Выбор между шаровым краном с электроприводом и краном с пневматическим приводом — одна из ключевых задач при проектировании и модернизации систем автоматизации трубопроводов. Оба типа приводов широко применяются в промышленности, энергетике, коммунальной инфраструктуре, в системах водоснабжения и отопления. Однако особенности объекта, требования по скорости срабатывания, точности регулирования и условия эксплуатации приводят к разным решениям.
В этой статье рассматривается выбор привода для шарового крана с точки зрения технических характеристик, требований к инфраструктуре, стоимости владения и областей применения. Отдельное внимание уделяется тому, когда выбрать электропривод рациональнее, чем пневматический привод, а также в каких случаях пневматика остаётся предпочтительным вариантом.
Задачи автоматизации трубопроводов
Автоматизация трубопроводной арматуры позволяет обеспечить дистанционное управление, интеграцию в системы диспетчеризации и АСУ ТП, а также реализовать функции аварийной защиты и регулирования технологических параметров.
Шаровые краны с приводом применяются в:
- системах водоснабжения и водоотведения;
- тепловых пунктах и системах отопления;
- технологических трубопроводах в химической и пищевой промышленности;
- объектах нефтегазовой отрасли;
- энергетических установках.
Наиболее распространённые решения для автоматизации трубопроводов — шаровые краны с электрическим приводом и с пневматическим приводом. Вопрос «электрический или пневматический привод, что лучше» корректнее формулировать как: какой тип привода оптимален для конкретных условий эксплуатации и требований к системе.
Электрический привод на шаровом кране: особенности и преимущества
Электропривод преобразует энергию электрического тока в механический момент, передаваемый на шток шарового крана через редуктор. Привод может работать в режимах “открыт/закрыт” или обеспечивать промежуточное позиционирование для регулирования расхода.
Основные преимущества электропривода
К ключевым преимуществам относятся:
- Отсутствие сжатого воздуха как инфраструктурного требования. В большинстве случаев на объекте уже присутствует электропитание, тогда как системы сжатого воздуха могут отсутствовать. Это делает электропривод логичным решением, особенно при небольшом количестве автоматизированных кранов.
- Удобство интеграции в системы управления: электропривод легко подключается к контроллерам по дискретным или аналоговым сигналам, а также по цифровым интерфейсам.
- Высокая точность регулирования электропривода. Модели с позиционированием позволяют задавать промежуточные положения по сигналу 4–20 мА, 0–10 В и получать устойчивый режим регулирования расхода или температуры.
- Относительно низкое энергопотребление электропривода (кран): значительная часть энергии расходуется в момент переключения, в фиксированном положении потребление часто минимально.
- Широкое применение в инженерных системах зданий. Применение электроприводов в отоплении, системах вентиляции и кондиционирования стало базовым решением благодаря простоте подключения к BMS и отсутствию потребности в пневмосети.
Таким образом, во многих случаях, особенно в инженерных системах зданий и на небольших объектах, именно электропривод является базовым вариантом при выборе типа привода для шарового крана.
Ограничения и условия применения
При выборе электропривода необходимо учитывать:
- Скорость срабатывания. В большинстве исполнений электрический привод срабатывает медленнее пневматического. Если требуется очень быстрое закрытие (например, в аварийных схемах), этот фактор может быть критичным.
- Условия окружающей среды: температура, влажность, наличие агрессивных факторов. При неблагоприятных условиях требуется повышенная степень защиты корпуса, грамотный выбор кабельных вводов и, при необходимости, исполнение для низких температур.
- Необходимость учёта требований по электробезопасности и возможной взрывозащите в отдельных зонах.
Пневмопривод на шаровом кране: области применения
Пневматический привод использует энергию сжатого воздуха для поворота шарового крана. В сочетании с пневмоарматурой и воздухоподготовкой он обеспечивает быстрое и надёжное переключение.
Преимущества пневматического привода
Основные сильные стороны:
- Высокая скорость срабатывания пневмопривода. Время переключения может составлять доли секунды, что важно для аварийных систем отсечки, быстрого отключения подачи среды и других критичных операций.
- Хорошая приспособленность к работе в тяжёлых условиях, при вибрациях и больших перепадах температур.
- Возможность применения во взрывоопасных средах. Пневмопривод часто оказывается предпочтительным именно в таких зонах, поскольку электрическая часть сведена к минимуму (электромагнитные клапаны, датчики в соответствующем исполнении).
Ограничения и инфраструктурные требования
Основной ограничивающий фактор — необходимость наличия системы сжатого воздуха:
- компрессор(ы);
- ресиверы;
- магистрали;
- фильтры, осушители, блоки подготовки воздуха.
При небольшом количестве приводов и отсутствии других пневмопотребителей создание такой инфраструктуры часто экономически нецелесообразно. Кроме того, утечки воздуха и обслуживание компрессорного оборудования увеличивают суммарные эксплуатационные затраты.
Сравнение характеристик электропривода и пневмопривода
Для корректного выбора полезно выполнить сравнение характеристик электропривода и пневмопривода по основным параметрам.
