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关于控制调节阀:阀门定位器选型指南

调节阀调节阀定位器(又称:气动阀门定位器)是调节阀的主要附件,通常与气动调节阀配套使用,它接受调节器的输出信号,然后以它的输出信号去控制气动调节阀,当调节阀动作后,阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器,阀位状况通过电信号传给上位系统。

   在众多的控制应用场合中,阀门定位器是调节阀最重要的附件之一。尤其是对于某个特定的应用场合,如果要选择一个最适用的阀门定位器,那么就应注意考虑下列因素:

    1)阀门定位器能否实现“分程(Split_ranging)”实现“分程”是否容易、方便?具备“分程”功能就意味着阀门定位器只对输入信号的某个范围 (如:4~12mA或0.02~0.06MPaG)有响应。因此,如果能“分程”的话,就可以根据实际需要,只用一个输入信号实现先后控制两台或多台调节阀。

    2)定位器的零点和量程的调校是否容易、方便?是不是不用打开盒盖就可以完成零点和量程的调校?但值得注意的是:有时候为了避免不正确的(或非法的)操作,这种随意就可进行调校的方式需要被禁止。

    3)阀门定位器的零点和量程的稳定性如何?如果零点和量程容易随着温度、振动、时间或输入压力的变化而产生漂移的话,那么阀门定位器就需要经常地被重新调校,以确保调节阀的行程动作准确无误。

    4)阀门定位器的精度在理想工况下,对应某一输入信号,调节阀的内件(TrimParts,包括球体/阀芯、阀杆、阀座等)每次都应准确地定位在所要求的位置,而不管行程的方向或者调节阀的内件承受多大的负载。

    5)阀门定位器对空气质量的要求如何?由于只有极少数供气装置能提供满足ISA标准(有关仪表用空气质量的标准:ISA标准F7.3)所规定的空气,因此,对于气动(或电-气)阀门定位器,如果要经受得住现实环境的考验,就必须能承受一定数量的尘埃、水汽和油污。

    6)零点和量程的标定两者是相互影响还是相互独立?如果相互影响,则零点和量程的调校就需要花费更多的时间,这是因为调校人员必须对这两个参数进行反复调整,以便逐步地达到准确的设定。

    7)阀门定位器是否具备“旁路”,可允许输入信号直接作用于调节阀?这种“旁路”有时可简化或者省去执行机构装配设定的校验,如:执行机构的“支座组件设定”和“弹簧座负载设定”――这是因为在许多情况下,一些气动调节器的气动输出信号与执行机构的“支座组件设定”完全吻合匹配,用不着对其再进行设定(其实,在这种情况下,阀门定位器完全可以省去不用。当然,如果选用了,那么也可利用阀门定位器的“旁路”使气动调节器的气动输出信号直接作用于调节阀)。另外,具备“旁路”有时也可允许在线的对阀门定位器进行有限度的调校或维修维护(即利用阀门定位器的“旁路”使调节阀继续保持正常工作,无须强制调节阀离线)。

    8)阀门定位器的作用是否快速?空气流量(Airflow)愈大(阀门定位器不断的比较输入信号和阀位,并根据它们之间的偏差,调节其本身的输出。如果阀门定位器对这种偏差响应快速,那么单位时间里空气的流动量就大),调节系统对设定点和负载变化的响应就愈快――这意味着系统的误差(滞后)愈小,控制品质愈佳。

    9)阀门定位器的频率特性(或称频率响应,FrequencyResponse――即G(jω),系统对正弦输入的稳态响应)是什么?一般来说,频率特性愈高(即对频率响应的灵敏度愈高),控制性能就愈好。但必须注意:频率特性应采用稳定的实验方法而非理论方法来确定,并且在评估测定频率特性时,应将阀门定位器和执行机构合并起来考虑。

    10)阀门定位器的最大额定供气压力是多少?例如:有些阀门定位器的最大额定供气压力只标定为501b/in2(即:50psi,lpsi=0.070kgf /cm2≈6.865kPa),如果执行机构的额定操作压力高于501b/in2,那么阀门定位器就成了执行机构输出推动力的制约因素。

    11)当调节阀与阀门定位器装配组合后,它们的定位分辨率(PositioningResolution)如何?这对调节系统的控制品质有非常明显的作用,因为分辨率越高,调节阀的定位就越接近理想值,因调节阀过调而造成的波动变化就可以得到扼制,从而最终达到限制被调节量周期性变化的目的。

    12)阀门定位器的正反作用转换是否可行?转换是否容易?有时这个功能是必要的。例如,要把一个“信号增加――阀门关”的方式改为“信号增加――阀门开”的方式,就可使用阀门定位器的正反作用转换功能。

    13)阀门定位器内部操作和维护的复杂程度如何?众所周知,部件越多,内部操作结构越复杂,对维护(修)人员的阀门技术培训就越多,而且库存的备品备件就越多。

    14)阀门定位器的稳态耗气量这个参数对于某些工厂装置很关键,而且可能是一个限制因素。

    15)当然,在评价和选用阀门定位器时,其他因素也应考虑。譬如:阀门定位器的反馈连杆机构(FeedbackLinkage)要能真实的反应阀芯的位置;另外,阀门定位器必须坚固耐用,具备抗环境保护和防腐能力,而且安装连接简易方便。