Надежные и эффективные пневматические приводы используются компаниями для отказоустойчивой работы, экстремальных условий и критически важных применений без снижения показателей эффективности. Применение данных приводов, особенно в нефтедобывающей отрасли, способствует повышению уровня защиты от утечки в окружающую среду. Кроме того, внедрение данного механизма улучшает рабочие параметры и надежность, что в свою очередь обеспечивает возможности функционирования в среде с критическими параметрами. Особенностью использования привода является автоматизация деятельности производства, в результате которой осуществляется оптимизация процессов и исключаются дорогостоящие потери. Экономичные в обслуживании и компактные в использовании приводы являются надежными механизмами автоматизации арматуры в производственном цикле. Таким образом, во многих технологических отраслях, использование пневматического привода соответствует жестким требованиям их рабочего процесса с одновременным повышением эффективности деятельности.
Следовательно, целью данной работы является расчет оптимального пневматического привода для автоматизации трубопроводной арматуры, основываясь на исходных данных.
Практическая значимость данной работы заключается в детальной интерпретации стимулов применения пневматического привода компаниями. Следовательно, для компаний такое подробное объяснение причин способствует широкому использованию с дальнейшей оптимизацией процессов производства.
Данная работа состоит из четырех глав, в ходе первой главы рассмотрены теоретические аспекты пневматического привода, далее осуществлен расчет трубопроводной арматуры по Kv и в результате был выбран клеточный клапан Fisher ET, основываясь на исходных данных.
Основным результатом является расчет пневматического привода, проведены
расчеты в программном пакете Fisher 2.0. В ходе расчетов был выбран регулирующий клапан Fisher ET клеточного типа с линейным движением штока и равнопроцентной пропускной характеристикой. В дополнении, были определены усилия, действующие на плунжер, и выбрана пружина 14В7136Х012. Кроме того, определен размер привода равным 50. Для подтверждения корректности данных расчетов параметры пневматического привода были определены также в программном пакете Fisher 2.0. и, следовательно, размер привода и модель пружины были выбраны верно. Следующим шагом осуществлялся подбор цифрового позиционера DVC6200 и фильтра-регулятора Fisher 67CFR, а также компрессор по параметрам необходимой подачи и давления.
В ходе проведенной работы, был произведен расчет и выбор оптимального пневматического привода для трубопроводной арматуры , произведен расчет и выбор трубопроводной арматуры, цифрового позиционера, фильтра-реглуятора, компрессора.
При выборе пневматического привода, учитывались следующие критерии: долговечность, надежность, время срабатывания, рабочие усилия, максимальное давление питания. По данным критериями был отброшен мембранный пневматический привод, который имеет меньший рабочий ход и меньшие рабочие усилия. Важно было обеспечить время закрытия рубопроводной арматуры за 12 секунд (положение безопасности Нормально-закрытый), фактическое время составило менее 1 секунды, что в 12 раз меньше требуемого. Был осуществлен выбор цифрового позиционера, который обладает средствами связи по протоколу HART. Данный позиционер легко заменяет существующие аналоговые датчики положения, устанавливаемые на пневматические приводы. Данный контроллер обладает бесконтактной обратной связью по положению, что увеличивает его надежность. Также, были подобран фильтр-регулятор Fisher 67 CFR, который обладает номиналом фильтрации в 5 микрон и имеет внутренний сбросной клапан При подборе компрессора были учтены потери давления по длине, которые составляют 4,53 бар. Данный компрессор обладает осушителем, что предотвращает засорение каналов, образование коррозии, образование конденсата.
Внедрение пневматического привода в производство позволяет автоматизировать процесс регулирования рабочей среды, протекающей в трубопроводе. Пневматический привод дистанционно управляет арматурой, что исключает участие оператора в процессе, его роль сводится только к вводу программы управления и контролю за действиями приборов системы.
