定位器与控制阀耗气量的确定






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，其仪表气量可低至原来估算的1/2即可。
关键字： 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）。



表1 国内外单作用电/气阀门定位器耗气量(标准状况)



生产厂


型号


供气压力/kPa


样本上的耗气量/(m3/h)


输出50%时的耗气量/(m3/h)



Fisher


DVC-5000


140


0.3


300



DVC-6000


140


0.4


400



Neles


ND-800


400


0.3


300



ND-9000


400


0.4


400



Yamatake


AVP-302


140


0.24


240



Samson


3780


140~600


0.09


90



Siemens


PS2


140~700


3.6*10-2






Koso


EP-800


140


0.3


300



Bellofram


YT-1000


140


0.18


400



上海长城


CCCX-4000


140


0.3


300



鞍山仪表


700


140


0.192±0.120






上海自动化仪表七厂


ZPD


140


1.5


1000





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。如上海长城CCCX-4000电/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。
据了解，浙江某厂曾对现场运行的控制系统用孔板对控制阀耗气量进行测试(以下数据未经用户核实，仅作参考)，如表2所列。



表2 浙江某厂实测在控制系统稳定运行时控制阀耗气量(标准状况)



带国产ZPDⅢ型定位器的控制阀


带国外90只低耗气量定位器及其他的控制阀



共115只控制阀


共111只控制阀



120m3/h


40m3/h





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。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1小时内的耗气量为1m3/h，而每只定位器耗气量为0.5m3/h，则只用50m3/h，在1h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 DVC5000 耗气量为300L/h，而发展到DVC6000型时耗气量为400L/h，Neles ND800 耗气量为300L/h，而发展到ND-9000型时耗气量为400L/h。
5 控制阀耗气量要考虑动态耗气量 控制阀的结构如图1所示，当控制阀稳态在某一开度时，仅定位器耗气，其耗气量只需要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，不管使用何种定位器，这部分摸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的太小。






从笔者的调查来看，标准状况下，对薄膜