电动阀选择电动头(又称电动执行器)的核心是匹配阀门的力矩 / 推力需求、控制精度、工况环境及系统通讯协议,需从阀门参数、工况条件、控制功能、安装适配四个维度逐步筛选,确保电动头与阀门形成可靠的控制单元。以下是系统化的选型流程和关键要点:
电动头的核心作用是驱动阀门启闭 / 调节,因此需先获取阀门的核心参数,作为选型的核心依据:
阀门类型与规格
阀门类型:闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、调节阀等(不同阀门的启闭力矩特性差异大,如蝶阀启闭力矩呈 “中间大、两端小”,闸阀为 “启动力矩大、启闭后力矩小”)。
公称通径(DN):如 DN50、DN100、DN300,通径越大,阀门所需驱动力矩 / 推力越大。
公称压力(PN):如 PN16、PN40,压力等级越高,介质对阀门的作用力越大,所需力矩 / 推力也越大。
阀门的力矩 / 推力需求
工况环境直接决定电动头的防护等级、材质及防爆性能,需针对性匹配:
环境防爆等级
防护等级
介质与环境温度
高温工况(介质 / 环境温度>60℃):选用耐高温型电动头,电机和密封件需适配高温(如氟橡胶密封、耐高温漆包线),温度范围通常 - 40℃~+120℃。
低温工况(环境温度<-20℃):需选低温型,配备低温润滑脂、防冻电机,避免部件冻裂或卡阻。
腐蚀性环境(如沿海、酸碱厂区):电动头外壳需选用316 不锈钢或喷涂防腐涂层(如聚四氟乙烯涂层),内部部件需做防腐处理。
电源与供电条件
电动头的控制功能需匹配系统的自动化程度和控制精度,分为开关型和调节型两大类:
开关型电动头(适用于两位式控制)
调节型电动头(适用于比例调节控制)
控制精度:开度控制精度需≤±1%(如 4~20mA 信号对应 0~100% 开度,误差不超过 1%),重复定位精度≤±0.5%。
响应速度:根据工艺需求选择(如快速响应型适用于需要频繁调节的工况,慢速型适用于高压差阀门,避免冲击)。
通讯协议:若需接入 DCS/PLC 系统,需支持Modbus RTU、Profibus DP、HART等协议,实现远程监控和参数调节。
核心功能:可根据控制信号(如 4~20mA、0~10V、Modbus)调节阀门开度(0~100%),实现流量 / 压力的精准控制,适用于调节阀、控制阀等。
关键参数
配套功能:除开关型的基础功能外,还需具备手动 / 自动切换、断电复位(可选,断电时自动回到预设安全位置)、故障诊断(如阀杆卡阻、电机过载报警)。
电动头需与阀门的安装接口、阀杆类型匹配,避免无法安装或传动失效:
安装连接方式
手动操作机构
空间尺寸限制
品牌与质保:优先选择行业成熟品牌(如罗托克 Rotork、奥托克 AUMA、西门子 Siemens、国产瑞基 RAGA),确保产品质量和售后,质保期通常≥18 个月。
附加功能
电池后备:断电时可驱动阀门回到安全位置(如全开 / 全关),适用于紧急切断工况。
就地控制盒:现场可直接操作阀门启闭 / 调节,无需远程指令,方便调试和应急操作。
加热功能:低温工况下,内置加热器可防止电动头内部凝露或冻裂。
| 阀门参数 | 工况条件 | 电动头选型结果 |
|---|
| DN100 PN16 球阀(启动力矩 200N・m) | 化工防爆区(Ex d IIB T4)、户外安装 | 角行程防爆型开关电动头,额定力矩 300N・m,IP67,AC380V,带限位开关 + 力矩保护 |
| DN50 PN40 调节阀(推力 10kN,行程 20mm) | 电厂脱硫(腐蚀性环境)、DCS 调节 | 直行程调节型电动头,推力 15kN,控制信号 4~20mA,Modbus 通讯,316 不锈钢外壳,IP67 |
电动头选型的核心逻辑是 **“先匹配阀门力矩 / 推力,再适配工况环境,最后满足控制与安装需求”**,需预留 1.2~1.5 倍的力矩安全余量,同时兼顾防爆、防护、通讯等功能。若为调节型阀门,需重点关注控制精度和响应速度;若为开关型阀门,优先保障可靠性和过载保护。