パイプライン設計において、電動弁の適切な選定は、使用要件を満たすための保証条件の一つです。使用する電動弁が適切に選定されていない場合、使用に支障をきたすだけでなく、悪影響や深刻な損失をもたらす可能性があります。したがって、パイプライン設計においては、電動弁の適切な選定が不可欠です。
電動バルブの動作環境
配管パラメータに注意を払うことに加えて、電動弁の運転環境条件にも特に注意を払う必要があります。なぜなら、電動弁内の電気機器は電気機械装置であり、その動作状態は運転環境に大きく影響されるからです。通常、電動弁の運転環境は以下のとおりです。
1. 屋内設置または保護措置を講じた上での屋外使用。
2. 屋外設置、風、砂、雨、露、日光などの浸食を受ける。
3. 可燃性または爆発性のガスや粉塵が存在する環境であること。
4. 湿潤熱帯環境、乾燥熱帯環境。
5. パイプライン内の媒体の温度が480℃以上である。
6. 周囲温度が-20℃以下であること。
7. 水浸しになりやすい。
8. 放射性物質が存在する環境（原子力発電所および放射性物質試験装置）
9. 船舶またはドックの環境（塩水噴霧、カビ、湿気など）。
10. 激しい振動が発生する場合。
11. 火災が発生しやすい状況。
上記環境における電動弁は、電気機器の構造、材質、保護対策がそれぞれ異なります。したがって、上記使用環境に応じて適切な弁用電気機器を選定する必要があります。
電気の機能要件バルブ
エンジニアリング制御要件によれば、電動弁の制御機能は電気機器によって行われます。電動弁を使用する目的は、弁の開閉および調整の連動を、手動操作を伴わない電気制御またはコンピュータ制御で実現することです。今日の電気機器は、単に人件費を削減するためだけに用いられるものではありません。メーカーによって製品の機能や品質に大きな違いがあるため、電気機器の選定と弁の選定は、プロジェクトにおいて同等に重要です。
電気の電気制御バルブ
産業オートメーションの要求が継続的に向上するにつれて、一方では電動バルブの使用が増加し、他方では電動バルブの制御要求はより高度かつ複雑化しています。そのため、電気制御の観点からの電動バルブの設計も常に更新されています。科学技術の進歩とコンピュータの普及・応用に伴い、新しい多様な電気制御方法が次々と登場するでしょう。電気制御の全体的な制御のためにバルブ電動バルブの制御モードの選択には注意が必要です。例えば、プロジェクトのニーズに応じて、集中制御モードを使用するか、単一制御モードを使用するか、他の機器と連携させるか、プログラム制御またはコンピュータプログラム制御を適用するかなど、制御原理が異なります。バルブ電気機器メーカーのサンプルには標準的な電気制御原理しか記載されていないため、使用部門は電気機器メーカーと技術開示を行い、技術要件を明確にする必要があります。また、電動バルブを選択する際には、追加の電動バルブコントローラを購入するかどうかを検討する必要があります。一般的に、コントローラは別途購入する必要があるためです。ほとんどの場合、単一制御を使用する場合は、コントローラを購入する必要があります。これは、ユーザーが設計・製造するよりも、コントローラを購入する方が便利で安価だからです。電気制御性能がエンジニアリング設計要件を満たせない場合は、メーカーに修正または再設計を提案する必要があります。
バルブ電動装置は、バルブのプログラミング、自動制御、遠隔制御*を実現する装置であり、その動作プロセスはストローク量、トルク、または軸方向推力によって制御できます。バルブアクチュエータの動作特性と利用率は、バルブの種類、装置の動作仕様、配管または機器上のバルブの位置によって異なるため、過負荷（動作トルクが制御トルクよりも大きい）を防ぐためには、バルブアクチュエータの適切な選択が不可欠です。一般的に、バルブ電動装置を適切に選択するための基準は次のとおりです。
作動トルクはバルブの電気機器を選定する際の主要なパラメータであり、電気機器の出力トルクはバルブの作動トルクの1.2～1.5倍である必要があります。
推力弁電動装置を動作させるための主な機械構造は2種類あります。1つは推力板を装備せず、トルクを直接出力する構造、もう1つは推力板を構成し、出力トルクを推力板内のステムナットを介して出力推力に変換する構造です。
バルブ電気装置の出力軸の回転数は、バルブの公称直径、ステムのピッチ、およびねじの数に関係しており、M=H/ZS に従って計算する必要があります (M は電気装置が満たすべき総回転数、H はバルブの開度、S はバルブステム伝達部のねじピッチ、Z はバルブステムのねじ頭の数です)。バルブ幹）。
電動装置が許容するステム径が、装備するバルブのステムを通過できない場合、電動バルブとして組み立てることはできません。したがって、アクチュエータの中空出力軸の内径は、オープンロッドバルブのステムの外径よりも大きくなければなりません。部分回転バルブや多回転バルブのダークロッドバルブについては、バルブステム径の通過問題は考慮されていませんが、組み立て後に正常に動作するように、バルブステムの直径とキー溝のサイズも選定時に十分に考慮する必要があります。
出力速度弁の開閉速度が速すぎると、ウォーターハンマーが発生しやすくなります。したがって、使用条件に応じて適切な開閉速度を選択する必要があります。
バルブアクチュエータには独自の特別な要件があり、トルクまたは軸方向の力を定義できる必要があります。通常バルブアクチュエータはトルク制限カップリングを使用します。電気機器のサイズが決定されると、その制御トルクも決定されます。通常、所定の時間で運転すれば、モータは過負荷になりません。ただし、次の状況が発生すると、過負荷につながる可能性があります。1つ目は、電源電圧が低く、必要なトルクが得られないため、モータの回転が停止する場合。2つ目は、トルク制限機構を誤って調整して停止トルクよりも大きくし、結果としてトルクが継続的に過剰になり、モータが停止する場合。3つ目は、断続的に使用され、発生する熱蓄積がモータの許容温度上昇値を超える場合。4つ目は、トルク制限機構の回路が何らかの理由で故障し、トルクが大きくなりすぎる場合。5つ目は、周囲温度が高すぎるため、モータの熱容量が低下する場合です。
従来、モーターの保護方法としては、ヒューズ、過電流リレー、サーマルリレー、サーモスタットなどが用いられていましたが、これらの方法にはそれぞれ長所と短所があります。電気機器などの可変負荷機器には、信頼できる保護方法がありません。そのため、様々な組み合わせを採用する必要があり、それらは大きく2種類に分けられます。1つはモーターの入力電流の増減を判定する方法、もう1つはモーター自体の発熱状態を判定する方法です。いずれの方法においても、モーターの熱容量に与えられた時間的余裕を考慮に入れる必要があります。
一般的に、過負荷に対する基本的な保護方法は以下のとおりです。モーターの連続運転またはジョグ運転に対する過負荷保護にはサーモスタットを使用します。モーターの回転子停止保護にはサーマルリレーを採用します。短絡事故にはヒューズまたは過電流リレーを使用します。
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投稿日時：2024年11月26日
