低耗氣量定位器與控制閥耗氣量的確定|資料

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控制閥的耗氣量，應(yīng)當(dāng)采用現(xiàn)今的 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；動態(tài)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(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)能是一個設(shè)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(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(yè)自動化儀表術(shù)語《通用術(shù)語》，對耗氣量的定義為，耗氣量：穩(wěn)態(tài)時，儀表在工作范圍內(nèi)所消耗氣體的最大流量。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。如上海長城CCCX-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，耗氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀況）5L/min。
據(jù)了解，浙江某廠曾對現(xiàn)場運行的控制系統(tǒng)用孔板對控制閥耗氣量進(jìn)行測試（以下數(shù)據(jù)未經(jīng)用戶核實，僅作參考），如表2所列。

3 定位器耗氣量小的優(yōu)點與缺點
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態(tài)耗氣量小。因此在系統(tǒng)穩(wěn)定運行時能使供氣減少，從而節(jié)能。如有100只閥門在穩(wěn)態(tài)時（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)要求高
定位器耗氣量小，對定位器的結(jié)構(gòu)與加工精度要求高。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(jié)構(gòu)的閥門定位器都有一個合適的耗氣量
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，而是一個合適的耗氣量。從表1可知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，F(xiàn)isher DVC500耗氣量為300L/h，而發(fā)展到DVC600型時耗氣量為600L/h，Neles ND800耗氣量為800L/h，而發(fā)展到ND-900型時耗氣量為400L/h。

5 控制閥耗氣量要考慮動態(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，僅定位器耗氣，其耗氣量只需考慮定位器的耗氣量。當(dāng)控制閥動作而開度改變時，閥桿上下運動，膜片上下動作，使薄膜室內(nèi)空氣排出，這部分動態(tài)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(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。特別在開停車時以及系統(tǒng)波動大時，閥門動作大且頻繁，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，對薄膜式控制閥一般可作如下考慮：原國產(chǎn)控制閥每臺耗氣按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(nèi)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(shè)計規(guī)定HG/T20510-2000)：

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作者簡介：邱宣振（1939- ），男，浙江湖州人，1962年畢業(yè)于浙江大學(xué)化工自動化專業(yè)，現(xiàn)工作于中國石化集團(tuán)上海工程有限公司，任教授級高級工程師；
陳 新（1968- ），女，上海人，2002年畢業(yè)于上海第二工業(yè)大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)工作于中國石化集團(tuán)上海工程有限公司，任工程師。