Электроприводы для элеваторов и зернохранилищ: автоматизация задвижек в АПК

Электропривод для элеваторов и зернохранилищ подбирают с учётом трёх факторов, которые редко встречаются одновременно на других объектах: постоянная запылённость воздуха зерновой и мучной пылью, взрывопожароопасность этой пыли при определённой концентрации и широкий перепад температур при сезонной эксплуатации на открытых и полуоткрытых площадках. Ниже разобрано, почему эти условия предъявляют особые требования к приводам задвижек, шиберов и перекидных клапанов на предприятиях АПК, и на что обращать внимание при подборе оборудования.

Почему элеватор — не типовой объект для электропривода

На элеваторах и зерносушильных комплексах электроприводы управляют реечными и винтовыми задвижками, шиберными затворами, перекидными клапанами и заслонками на нориях, конвейерах, силосных корпусах и зерносушилках. С точки зрения арматуры это, как правило, несложные узлы с умеренным крутящим моментом. Но среда эксплуатации — сложная:

• постоянное присутствие в воздухе взвеси зерновой, мучной и комбикормовой пыли;
• оседание слоя пыли на корпусах оборудования, в том числе на самом приводе;
• работа оборудования на открытых эстакадах, в неотапливаемых галереях и башнях нории зимой и летом;
• вибрация от норий, транспортёров и вентиляторов аспирации;
• необходимость частых циклов открытия/закрытия при распределении потоков зерна.

Взрывоопасность зерновой пыли: что нужно знать при проектировании

Зерновая, мучная и комбикормовая пыль относится к горючим пылям, способным образовывать взрывоопасные взвеси с воздухом. Наиболее опасными с точки зрения пылевых взрывов на предприятиях хранения и переработки зерна считаются нории, зерносушилки, дробилки, конвейеры и вентиляторы — именно там чаще всего накапливается мелкодисперсная пыль в замкнутом объёме с ограниченной вентиляцией.

Классификация взрывоопасных зон по горючей пыли в отечественной практике выполняется по ГОСТ IEC 60079-10-2 (ранее — ГОСТ Р МЭК 60079-10-2 / ГОСТ Р МЭК 61241-10), который вводит классы 20, 21 и 22 — по аналогии с газовыми зонами 0, 1, 2:

Важная оговорка: приведённые в таблице примеры — это иллюстрации из текста самого стандарта, а не универсальное правило «силос — всегда зона 20, галерея — всегда зона 22». Конкретное зонирование объекта, протяжённость зон и требуемый уровень взрывозащиты оборудования определяет проектная организация на основании расчёта пожаровзрывоопасности конкретного технологического узла — индивидуально для каждого элеватора или зерносушильного комплекса, с учётом реальной интенсивности пылевыделения, вентиляции и свойств конкретной пыли (температуры тления слоя и воспламенения облака).

Что это значит для выбора электропривода

Если по результатам классификации узел (бункер, циклон, норийная башня, узел пересыпки) отнесён к взрывоопасной зоне по пыли, устанавливаемый там электропривод должен иметь подтверждённое исполнение именно для пылевой взрывоопасной среды, а не только для газовых зон. Это не одно и то же: маркировка и конструктивное исполнение взрывозащиты для пыли (оболочка, препятствующая проникновению и накоплению пыли, ограничение температуры поверхности) отличаются от исполнений, рассчитанных на взрывоопасные газовые смеси. При проектировании важно заранее уточнять у поставщика, какое именно исполнение привода подтверждено документацией для конкретной зоны и класса пыли объекта — не стоит ориентироваться только на формулировку «взрывозащищённое исполнение» без проверки её применимости к пылевым зонам. Принцип расшифровки маркировки взрывозащиты (вид защиты, группа, температурный класс) и порядок сопоставления её с требуемой зоной объекта подробно разобраны в отдельном материале — расшифровка маркировки взрывозащиты электроприводов.

Температурный диапазон и климатическое исполнение на открытых площадках элеватора

Вторая особенность элеваторов — размещение оборудования вне отапливаемых помещений: на эстакадах, в галереях конвейеров, на верхних площадках силосных корпусов и в башнях норий. Зимой привод может работать при отрицательных температурах, летом — нагреваться на солнце до существенно более высоких значений на открытой металлической конструкции, чем температура окружающего воздуха. Для такого режима эксплуатации значение имеют:

• заявленный производителем рабочий диапазон температур окружающей среды для конкретной модели привода (а не только «общепромышленное исполнение» без цифр);
• наличие или возможность установки подогрева внутри корпуса привода для предотвращения конденсации влаги и примерзания механизма при низких температурах;
• качество уплотнений кабельных вводов и крышек корпуса — именно через них пыль и влага чаще всего проникают внутрь при циклах нагрева/охлаждения;
• степень защиты корпуса (IP) — для открытых и пыльных площадок элеватора обычно требуется защита не ниже IP65, а для особо пыльных и влажных узлов рассматривают более высокие степени защиты.

Конкретные предельные значения температурного диапазона, степень защиты и наличие штатного подогрева различаются у разных моделей и серий приводов — для выбранного исполнения это необходимо уточнять по паспорту и технической документации на конкретную модель, а не закладывать в проект по аналогии с другим объектом.

Что учитывать при подборе привода для задвижек и шиберов на элеваторе

При составлении технического задания на электропривод для узла элеватора или предприятия АПК имеет смысл последовательно зафиксировать:

• тип и крутящий момент арматуры (задвижка, шибер, заслонка, перекидной клапан) и требуемое время/частоту циклов открытия-закрытия;
• класс взрывоопасной зоны по пыли (20/21/22) для места установки — по результатам расчёта проектной организации, а не «по умолчанию»;
• температурный диапазон эксплуатации с учётом открытого или полуоткрытого размещения и региона;
• требуемую степень защиты корпуса от пыли и влаги;
• необходимость ручного дублирующего управления (маховик) на случай отключения электропитания или обслуживания;
• способ интеграции в систему управления элеватором — дискретное управление «открыть/закрыть», аналоговое регулирование положения или интеграция по протоколу с диспетчерской системой;
• материал и антикоррозийное покрытие корпуса с учётом абразивного воздействия зерновой и минеральной пыли.

Эти пункты задают исходные данные, по которым поставщик подбирает конкретную серию и исполнение электропривода — отдельно для каждой точки установки, поскольку условия в разных узлах одного элеватора (норийная башня, силосный корпус, открытая эстакада) могут заметно отличаться.

Электроприводы DAUME для объектов АПК: как подбирается исполнение

Для задвижек, шиберных затворов и перекидных клапанов на элеваторах и зерносушильных комплексах подбор электропривода DAUME выполняется индивидуально под параметры конкретного узла: крутящий момент арматуры, класс взрывоопасной зоны (если он присвоен проектом), требуемую степень защиты корпуса и температурный диапазон эксплуатации. Точные характеристики — наличие исполнения для пылевых взрывоопасных зон, предельные температуры, степень защиты конкретной модели — необходимо уточнять по актуальной технической документации на выбранную серию привода, поскольку они зависят от исполнения и могут отличаться у разных моделей линейки.

Смежные темы, полезные при подготовке ТЗ на элеватор: электроприводы для шиберных затворов ГТС и требования ГОСТ Р 55510 к электроприводам.

Итог

Подбор электропривода для элеватора и предприятия АПК — это всегда наложение трёх требований одновременно: исполнение, подтверждённое для пылевой взрывоопасной зоны (если она присвоена проектом), заявленный производителем температурный диапазон под условия открытой или полуоткрытой площадки и степень защиты корпуса, достаточная для постоянной запылённости. Формулировать эти требования стоит по результатам проектного расчёта конкретного объекта, а итоговое исполнение привода — уточнять у поставщика по технической документации на выбранную модель, а не по общим формулировкам каталога.