低耗氣量定位器與控制閥耗氣量的確定

低耗氣量定位器與控制閥耗氣量的確定

摘要：新結構的電/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控制閥的耗氣量，應當采用現今的新穎結構的定位器，其儀表耗氣量可低至原來估算的1/2即可。

關鍵詞: 電/氣閥門定位器；穩態耗氣量；動態耗氣量；儀表氣源裝置容量

1 各型號的電/氣閥門定位器耗氣量

    氣動薄膜控制閥、氣缸閥還是當前世界上主要的執行機構，如果是調節式，還需配定位器，因此電/氣閥門定位器耗氣量的節能是一個設計中要注意的問題，因為不同的耗氣量估算使裝置儀表空壓機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，狀態不一樣，差別很大，從表面看會相差8倍之多，如果100只閥門，供氣量會相差很大（見表1）。

2 完整的耗氣量表示法

    按工業自動化儀表術語《通用術語》，對耗氣量的定義為，耗氣量：穩態時，儀表在工作范圍內所消耗氣體的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系。如常儀儀表的EP-4000電/氣閥門定位器樣本所示：單作用執行機構，在140kPa氣源壓力，輸出為50%時，耗氣量（標準狀況）5L/min。

  3 定位器耗氣量小的點與缺點

    3.1 節能

    控制閥耗氣量包括定位器耗氣量和執行機構薄膜（氣缸）的耗氣量。定位器耗氣量小必然使控制閥總的動態耗氣量小。因此在系統穩定運行時能使供氣減少，從而節能。如有100只閥門在穩態時（標準狀況），每只定位器1h內耗氣量為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內明顯節約儀表空氣50m3。

    3.2 儀表結構要求

    定位器耗氣量小，對定位器的結構與加工度要求。這是某些定位器在制造時，為了保證儀表性能而寧可讓耗氣量大一點的原因。

    3.3 定位器耗氣量要小 但要保證閥門動作

      閥門動作快慢，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作速度。特別是大閥門的動作速度。

 4 各種結構的閥門定位器都有一個合適的耗氣量

    從目前的調查看，各種電/氣閥門定位器的耗氣量均與結構有關。其趨向亦不是耗氣量越來越小，而是一個合適的耗氣量。從表1可知標準狀況下，Fisher DVC500耗氣量為300L/h，而發展到DVC600型時耗氣量為600L/h，Neles ND800耗氣量為800L/h，而發展到ND-900型時耗氣量為400L/h。

 5 控制閥耗氣量要考慮動態耗氣量

控制閥結構如圖1所示，當控制閥穩態在某一開度時，僅定位器耗氣，其耗氣量只需考慮定位器的耗氣量。當控制閥動作而開度改變時，閥桿上下運動，膜片上下動作，使薄膜室內空氣排出，這部分動態的排出氣量決定于閥的動作大小及頻繁程度，并與薄膜頭大小有關，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+執行機構耗氣量。特別在開停車時以及系統波動大時，閥門動作大且頻繁，薄膜要進氣/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控制閥耗氣量估得太小。

從筆者的調查來看，標準狀況下，對薄膜式控制閥一般可作如下考慮：原產控制閥每臺耗氣按1m3/h估算即可;但隨著進口閥門定位器結構的變化，不少閥門定位器在穩態時的耗氣量大大低于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，并針對同一裝置內不同閥門定位器的耗氣總量計算。儀表氣源裝置容量計算如下（儀表供氣設計規定HG/T20510-2000）：