淺談電磁脈沖閥的性能測(cè)試及選型

　　作為袋式除塵器關(guān)鍵配件的電磁脈沖閥，其優(yōu)良性能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：良好的開(kāi)關(guān)性能、有效的噴吹性能、完美的流通性能及質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。本文將系統(tǒng)闡述這些性能及其測(cè)試，并將基于筆者30多年的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，對(duì)電磁脈沖閥的選型和應(yīng)用進(jìn)行一些探討。

　　一個(gè)優(yōu)質(zhì)的電磁脈沖閥不但使用壽命要長(zhǎng)，質(zhì)量要好，更關(guān)鍵的是其使用性能要優(yōu)越，因?yàn)檫@直接關(guān)系到清灰系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。只有具有良好開(kāi)關(guān)性能、流通性能及噴吹性能的電磁脈沖閥，才能稱其具有優(yōu)良品質(zhì)。

　　開(kāi)關(guān)性能
　　電磁脈沖閥的開(kāi)關(guān)性能直接影響到清灰系統(tǒng)的噴吹效果和效率，主要由響應(yīng)時(shí)間、開(kāi)啟時(shí)間、噴吹時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、峰值壓力等參數(shù)來(lái)反映。

　　電磁脈沖閥的開(kāi)關(guān)性能與電磁線圈先導(dǎo)、膜片組件及彈簧的性能密切相關(guān)。電磁線圈的性能影響到響應(yīng)時(shí)間，膜片組件及彈簧的性能結(jié)合合理的閥門內(nèi)腔結(jié)構(gòu)影響到其他參數(shù)，特別是膜片的性能，膜片的性能不僅是我們通常所說(shuō)的100萬(wàn)次壽命的關(guān)鍵保證，同時(shí)也是影響開(kāi)啟時(shí)間和峰值壓力的關(guān)鍵因素。

　　下圖為應(yīng)用較廣的橡膠夾布膜片脈沖閥和非橡膠夾布膜片脈沖閥的開(kāi)關(guān)性能曲線。從圖中可以看出，橡膠夾布膜片脈沖閥的開(kāi)啟性能、噴吹峰值壓力和袋底峰值壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非橡膠夾布膜片脈沖閥的。圖中上面一條曲線為脈沖曲線，中間一條曲線為噴吹管噴嘴出口壓力曲線，下面一條曲線為布袋袋底壓力曲線。從柔韌度及結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在常用的橡膠夾布膜片的各項(xiàng)性能還是優(yōu)于那些用其他材料代替橡膠膜片的脈沖閥和無(wú)膜片結(jié)構(gòu)的脈沖閥。

　　流通能力
　　流通能力是指在一定壓差下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)整個(gè)電磁脈沖閥（包括先導(dǎo)部分的氣體）的體積流量，常用Cv或Kv表示，其關(guān)系為Cv=1.167Kv。

　　閥門的流量系數(shù)是衡量閥門流通能力的重要指標(biāo)，流量系數(shù)值越大說(shuō)明流體流過(guò)閥門時(shí)的壓力損失越小。閥門生產(chǎn)廠家大多把不同壓力等級(jí)、不同類型和不同公稱通徑閥門的流量系數(shù)值列入樣本，供設(shè)計(jì)部門和使用單位選用。流量系數(shù)值隨閥門的型式、規(guī)格、結(jié)構(gòu)而變化，不同型式、規(guī)格的閥門都要通過(guò)測(cè)試裝置的檢測(cè)，才能確定這種閥門的流量系數(shù)值。由于電磁脈沖閥的入口壓力是在變化的，要通過(guò)Kv系數(shù)計(jì)算噴吹量太復(fù)雜，因此使用單位和設(shè)計(jì)單位常常直接把Kv、Cv系數(shù)作為衡量電磁脈沖閥的流通能力的指標(biāo)。

　　影響電磁脈沖閥流量系數(shù)的主要因素有流體流過(guò)閥門內(nèi)部的方向、閥門的進(jìn)出口面積比、閥門開(kāi)啟的簾面積、膜片密封面和閥座的結(jié)構(gòu)、閥門內(nèi)腔結(jié)構(gòu)等參數(shù)。

　　淹沒(méi)式脈沖閥的Kv值比其他規(guī)格脈沖閥的Kv值大，說(shuō)明這種結(jié)構(gòu)的脈沖閥流通能力好。流量系數(shù)的測(cè)定對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)有非常重要的指導(dǎo)意義，通過(guò)ANSYS等先進(jìn)軟件對(duì)電磁脈沖閥進(jìn)行CFD模擬及有限元分析，針對(duì)包括流通性能、應(yīng)力分布、微變形量、流道的合理化設(shè)計(jì)等進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有的放矢地提高產(chǎn)品Kv值等各項(xiàng)性能。

　　噴吹量和出廠性能測(cè)試
　　電磁脈沖閥接受一次脈沖信號(hào)后噴吹出的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量即為噴吹量。噴吹量對(duì)清灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，現(xiàn)在很多電磁脈沖閥的生產(chǎn)廠家都會(huì)提供電磁脈沖閥在不同壓力及脈沖寬度下的噴吹量，這些噴吹量數(shù)值對(duì)清灰面積、氣包大小、供氣管路及氣源等的設(shè)計(jì)選型都非常重要。表1是上海袋式除塵配件有限公司生產(chǎn)的DMF-Y-76S淹沒(méi)式電磁脈沖閥的空氣噴吹量。

　　出廠性能測(cè)試包括對(duì)電磁脈沖閥的密封性能、殼體強(qiáng)度、開(kāi)關(guān)性能、噴吹量及峰值壓力等參數(shù)的測(cè)試。其中包括在0.1MPa壓力下閥門必須密封及正常啟閉，在0.7MPa壓力下閥門無(wú)泄露并能正常啟閉，在1.0MPa壓力下殼體的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。

　　傳統(tǒng)的出廠檢測(cè)只能檢測(cè)電磁脈沖閥的密封性能、殼體強(qiáng)度，但開(kāi)關(guān)性能、噴吹量及峰值壓力等參數(shù)只能由操作人員通過(guò)壓力表的變化及多年測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)判斷。上海袋式除塵配件有限公司現(xiàn)已通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)與高精度傳感器相結(jié)合，建立起一套智能測(cè)試系統(tǒng)，利用高精密傳感器采集測(cè)試數(shù)據(jù)和曲線，與計(jì)算機(jī)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而達(dá)到檢測(cè)的目的，對(duì)不合格的產(chǎn)品會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

　　袋式除塵器中電磁脈沖閥的性能和質(zhì)量的一致性非常重要。如果在系統(tǒng)中個(gè)別脈沖閥的性能和質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，將造成整個(gè)系統(tǒng)噴吹阻力上升或氣包壓力不能建立等后果，影響終端用戶整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行，所以出廠檢驗(yàn)是至關(guān)重要的。

　　壽命性能測(cè)試
　　壽命性能測(cè)試是指在帶壓工作的情況下模擬實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)脈沖閥的膜片、彈簧、電磁線圈、開(kāi)關(guān)性能及噴吹性能等綜合性能的測(cè)試。

　　脈沖行噴袋式除塵器的清灰系統(tǒng)分為電氣部分和氣路部分。電氣部分主要指電路控制系統(tǒng)，氣路部分則包括壓縮空氣氣源、儲(chǔ)氣罐、氣動(dòng)聯(lián)件、氣包、電磁脈沖閥、噴吹管等。很多用戶往往只根據(jù)電磁脈沖閥廠商提供的噴吹量設(shè)計(jì)清灰系統(tǒng)，但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用后卻達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。這是因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是相關(guān)聯(lián)的，不能單靠一個(gè)電磁脈沖閥來(lái)保證清灰性能，而是要靠整個(gè)系統(tǒng)完美的配比才能達(dá)到理想的效果。實(shí)驗(yàn)表明，在相同的設(shè)定壓力和脈沖寬度下，相同的電磁脈沖閥在不同的清灰系統(tǒng)工作所達(dá)到的噴吹效果是不一樣的。利用噴吹進(jìn)行清灰的目的是為了在瞬間得到一定質(zhì)量流量的壓縮空氣，如果氣路部分設(shè)計(jì)配置不好的話就容易造成噴吹流量不夠或者出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，前者是氣包容積不夠或者氣源供氣不足造成的，后者則是因?yàn)樵谡麄€(gè)氣路中某一部分成為管路的喉部并成為臨界截面時(shí)，其最大的質(zhì)量流量就被管路中給定的壓力、溫度及喉部面積大小所限定，無(wú)論氣包壓力如何提高都無(wú)法增大流量，也可能是由于電磁脈沖閥選型不對(duì)或是噴吹管或噴吹出口設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的?？傊?，如何設(shè)計(jì)清灰系統(tǒng)，電磁脈沖閥的選型、氣包大小、噴吹管開(kāi)孔、噴吹管到花板距離及噴吹壓力的設(shè)計(jì)選定都非常重要。

　　眾所周知，在國(guó)內(nèi)一些大型項(xiàng)目上，客戶喜歡使用進(jìn)口電磁脈沖閥。一組電磁脈沖閥在整個(gè)除塵器上所占的費(fèi)用比重還是很小，但是一旦脈沖閥出現(xiàn)問(wèn)題，除塵器就不能正常工作或者達(dá)不到設(shè)計(jì)的清灰效果，這樣不但給用戶帶來(lái)?yè)p失，同時(shí)也損害設(shè)計(jì)單位和整機(jī)廠的聲譽(yù)，所以一些設(shè)計(jì)院所和制造廠家包括用戶單位仍然選擇使用進(jìn)口的電磁脈沖閥。進(jìn)口電磁脈沖閥的歷史長(zhǎng)、知名度高，且質(zhì)量較穩(wěn)定，尤其是他們的售前服務(wù)比較好，能通過(guò)一系列質(zhì)量檢測(cè)來(lái)提供清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的參數(shù)數(shù)據(jù)和方案。

　　我們國(guó)內(nèi)的電磁脈沖閥隨著設(shè)計(jì)研發(fā)水平的不斷提高、硬件設(shè)施的逐步完善及制造經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng)積累，質(zhì)量也不斷提升。國(guó)產(chǎn)閥與進(jìn)口閥的差距越來(lái)越小，有些廠家的產(chǎn)品甚至完全可以替代進(jìn)口電磁脈沖閥使用。但是由于還有部分廠家根本就不具備質(zhì)量測(cè)試和性能檢測(cè)的設(shè)備及手段，提供給客戶的數(shù)據(jù)沒(méi)有根據(jù)、漏洞百出，有的甚至直接抄襲，給國(guó)產(chǎn)電磁脈沖閥的聲譽(yù)帶來(lái)極大的損傷。這使一些對(duì)質(zhì)量要求高的設(shè)計(jì)院所、除塵器制造廠家及終端用戶仍然不愿使用國(guó)產(chǎn)脈沖閥，有的甚至片面地認(rèn)為國(guó)產(chǎn)閥根本不能使用。

　　為此，上海袋式除塵配件有限公司在近幾年投入了大量的人力物力，做了不少實(shí)際工作來(lái)解決這些問(wèn)題。除了前面談到的檢驗(yàn)測(cè)試裝置外，公司還總結(jié)了30多年來(lái)從用戶那里反饋回來(lái)的經(jīng)驗(yàn)信息，建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)建模，開(kāi)發(fā)了一套清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)計(jì)算機(jī)完成復(fù)雜的理論計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比，并且建立了清灰系統(tǒng)測(cè)試裝置進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最后提供出針對(duì)用戶使用工況條件的清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

　　下面是一些通過(guò)清灰系統(tǒng)測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試得出的結(jié)論：合理的清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)能使產(chǎn)品的應(yīng)用達(dá)到最佳的效果；距離氣包最遠(yuǎn)噴嘴出口壓力最先達(dá)到峰值，可以通過(guò)孔的大小調(diào)整氣量；含塵狀態(tài)下清灰袋底壓力峰值是無(wú)塵狀態(tài)下的3倍以上。

　　不同的清灰系統(tǒng)配置達(dá)到的效果是不一樣的，同樣不同的電磁脈沖閥的選型也非常重要，特別是在經(jīng)濟(jì)上體現(xiàn)得非常明顯。下面以淹沒(méi)式3"脈沖閥和4"脈沖閥在同一工程中應(yīng)用的對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明選型的重要性。這是一個(gè)風(fēng)量為50萬(wàn)m³/h，過(guò)濾面積為8000m2的工程設(shè)計(jì)，分別選用DMF-Y-76S（3"）和DMF-Y-102S（4"）脈沖閥的配置見(jiàn)表2。

　　以選用4"脈沖閥作為基準(zhǔn)，再以選用3"脈沖閥方案與之對(duì)比，在達(dá)到同樣噴吹效果的情況下，選用4"脈沖閥的方案比3"脈沖閥的方案將節(jié)約近20萬(wàn)元，同時(shí)能大大降低除塵器的占地面積及安裝維護(hù)費(fèi)用，提高除塵器在招投標(biāo)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　小結(jié)
　　電磁脈沖閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與生產(chǎn)過(guò)程看似簡(jiǎn)單，但是生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的電磁脈沖閥并不簡(jiǎn)單，選擇電磁脈沖閥的型號(hào)及品牌更加不容易，而這些因素對(duì)除塵器的穩(wěn)定性、合理性及經(jīng)濟(jì)性十分重要。一個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖閥的生產(chǎn)廠家要提供質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良的產(chǎn)品，最關(guān)鍵的是還要提供合理全面的技術(shù)服務(wù)。