礦用電動閘閥作為礦山安全生產的關鍵設備,選型正確與否直接關系到系統的安全性和可靠性。
一、核心選型要素
1、防爆等級與安全認證
防爆等級匹配:根據使用環境的爆炸性氣體或粉塵等級選擇對應防爆等級的閘閥。防爆型產品分為dI和dIIBT4兩種類型,dI適用于煤礦非采掘工作面,dIIBT4用于工廠環境,適用于環境為IIA、IIB級T1~T4組的爆炸性氣體混合物。
安全認證:必須選擇具有有效MA煤安標志證書的產品,確保合法性和安全性。防爆型防護等級需達到IP68,通過國家防爆電氣產品測試中心檢定并取得防爆合格證。
2、閥門材質選擇
閥體材質:根據介質性質、溫度、壓力選擇。輸送腐蝕性介質時優先選用不銹鋼材質;高溫高壓介質需采用鑄鋼材質;對于耐磨性要求高的場合,可采用鈷鉻鎢硬質合金等離子噴焊密封面。
密封材質:聚四氟乙烯(PTFE)耐腐蝕且摩擦系數低,適用于多種介質;橡膠密封彈性好,常用于常溫低壓場合;金屬密封耐高溫高壓,適用于強腐蝕性介質。
3、壓力與溫度參數
公稱壓力:閘閥的額定壓力需大于管道系統的工作壓力,常用范圍為PN1.6~16.0MPa,特殊工況可達PN300Kg。
工作溫度:額定溫度需滿足介質最高溫度要求,標準產品工作溫度范圍為-29℃~550℃,特殊材質可適應更高溫度。
4、流量與通徑匹配
根據管道系統流量需求選擇合適通徑的閘閥。通徑越大,所需驅動力越大,需確保電動執行機構輸出扭矩能滿足閥門啟閉要求,避免因扭矩不足導致操作失敗。常用通徑范圍為DN15~1800mm。
二、電動執行機構選型
1、輸出扭矩計算
輸出扭矩需大于閥門開啟和關閉所需最大扭矩,并根據閥門口徑、壓力、介質等因素計算扭矩需求,選擇扭矩儲備充足的執行機構。執行機構應配備轉矩控制機構、過載保護功能。
2、電源電壓選擇
常用電源電壓為AC380V或660V,適應礦山電網。需根據現場供電條件選擇合適的電壓等級,并確保具備缺相保護功能。
3、控制方式選擇
根據系統需求選擇開關型或調節型,調節型適用于流量、壓力等參數控制場景。支持4~20mA反饋信號、總線通訊(如Modbus)、PLC控制等智能化控制方式。
4、防護等級
執行機構防護等級需達到IP55以上,隔爆型產品防護等級為IP68,確保在潮濕、粉塵等惡劣環境下可靠運行。
三、工況條件匹配
1、介質特性分析
- 水、蒸汽、油品:常規介質,選用碳鋼或不銹鋼材質即可滿足要求。
- 腐蝕性介質:如酸、堿、氨、尿素、含硫天然氣等,需選用不銹鋼或特殊合金材質,密封面采用硬質合金堆焊。
- 含固體顆粒介質:如礦漿、泥漿等,需選用耐磨材料,密封面采用鈷鉻鎢硬質合金,閥桿采用滲氮鋼表面氮化處理。
2、安裝環境考慮
- 空間限制:根據現場空間大小選擇結構緊湊的閘閥,優先選擇一體式設計。
- 安裝位置:閥門可安裝在管道的任何位置,但雙閘板閘閥應垂直安裝(閥桿處于垂直位置)。
- 操作頻率:頻繁啟閉場景需選用耐磨、密封性能好的電動驅動;手動驅動適用于低頻操作或應急場景。
3、自動化需求
- 遠程控制:需與DCS系統銜接,實現煤礦井下水泵房的自動化控制,支持遠程/就地操作切換。
- 狀態監測:先進的電動執行器應帶有閥位開度反饋信號(4-20mA)、過扭矩保護、故障報警等功能,便于監控和運維。
四、選型流程總結
1、確定使用場景:明確安裝位置、介質類型、操作頻率等基礎信息;
2、匹配防爆等級:根據環境爆炸性氣體等級選擇對應防爆類型;
3、選擇材質:根據介質特性、溫度、壓力確定閥體和密封材質;
4、計算參數:確定公稱壓力、通徑、扭矩需求等關鍵參數;
5、配置執行機構:選擇適合的電源電壓、控制方式、防護等級;
6、驗證認證:確認產品具有MA煤安證和防爆合格證;
7、考慮擴展功能:根據系統需求選擇是否配置手動操作機構、位置指示器等輔助功能;
通過系統化選型方法,可確保礦用電動閘閥在復雜工況條件下安全、可靠、高效運行,為礦山安全生產提供有力保障。