكم في العملية.

اختيار المحرك حسب ظروف التشغيل الكاملة

يجب أن يتجاوز اختيار جهاز التشغيل الكهربائي للصمامات الكيميائية السؤال البسيط "كم عزم الدوران المطلوب؟"

تسلسل أكثر اكتمالا هو:عزم الدوران الفعلي للصمام → عزم الدوران المسموح به → خطر التشويش → حماية الزائدة على عزم الدوران → تصنيف المنطقة الخطرة → إشارات الطاقة والتحكم → الظروف البيئية.

مجموعة DCL ضد الانفجار تجمععزم الدوران الخارجي القياسي 50 ∼ 3000 Nm ، حماية IP68 ، حماية الاختيارية من الزمن الزائد ، وخيارات التحكم في تعديل 4 ∼ 20mAتسمح هذه المواصفات بالاختيار على أساس متطلبات التشغيل القابلة للقياس بدلاً من المطالبات الواسعة حول الأداء أو الموثوقية.