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。

1     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。如常阳仪表的EP-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。

（图中所示为：QZD2000电气转换器）

  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/h，Neles 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0.5～1m3/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）：