低耗氣量定位器與控制閥耗氣量的確定

摘要：新結(jié)構(gòu)的電/氣閥門定位器耗氣量較小，如果以定位器耗氣量來確定整個(gè)控制閥的耗氣量，應(yīng)當(dāng)采用現(xiàn)今的新穎結(jié)構(gòu)的定位器，其儀表耗氣量可低至原來估算的1/2即可。

關(guān)鍵詞: 電/氣閥門定位器；穩(wěn)態(tài)耗氣量；動(dòng)態(tài)耗氣量；儀表氣源裝置容量

1 各型號(hào)的電/氣閥門定位器耗氣量

    氣動(dòng)薄膜控制閥、氣缸閥還是當(dāng)前世界上主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果是調(diào)節(jié)式，還需配定位器，因此電/氣閥門定位器耗氣量的節(jié)能是一個(gè)設(shè)計(jì)中要注意的問題，因?yàn)椴煌暮臍饬抗浪闶寡b置儀表空壓機(jī)的容量確定相差懸殊，從各種定位器樣本看，由于單位不一樣，狀態(tài)不一樣，差別很大，從表面看會(huì)相差8倍之多，如果100只閥門，供氣量會(huì)相差很大（見表1）。

2 完整的耗氣量表示法

    按工業(yè)自動(dòng)化儀表術(shù)語《通用術(shù)語》，對(duì)耗氣量的定義為，耗氣量：穩(wěn)態(tài)時(shí)，儀表在工作范圍內(nèi)所消耗氣體的Z大流量。因此完整的耗氣量表示法，與供氣壓力、流量、輸出開度等表示方法均有關(guān)系。如常儀儀表的EP-4000電/氣閥門定位器樣本所示：單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在140kPa氣源壓力，輸出為50%時(shí)，耗氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀況）5L/min。

  3 定位器耗氣量小的點(diǎn)與缺點(diǎn)

    3.1 節(jié)能

    控制閥耗氣量包括定位器耗氣量和執(zhí)行機(jī)構(gòu)薄膜（氣缸）的耗氣量。定位器耗氣量小必然使控制閥總的動(dòng)態(tài)耗氣量小。因此在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)能使供氣減少，從而節(jié)能。如有100只閥門在穩(wěn)態(tài)時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)狀況），每只定位器1h內(nèi)耗氣量為1m3/h；則總耗氣量為100m3/h，而每只定位器耗氣量為0.5m3/h；則只用50m3/h；在1m3/h內(nèi)明顯節(jié)約儀表空氣50m3。

    3.2 儀表結(jié)構(gòu)要求

    定位器耗氣量小，對(duì)定位器的結(jié)構(gòu)與加工度要求。這是某些定位器在制造時(shí)，為了保證儀表性能而寧可讓耗氣量大一點(diǎn)的原因。

    3.3 定位器耗氣量要小 但要保證閥門動(dòng)作

      閥門動(dòng)作快慢，取決的因素很多。定位器的功率放大器的能力是閥門動(dòng)作快慢的決定因素。如果定位器耗氣量太小，則要考慮是否影響閥門動(dòng)作速度。特別是大閥門的動(dòng)作速度。

 4 各種結(jié)構(gòu)的閥門定位器都有一個(gè)合適的耗氣量

    從目前的調(diào)查看，各種電/氣閥門定位器的耗氣量均與結(jié)構(gòu)有關(guān)。其趨向亦不是耗氣量越來越小，而是一個(gè)合適的耗氣量。從表1可知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，Fisher DVC500耗氣量為300L/h，而發(fā)展到DVC600型時(shí)耗氣量為600L/h，Neles ND800耗氣量為800L/h，而發(fā)展到ND-900型時(shí)耗氣量為400L/h。

 5 控制閥耗氣量要考慮動(dòng)態(tài)耗氣量

控制閥結(jié)構(gòu)如圖1所示，當(dāng)控制閥穩(wěn)態(tài)在某一開度時(shí)，僅定位器耗氣，其耗氣量只需考慮定位器的耗氣量。當(dāng)控制閥動(dòng)作而開度改變時(shí)，閥桿上下運(yùn)動(dòng)，膜片上下動(dòng)作，使薄膜室內(nèi)空氣排出，這部分動(dòng)態(tài)的排出氣量決定于閥的動(dòng)作大小及頻繁程度，并與薄膜頭大小有關(guān)，不管使用任何定位器，這部分膜頭的耗氣量總是一樣的。因此控制閥耗氣量等于定位器耗氣量+執(zhí)行機(jī)構(gòu)耗氣量。特別在開停車時(shí)以及系統(tǒng)波動(dòng)大時(shí)，閥門動(dòng)作大且頻繁，薄膜要進(jìn)氣/放氣，要考慮足夠大的閥門用氣，不能因定位器耗氣量小而將整個(gè)控制閥耗氣量估得太小。

從筆者的調(diào)查來看，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，對(duì)薄膜式控制閥一般可作如下考慮：原產(chǎn)控制閥每臺(tái)耗氣按1m3/h估算即可;但隨著進(jìn)口閥門定位器結(jié)構(gòu)的變化，不少閥門定位器在穩(wěn)態(tài)時(shí)的耗氣量大大低于1m3/h，但由于閥門的耗氣量是定位器與薄膜（氣缸）的耗氣量兩者之和，用戶可按0.5～1m3/h估算，并針對(duì)同一裝置內(nèi)不同閥門定位器的耗氣總量計(jì)算。儀表氣源裝置容量計(jì)算如下（儀表供氣設(shè)計(jì)規(guī)定HG/T20510-2000）：