Как выбрать позиционер регулирующего клапана

Позиционер регулирующего клапана — устройство, которое управляет положением задвижки в зависимости от входного управляющего сигнала. Он получает сигнал от системы автоматического управления и точно устанавливает шток в заданное положение, компенсируя трение, колебания давления и прочие внешние воздействия. Без позиционера невозможно точно регулировать расход, давление или температуру рабочей среды в трубопроводной системе. При неправильной настройке или несовместимости устройства с системой автоматизации возможно залипание клапана, рассинхронизация и аварийные ситуации.

Принцип работы позиционера регулирующего клапана

Устройство состоит из корпуса с пневматическими или электропневматическими каналами, мембранами, пружинами, кулачком или рычажным механизмом обратной связи, соплом с заслонкой, а также сигнальным входом. В автоматизированных системах присутствуют электронный блок управления, микропроцессор, датчики положения и цифровой интерфейс для настройки и диагностики.

Работа позиционера заключается в сравнении заданного значения и фактического положения регулирующего элемента и точной корректировке до совпадения. Это обеспечивает быструю и точную реакцию клапана. Принцип работы позиционера:

1. Устройство получает входной управляющий сигнал (например, 4–20 мА или 0–10 В) от контроллера.
2. Электропозиционер сравнивает сигнал с текущим положением штока задвижки через обратную связь.
3. При отклонении устройство подает управляющее воздействие на привод (пневматический, электрический или электропневматический).
4. Клапан изменяет свое положение до тех пор, пока разница между сигналом и фактическим положением не станет минимальной.
5. Устройство фиксирует новое положение и обеспечивает постоянную корректировку при изменении условий среды (давление, температура, сопротивление).

Как выбрать позиционер регулирующего клапана

Выбор позиционера зависит от условий эксплуатации, характеристик процесса и типа регулирующего клапана. Критерии выбора:

• тип управляющего сигнала. Если система отдает 4–20 мА или 0–10 В, нужен электрический или интеллектуальный позиционер. Где используется пневматический сигнал (0,2–1 бар) — подходит пневматическое устройство;
• тип привода. Пневматический управляется подачей давления — требуется пневматическое или электропневматическое устройство, регулирующее давление в управляющих камерах привода. Электропневматический привод комбинирует электрическое управление и пневматическое усилие — нужен электропневматический позиционер, преобразующий электрический сигнал в изменение давления. Электрический привод используется с электрическими устройствами без пневматики, требует точного согласования характеристик (момент, ход, угол);
• среда и условия эксплуатации. Для агрессивной среды, взрывоопасных зон, температур от -40 до +80 °C подходят герметичные электропозиционеры с антикоррозионной защитой и взрывозащитой (Ex d, Ex ia);
• рабочее давление. На входе должно быть на 0,5–1 бар выше минимального управляющего давления привода затвора. Рекомендованная рабочая среда — сжатый воздух без добавления смазки. Концентрация твердых частиц — не более 5 мг/м³, не более 10 мг/м³ (воздух со смазкой);
• класс точности. Выражается в процентах от полного хода клапана. Для прецизионных задач (химия, фармацевтика, энергетика) требуется точность 0,1–0,3%. Для грубых процессов (вода, сточные воды) допустима точность до 1%;
• наличие функций самодиагностики и дистанционного управления. Важны для котельных установок, паровых и газовых турбин, газораспределительных станций, нефтехранилищ, реакторов, испарителей, автоматизированных линий дозирования и смешивания в фармацевтике, канализационных коллекторов, агрегатов обжига и плавки. Во всех этих сферах самодиагностика позволяет выявить заклинивание клапана, отследить износ уплотнений, определить отклонение от заданной характеристики, вовремя запланировать техобслуживание. Функции дистанционного управления через HART, Profibus или FOUNDATION Fieldbus позволяют не только получать информацию, но и настраивать позиционер удаленно.