Подключение задвижки водяного пожаротушения к ШАК Спрут-2 Плазма-Т

Часто необходимо применять электрифицированную задвижку в системе водяного пожаротушения.

Один из самых распространенных вариантов набора оборудования, встречающийся на объекте — это шкаф управления задвижкой из состава оборудования «Спрут-2 Плазма-Т» и четверть оборотная задвижка производства «ГЗ Электропривод».

Как же особенности надо учитывать при подключение задвижки к шкафу управления?

Для управления силовой частью оборудования в составе комплекта оборудования «Спрут-2» предназначен шкаф аппаратуры коммутации (ШАК). То-есть сокращенно в идеологии «Спрут-2» шкаф управления — это ШАК.

Подбор параметров ШАК осуществляется при помощи программы-конфигуратора.

При заказе оборудования нужно внимательно отнестись к фазности оборудования, чтобы не оказалось что задвижка трехфазная, а шкаф может управлять только однофазной задвижкой.

Будем подключать вот эту однофазную задвижку: ЧЕТВЕРТЬОБОРОТНЫЕ электропривод ГЗ-ОФ(К) и электропривод ГЗ-ОФ(М) с двухсторонней муфтой ограничения крутящего момента.

Паспорт на ШАК: SHAK.pdf копия yadi.sk/i/bYKTsdcELWd6hg.

Паспорт на задвижку: 4etvertob.pdf копия yadi.sk/i/BL6FVW6v0zsTcQ.

Типовые схемы подключений.

Казалось бы — какие проблемы, если существуют подробные схемы подключения и даже рекомендации по подключению.

Рекомендации по подключению для управления задвижкой и копия.

Изучив приведенную выше документацию приходим к вот таким схемам подключения однофазной задвижки к шкафу управления однофазной задвижкой.

Типовая схема подключения к шкафу управления из паспорта на ШАК:

Цепи управления из внутренних схем соединения ШАК:

Типовая схема подключения задвижки из паспорта задвижки:

Микровыключатели положения задвижки:

1КВО/1КВЗ Конечные микровыключатели ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО.

1ВМО/1ВМЗ Муфтовые микровыключатели открытия/закрытия.

2КВО/2КВЗ Микровыключатели указателя положения ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО.

Электрозадвижка поставляется с не настроенными кулачками момента срабатывания микровыключателей 1КВО/1КВЗ и 2КВО/2КВЗ — их настройка требует внимания и терпения.

Из схемы соединений внутри задвижки мы видим, что в цепь управления задвижкой включены прерыватели — микровыключатели 1КВО/1КВЗ и 1ВМО/1ВМЗ, которые прекращают движение задвижки.

Конечные микровыключатели 1КВО/1КВЗ требуется настроить и они прерывают цепь питания двигателя при достижении крайних положений.

Муфтовые переключатели 1ВМО/1ВМЗ срабатывают от черезмерного усилия при достижении задвижкой состояния упора и вот как это описано в паспорте задвижки:

Червячный вал силовой передачи сбалансирован с двух сторон тарельчатыми пружинами, которые позволяют обеспечивать допустимую величину крутящего момента, развиваемого электроприводом.

Элементы двухсторонней муфты перегруза позволяют автоматически отключать электродвигатель привода при аварийных ситуациях (по превышению крутящего момента выше номинального).

Не во всех модификациях задвижки присутсвуют муфтовые микровыключатели 1ВМО/1ВМЗ — в маломощных задвижках часто они отсутствуют.

Если неправильно настроить микровыключатели 1КВО/1КВЗ и 2КВО/2КВЗ задвижки без муфтовых микровыключателей 1ВМО/1ВМЗ, то двигатель задвижки может сгореть.

Из схемы соединений ШАК мы видим, что входные клеммы 1-2,3-4 для подключения концевых переключателей задвижки предназначены просто для отключения цепей управления задвижкой. Но ведь обрыв цепи управления уже реализован внутри задвижки.

Таким образом может показаться (и может так и есть), что достаточно просто подключить задвижку к выходу управления задвижкой, замкнув входные клеммы 1-2,3-4 ШАК для концевиков положения задвижки перемычками.

А микровыключатели указателя положения ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО 2КВО/2КВЗ подключить в сигнальные шлейфа прибора управления комплекта «Спрут-2» для диспетчеризации и сигнализации.

Действительно, не помешало бы формировать сигналы «Внимание — задвижка открыта» и «Внимание — задвижка не закрыта» — вдруг кто случайный откроет задвижку и уйдет.

Устройство электропривода

Главными узлами электроприводов серии ГЗ-Г являются:

литой корпус;
маховик ручного дублера, прикрепленный к корпусу;
фланец;
электродвигатель.

Внутри корпуса находится червячный редуктор, вал выходной, моментная муфта, индикатор положения затвора, длиноограничитель хода вала.

Существуют варианты электрических приводов ГЗ во взрывоопасном исполнении в соответствии со стандартом ExdIIBT4. Устройства, обладающие степенью защиты IP65, полностью защищают от сырости и пыли. Перевод с ручного режима к режиму руководства процессом от электропривода для моделей ГЗГосуществляется вручную.

Прибор контроля линий ПКЛ.

Цепи управления задвижкой в противопожарной системе должны обязательно контролироваться.

В составе оборудования Спрут-2 есть специальное устройство для этого — прибор контроля линий.

ПКЛ специально разработан для применения в ШАК и предназначен для контроля исправности цепей подключения электропривода переменного тока.

ПКЛ и обеспечивает реализацию требований ГОСТ 53325-2012:«7.4.1:

ППУ должны обеспечивать выполнение следующих функций:

в) автоматический контроль исправности линий связи (для проводных – на обрыв и короткое замыкание, для радиоканальных, оптиковолоконных и цифровых линий связи – на пропадание связи):

— с исполнительными устройствами систем противопожарной защиты (оповещатели, информационные табло, электроклапаны, пиропатроны, насосы, вентиляторы, электромоторы и т. д);

П р и м е ч а н и е – Контроль исправности линий связи с пиропатронами и исполнительными устройствами систем противопожарной защиты, электропитание которых осуществляется напряжением свыше 150 В, допускается осуществлять только на обрыв.

Паспорт ПКЛ: PKL-16-04-18.pdf

При заказе ШАК или в конфигураторе необходимо указать опцию ПКЛ:

Используемые материалы

От материала, используемого для изготовления электрической запорной арматуры, зависит качество и долговечность прибора. Также он обуславливает будущую область применения.

Зачастую производят вентили, которые сделаны из:

Нержавеющей или оцинкованной стали.
Бронзы.
Чугуна.
Латуни.

У каждого материала есть свои плюсы и минусы, но на функционировании непосредственно самого устройства в технологическом смысле это никак не влияет. В любом случае открытие и перекрытие задвижки будет происходить благодаря электрическому приводу. Обычные вентили из бронзы или латуни являются очень популярными, а те, что имеет электропривод, менее распространены. Зачастую приобретаются чугунные и стальные изделия.

Особенности применения ПКЛ в цепях управления задвижкой с реверсом.

В ШАК ПКЛ подключается непосредственно к выходным клеммам управления задвижкой.

При наличии слабого контрольного тока через обмотки двигателя задвижки на ноль, ПКЛ считает, что линия управления задвижкой в норме.

Вот как подключен ПКЛ к задвижке в ШАК:

Особенно следует уделить внимание тому, что при движении задвижки линия ПКЛ контроля соответствующего направления движения задвижки замыкается на ноль, что исключает контроль этой линии.

Тем самым контролируется только обмотка двигателя задвижки, предназначенная для движения задвижки в противоположном текущему направлении.

То есть если на задвижку подана команда «Закрыть» (в дежурном режиме так и есть), то будет контролироваться только целостность линии для движения в направлении «Открыть».

Задвижка достигнет крайнего положения и будет остановлена.

В зависимости от двух вариантов подключения получится следующая ситуация.

1. Если задвижка будет остановлена по внутреннему переключателю задвижки, то ШАК так и останется в состоянии закрытия задвижки. Реле управления ходом задвижки в направлении закрытия так и останется активированным и будет своими контактами замыкать линию ПКЛ на ноль.

И, несмотря на то, что цепь двигателя будет оборвана внутри задвижки, ПКЛ не зарегистрирует этот обрыв.

Это правильно — зачем контролировать цепь закрытия закрытой задвижки.

2. Если же мы будем прерывать ход задвижки при помощи сигнальных концевых переключателей, подключенных к клеммам 1-2,3-4 ШАК, то реле управления движением выключится для прерывания движения задвижки и тем самым прекратит замыкать на ноль линию контроля ПКЛ.

Но цепь двигателя задвижки не прервется ни выключателями 1КВО/1КВЗ ни 1ВМО/1ВМЗ и тем самым ПКЛ продолжит контролировать целостность целых цепей управления задвижки.

Правильная реализация этой логики работы требует тщательной настройки порядка срабатывания концевых переключателей 1КВО/1КВЗ и 2КВО/2КВЗ.

Разновидности запорной электроарматуры

Электрические запорные клапаны не имеют ограничений по сечению трубопровода. Соединение осуществляется с помощью фланцев.

Конструктивно запирающая арматура подразделяется на:

Дисковую. Перекрывающая мембрана сделана в виде диска, который устанавливается или перпендикулярно, или под каким-либо углом к потоку. Эти устройства очень простые в обслуживании и недорогие. Экономичным вариантом является применение комбинированного типа. Здесь мембрана изготавливается из нержавеющей стали, а все остальные металлические элементы из обычной. Нельзя использовать на трубопроводах с высоким давлением.
Клиновую (она ещё называется конической). Основным элементом механизма является клин, размещённый на выдвижном шпинделе. Применяется для перекрытия труб с «чистым» носителем, так как устройство быстро подвергается коррозии и ломается.
Параллельную. У клапанов есть 2 седла с дисками, которые располагаются параллельно. Бывают шиберные и шланговые типы.

Также механизмы различают по расположению ходового элемента. Существует кран с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Разная конструкция влияет на сферу применения, а также на возможности вентиля.

У выдвижного шпинделя резьба расположена вне корпуса задвижки. Поэтому для монтажа необходим достаточный простор. Но плюсом конструкции является то, что внешние элементы защищены от повреждений внутренней средой.

У невыдвижного типа резьба всегда расположена внутри корпуса задвижки. Такой запорный механизм довольно легко установить в труднодоступном месте и небольшом пространстве. Но если в трубопроводе находится агрессивная среда, то механизм будет постоянно подвергаться её разрушительному действию. Это рано или поздно приведёт к поломке, но ремонт будет осложнён из-за труднодоступности месторасположения задвижки.

Переключение ШАК в ручной режим управления задвижкой.

Из схемы соединений в ШАК цепей управления задвижкой видно, что в режиме «Авт.» цепи управления всегда находятся в состоянии движения задвижки. По сигналу автоматики меняется только направление движения задвижки при помощи реле KZZ: в дежурном режиме при отсутствии команды задвижка закрывается; по команде автоматики задвижка открывается.

Тем самым всегда замкнута на ноль линия контроля ПКЛ, соответствующая направлению движения задвижки.

Но что если управление задвижкой в ШАК будет переведено в режим «Мест.»?

Управление задвижкой внутри ШАК прекратится до подачи команды кнопками на панели ШАК и ни одна из двух линий контроля ПКЛ не будет замкнута на землю.

Таким образом при расцеплении конечными микровыключателями 1КВО/1КВЗ цепей управления двигателем задвижки внутри задвижки и отключением ручного управления ПКЛ зарегистрирует аварию «обрыв цепей управления приводом задвижки».

Что же делать?

Можно не обращать внимание на такой казус, возникающий при стечении трех обстоятельств: ШАК в ручном управлении, задвижка достигла крайнего положения и ручое управление отключено.

Не, можно конечно вообще не заказывать в составе ШАК ПКЛ или замкнуть линии контроля ПКЛ на землю, сымитировав целостность обмотки двигателя задвижки — но это не наш метод.

Принцип работы задвижки, оснащенной приводом

Задвижка с электроприводом работает по известному и простому принципу поворотного диска, в задачи которого вменяется своевременное и надежное сдерживание потока воды или другой жидкости. Так, диск занимает строго перпендикулярное положение относительно оси потока, причем делает это после получения соответствующего сигнала. В разных конфигурациях возможны варианты оснащения возвратной пружиной, но есть модели и без нее.
Рабочий механизм расположен внутри корпуса, состоит он из двух (как правило) седел, установленных либо параллельно, либо под углом относительно друг друга. Для надежности в положении «закрыто» присутствуют специальные уплотнители, которые осуществляют дополнительную герметизацию затвора.

Сам затвор также движется, только само движение осуществляется за счет штока или шпинделя (в разных моделях отличается). Шпиндель же в комплекте с ходовой гайкой – это не что иное, как резьбовая пара, в задачи которой вменяется осуществление рабочего перемещения самого затвора в необходимых вариантах.

Подключение задвижки к ШАК с исключением аварии целостности линий.

1 способ.

Внешнюю остановку движения задвижки по достижению крайних положений все-таки придется осуществлять при помощи специально предназначенных входов ШАК 1-2,3-4.

Микровыключатели указателя положения 2КВО/2КВЗ подключаются к входам 1-2,3-4 ШАК, как и показано на типовых схемах.

При этом не будет возможности диспетчеризации состояния задвижки. Не откуда будет снять эти сигналы — ШАК не генерирует логических состояний по входам 1-2,3-4 концевых положений задвижки.

Кроме того, необходимо настроить моменты срабатывания концевых выключателей таким образом, чтобы выключатели 1КВО/1КВЗ, вызывающие сигнал аварии, срабатывали позже чем 2КВО/2КВЗ, прекращающие ход задвижки.

Настройка микровыключателей опять не будет простой.

А ведь нам необходимо еще настроить все эти микровыключатели так, чтобы задвижка еще не пропускала воду после прекращения движения от срабатывания микровыключателя 2КВЗ.

Это все может оказаться невыполнимым в необходимый промежуток наладочных работ и не работать надежно.

Как вариант — забить на полное перекрытие воды наверняка и потребовать от персонала ручного дотягивания задвижки в закрытое состояние после каждого срабатывания или опробования системы пожаротушения.

2 способ.

Внутренние цепи управления задвижкой собраны на той же самой клемме, к которой осуществляется коммутация внешних цепей управления и контроля.

Поэтому есть возможность изменения схемы соединений таким образом, чтобы разделить цепи микровыключателей ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО 1КВО/1КВЗ и муфтовых микровыключателей 1ВМО/1ВМЗ (если модификация задвижки без муфтовых микровыключателей, то цепи уже будут разъединены).

Муфтовые микровыключатели 1ВМО/1ВМЗ останутся в цепи питания двигателя задвижки и будут аварийными прерывателями хода: их срабатывание будет формировать аварию «обрыв цепей управления приводом задвижки».

Конечные микровыключатели ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО 1КВО/1КВЗ будут подключены ко входам контроля положения задвижки 1-2,3-4 ШАК.

Микровыключатели указателя положения ОТКРЫТО/ЗАКРЫТО 2КВО/2КВЗ будут сигнальными и подключенными в шлейфа прибора управления для формирования сигналов «Внимание-задвижка не закрыта/открыта».

Преимущества и недостатки

К достоинствам задвижек с электрическим приводом можно отнести:

Возможность оперативной регулировки потока рабочей среды в трубопроводе.
Автоматическое управление.
Закрытие и открытие запорного механизма в арматуре любого Ду без применения физических усилий.
Дистанционное управление потоком рабочей среды, установка в труднодоступных для человека местах.
Стойкость к коррозии.
Устойчивость к гидравлическим ударам.
Простота управления через шкаф или пульт ДУ.

Имеются и недостатки. Например, такая арматура требует бесперебойной подачи электроэнергии для функционирования. Есть вероятность разгерметизации при использовании некачественных прокладок.

Технические характеристики

При выборе модели учитывают, в каких условиях она будет эксплуатироваться (в помещении, на улице или под навесом). Если в маркировке есть буква «У» и цифры 1 или 2, оборудование используют при температуре окружающей среды от −40°С до +40°С. Обозначение «УХЛ» говорит о возможности применения аппаратуры при температуре от −60°С до +40°С. В южных регионах устанавливают приборы с маркировкой «Т». Они могут функционировать при температуре от −10°С до +50°С. У каждого климатического исполнения есть некоторый температурный запас.

Диаметр арматуры выбирают в соответствии с особенностями трубопровода. Минимально этот показатель составляет 40 мм, а максимально — 600 мм и более. Для самого небольшого стандартного прибора максимальный момент составляет 60 Н-м, номинальный ток — 1,7 А. Самый габаритный агрегат имеет максимальный момент 1000 Н-м, а номинальный ток — 7,6 А. В таблице далее приведены основные характеристики существующих моделей:

Наименование	Ду	Материал корпуса	Pn (РУ)	Рабочая среда	Цена, тыс. руб.
30с541нж	300-1000	Сталь	16	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	85-955
30с941нж	50-1000	Сталь	16	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	4,2-890
30с564нж	300-1000	Сталь	16	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	70-1044
30с964нж	50-1000	Сталь	16	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	5,8-938
30с515нж	50-400	Сталь	16	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	5,5-104
30с999нж	50-250	Сталь	25	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	6,3-37,9
30с915нж	50-400	Сталь	40	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	6-200
30с576нж	50-400	Сталь	63	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	11-279
30с976нж	50-400	Сталь	63	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	9,6-355
30ч906бр	50-400	Чугун	10	Вода пар, газообразные среды, нефтепродукты	2,8-23,5
30ч915бр	50-1400	Чугун	10	Вода пар	148-1597
30ч925бр	50-1600	Чугун	2,5	Вода пар	132,5-2211
31ч917бк	50-400	Чугун	10	Вода пар	4,6-70
30лс964нж	50-400	Легированная	25	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	6,8-189
30лс915нж	50-400	Легированная	40	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	8,5-373
30лс976нж	50-400	Легированная	63	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	13-405
30лс941нж	50-1200	Легированная	16	Вода пар, нефтепродукты, неагрессивные вещества (газ, жидкость)	6,5-457
30нж941нж	50-500	Нержавейка	16	Вода пар, нефтепродукты, агрессивные вещества, кислоты	18-833
30нж915нж	50-600	Нержавейка	40	Вода пар, нефтепродукты, агрессивные вещества, кислоты	23,2-1778
30нж976нж	50-500	Нержавейка	64	Вода пар, нефтепродукты, агрессивные вещества, кислоты	33-1151

Затворы

Это наше устройство более функционально. Оно закрывает и регулирует поток.

Применимо для трубопроводов большого диаметра.

Самый распространенный вариант – дисковый затвор.

Для контроля положения затворов предусматривают Устройство положения для дисковых затворов.

Диаметр поперечного сечения трубы соответствует диаметру диска.

Вращательный механизм запирания, управляемый вручную с рукоятки или дистанционно через ПУ (при высоком давлении).

При слишком сильном давлении в системе пожаротушения устройство не применимо.

Неплохой компанией, специализирующейся на производстве затворов этого и других видов, является ЗАО «АРМАТЭК».

Данный вид арматуры широко используется.

Теплоснабжение.
Водоснабжение.
Газоснабжение и вентиляция.
Пожаротушение.
Специальные условия: доставка ГСМ и пр.

Что же выделяем затворы из остальных видов электроарматуры? Они отличительны тем, что:

при ремонте сможем быстро заменить основные компоненты;
имеют малый вес, габариты и простую внутреннюю конструкцию.
можно использовать их в трубопроводах большого диаметра.

Недостатком считаем то, что в состоянии «открыто», диск закрывает часть отверстия и понижает пропускную мощность.

Также приходится прикладывать большую силу к рукоятке из-за небольшого крутящего момента конструкции.

Классифицируем затворы так.

В качестве запирающего элемента – линзовые поверхности или плоский диск.
Материал изготовления – частые варианты чугун и сталь.
Изнутри могут отделываться резиновыми вкладышами или не иметь отделки.
Разный диаметральный размер проходного отверстия.

Управление схоже с шаровым краном. Некоторые затворы имеют маховик или редуктор для увеличения силы, прилагаемой к рукояти.

Особенности монтажа

Монтаж электрической арматуры зачастую выполняется только квалифицированными бригадами. Перед началом проведения установки устройство нужно расконденсировать, убрать лишний смазочный материал, а также удалить заглушки и проверить работоспособность. Все технические параметры, прописанные в паспорте изделия, должны полностью соответствовать данным трубопровода.

Монтаж можно выполнять как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Не рекомендуется устанавливать арматуру в перевёрнутом виде, так как возле штока будет собираться грязь, а это постепенно приведёт к заклиниванию шпинделя. Клапанам с электрическим приводом диаметром более 10 см нужно оборудовать дополнительную неподвижную опору.

Подключение устройства к трубопроводам напрямую зависит от материала, из которого оно выполнено. Например, чугунную задвижку подсоединяют с помощью фланцев. Для этого к торцам труб придётся приварить такие же отвлечённые элементы. Это соединение благодаря болтам и резиновой прокладке обеспечивает высокую герметичность. Нельзя компенсировать дефекты сварки с помощью добавления дополнительных уплотнителей.

После завершения монтажа начинается сборка блока управления механизма. Он включает в себя элементы автоматики, а также силовую часть. Первые подают сигнал от кнопки на привод. Силовая часть размещается в электрошкафу, установленном возле клапана. Последним этапом будет проверка всех видов управления.

Гидравлические испытания выполняются уже на подключённой конструкции. Нельзя устранять обнаруженные дефекты при помощи подтягивания болтов. Монтаж может считаться завершённым только после проведения всех проверок.