摘要：介紹了燃氣安全比例控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理及創(chuàng)新點。簡述了對燃氣實行雙閥控制的方案及采用先導式比例電磁鐵與儲氣囊推動主閥相連動的控制過程和伺服調(diào)壓器的調(diào)壓功能。

關(guān)鍵詞：燃氣安全供熱比例控制器 雙閥控制 先導式比例電磁鐵 儲氣囊推動主閥 伺服調(diào)壓器

1?概述
??? 隨著西氣東輸，東海油氣田的開發(fā)，潔凈環(huán)保型能源——天然氣將成為我國的重要能源之一。發(fā)達國家天然氣占能源消費中的比重達到22％，而中國2000年只占能源消費中的2.2％。我國花巨資1800億元,爭取到2010年天然氣消費占整個能源比重達到8％，浙江省計劃到2010年投資106億元用于天然氣的開發(fā)利用。據(jù)專家預測，天然氣輸送管道占投資的50％，輸配調(diào)壓及控制占投資的33％，末端產(chǎn)品(主要是燃燒器)占投資的17％，因為前者是基礎(chǔ)設(shè)施工程，而末端產(chǎn)品隨著天然氣應(yīng)用深入，比重會不斷加大。
??? 燃氣安全比例控制器是燃燒器的關(guān)鍵部件，特別是燃氣鍋爐、壁掛爐必須配置，達到安全、效能之目的。據(jù)歐洲市場統(tǒng)計，2002年銷售達250萬套，中國在2002年進口達到50萬套，世界最大的燃氣安全比例控制器制造商——意大利SIT公司2002年生產(chǎn)能力為400萬套，出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，其市場前景廣闊。
??? 目前在燃氣控制領(lǐng)域中，國內(nèi)廣泛采用單級或組合直動式電磁閥控制燃氣的通斷，其原理是通過電磁線圈的得電或失電來控制閥門的開啟。這類裝置結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，安全性能不高，對后繼設(shè)備的流量沖擊大，并對負載的壓力波動適應(yīng)能力較差。而國外相對較早地使用比例調(diào)節(jié)的方式來無級控制閥門的開啟度，并有應(yīng)用于燃氣的產(chǎn)品，如意大利的SIT，德國的DUNGS的控制器，其控制方式各有優(yōu)缺點，原理上一般均采用調(diào)節(jié)出口壓力的方式來達到控制流量的目的。
??? 自2002年起，公司通過市場調(diào)查和技術(shù)分析，決定開發(fā)燃氣安全比例控制器。通過對進口產(chǎn)品原理、結(jié)構(gòu)進行認真分析研究，重點瞄準全球第一的意大利SIT公司產(chǎn)品作為基礎(chǔ)進行技術(shù)創(chuàng)新。公司與浙江工業(yè)大學之江學院合作，先后申請了五項專利，其中發(fā)明專利一項，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃氣安全比例控制器。經(jīng)浙江方圓檢測股份有限公司全面性能檢測，各項指標達到Q/ZCH001—2003標準處國內(nèi)領(lǐng)先，達到國外同類產(chǎn)品水平，經(jīng)用戶良好。

2?結(jié)構(gòu)
??? 保證產(chǎn)品在使用中安全、可靠是總體設(shè)計的根本指導原則，同時必須保證燃氣調(diào)節(jié)的精度和良好的流量特性。為此，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時從以下幾方面著手。
?? （1）總體設(shè)計采用了對燃氣實行雙閥控制的方案，二次開閥，二級關(guān)閉,能在小于1S的時間內(nèi)快速切斷，以保證使用中安全可靠。同時在燃氣進口處增設(shè)了高密濾網(wǎng)，出口處配置了快速切斷電控板。達到了控制精度高，避免了因雜質(zhì)而引起的故障，在出現(xiàn)各類故障時能速、安全切斷氣源。
??? (2)在控制部分設(shè)計中，采用了先導式比例電磁鐵與儲氣囊推動主閥相結(jié)合的設(shè)計方案，使流經(jīng)控制器的燃氣流量由零平穩(wěn)地漸增至設(shè)定值，從而避免了因進口燃氣壓力變化而導致出口燃氣波動沖擊現(xiàn)象的發(fā)生。
??? 在先導閥設(shè)計上，利用流體力學的流道原理結(jié)合磁路特征，采用電壓控制。在小流道設(shè)置開度螺釘，從而提高了燃氣流量的調(diào)節(jié)線性度和控制精度，實現(xiàn)了調(diào)節(jié)流量變化均勻、穩(wěn)定。
??? 直流比例電磁鐵是一種將電信號轉(zhuǎn)換成機械力和位移的電—機械轉(zhuǎn)換元件，是電液比例閥的重要組成部分，比例電磁鐵具有以下基本特性：
??? a、能連續(xù)不斷的將輸入的電迅號按比例的轉(zhuǎn)換為機械位移或力輸出：
??? b、比例電磁鐵具有水平吸力特性，即在工作區(qū)段內(nèi)其輸出力的大小只隨輸入電流的大小變化，同銜鐵的位移無關(guān)；
??? c、線性好，死區(qū)和滯環(huán)小；
??? d、運動部件耐高壓，并且靜壓平衡；
??? e、動態(tài)性能好；
??? f、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，成本低。
??? 比例電磁鐵的位移力特性如圖1所示。為了便于比較，普通電磁鐵的位移力特性也示于同一張圖上，其電磁推力隨著生移的增加，不具備水平線性特性，因此難以實現(xiàn)精確的比例控制。當比例電磁鐵的線圈電流給定時，在工作行程范圍Ⅱ內(nèi)具有水平的位移力特性。但在氣隙接近于零的區(qū)域，輸出力急劇上升，稱為吸合區(qū)I，一般采用非導磁材料隔磁片將其力排除。當氣隙過大時，輸出力明顯下降，稱為比例電磁鐵的空行程區(qū)。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)設(shè)法避免氣隙過大。我們利用比例電磁鐵的特性和工作原理設(shè)計了V2先導比例閥。
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