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低耗气量定位器与控制阀耗气量的确定

低耗气量定位器与控制阀耗气量的确定

摘要:新结构的电/气阀门定位器耗气量较小,如果以定位器耗气量来确定整个控制阀的耗气量,应当采用现今的新颖结构的定位器,其仪表耗气量可低至原来估算的1/2即可。

关键词: 电/气阀门定位器;稳态耗气量;动态耗气量;仪表气源装置容量

1 各型号的电/气阀门定位器耗气量

    气动薄膜控制阀、气缸阀还是当前世界上主要的执行机构,如果是调节式,还需配定位器,因此电/气阀门定位器耗气量的节能是一个设计中要注意的问题,因为不同的耗气量估算使装置仪表空压机的容量确定相差悬殊,从各种定位器样本看,由于单位不一样,状态不一样,差别很大,从表面看会相差8倍之多,如果100只阀门,供气量会相差很大(见表1)。

2 完整的耗气量表示法

    按工业自动化仪表术语《通用术语》,对耗气量的定义为,耗气量:稳态时,仪表在工作范围内所消耗气体的最大流量。因此完整的耗气量表示法,与供气压力、流量、输出开度等表示方法均有关系。如常仪仪表的EP-4000/气阀门定位器样本所示:单作用执行机构,在140kPa气源压力,输出为50%时,耗气量(标准状况)5L/min

  3 定位器耗气量小的优点与缺点

    3.1 节能

    控制阀耗气量包括定位器耗气量和执行机构薄膜(气缸)的耗气量。定位器耗气量小必然使控制阀总的动态耗气量小。因此在系统稳定运行时能使供气减少,从而节能。如有100只阀门在稳态时(标准状况),每只定位器1h内耗气量为1m3/h;则总耗气量为100m3/h,而每只定位器耗气量为0.5m3/h;则只用50m3/h;在1m3/h内明显节约仪表空气50m3

    3.2 仪表结构要求高

    定位器耗气量小,对定位器的结构与加工精度要求高。这是某些定位器在制造时,为了保证仪表性能而宁可让耗气量大一点的原因。

    3.3 定位器耗气量要小 但要保证阀门动作

      阀门动作快慢,取决的因素很多。定位器的功率放大器的能力是阀门动作快慢的决定因素。如果定位器耗气量太小,则要考虑是否影响阀门动作速度。特别是大阀门的动作速度。

 4 各种结构的阀门定位器都有一个合适的耗气量

    从目前的调查看,各种电/气阀门定位器的耗气量均与结构有关。其趋向亦不是耗气量越来越小,而是一个合适的耗气量。从表1可知标准状况下,Fisher DVC500耗气量为300L/h,而发展到DVC600型时耗气量为600L/hNeles ND800耗气量为800L/h,而发展到ND-900型时耗气量为400L/h

 5 控制阀耗气量要考虑动态耗气量

控制阀结构如图1所示,当控制阀稳态在某一开度时,仅定位器耗气,其耗气量只需考虑定位器的耗气量。当控制阀动作而开度改变时,阀杆上下运动,膜片上下动作,使薄膜室内空气排出,这部分动态的排出气量决定于阀的动作大小及频繁程度,并与薄膜头大小有关,不管使用任何定位器,这部分膜头的耗气量总是一样的。因此控制阀耗气量等于定位器耗气量+执行机构耗气量。特别在开停车时以及系统波动大时,阀门动作大且频繁,薄膜要进气/放气,要考虑足够大的阀门用气,不能因定位器耗气量小而将整个控制阀耗气量估得太小。

从笔者的调查来看,标准状况下,对薄膜式控制阀一般可作如下考虑:原国产控制阀每台耗气按1m3/h估算即可;但随着进口阀门定位器结构的变化,不少阀门定位器在稳态时的耗气量大大低于1m3/h,但由于阀门的耗气量是定位器与薄膜(气缸)的耗气量两者之和,用户可按0.51m3/h估算,并针对同一装置内不同阀门定位器的耗气总量计算。仪表气源装置容量计算如下(仪表供气设计规定HG/T20510-2000