浅谈电磁脉冲阀的性能测试及选型

　　作为袋式除尘器关键配件的电磁脉冲阀，其优良性能主要体现在以下几个方面：良好的开关性能、有效的喷吹性能、完美的流通性能及质量的稳定性和一致性。本文将系统阐述这些性能及其测试，并将基于笔者30多年的经验和实验测试结果，对电磁脉冲阀的选型和应用进行一些探讨。

　　一个优质的电磁脉冲阀不但使用寿命要长，质量要好，更关键的是其使用性能要优越，因为这直接关系到清灰系统的稳定运行。只有具有良好开关性能、流通性能及喷吹性能的电磁脉冲阀，才能称其具有优良品质。

　　开关性能
　　电磁脉冲阀的开关性能直接影响到清灰系统的喷吹效果和效率，主要由响应时间、开启时间、喷吹时间、关闭时间、峰值压力等参数来反映。

　　电磁脉冲阀的开关性能与电磁线圈先导、膜片组件及弹簧的性能密切相关。电磁线圈的性能影响到响应时间，膜片组件及弹簧的性能结合合理的阀门内腔结构影响到其他参数，特别是膜片的性能，膜片的性能不仅是我们通常所说的100万次寿命的关键保证，同时也是影响开启时间和峰值压力的关键因素。

　　下图为应用较广的橡胶夹布膜片脉冲阀和非橡胶夹布膜片脉冲阀的开关性能曲线。从图中可以看出，橡胶夹布膜片脉冲阀的开启性能、喷吹峰值压力和袋底峰值压力远远大于非橡胶夹布膜片脉冲阀的。图中上面一条曲线为脉冲曲线，中间一条曲线为喷吹管喷嘴出口压力曲线，下面一条曲线为布袋袋底压力曲线。从柔韧度及结构上来说，现在常用的橡胶夹布膜片的各项性能还是优于那些用其他材料代替橡胶膜片的脉冲阀和无膜片结构的脉冲阀。

　　流通能力
　　流通能力是指在一定压差下，单位时间内通过整个电磁脉冲阀（包括先导部分的气体）的体积流量，常用Cv或Kv表示，其关系为Cv=1.167Kv。

　　阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的重要指标，流量系数值越大说明流体流过阀门时的压力损失越小。阀门生产厂家大多把不同压力等级、不同类型和不同公称通径阀门的流量系数值列入样本，供设计部门和使用单位选用。流量系数值随阀门的型式、规格、结构而变化，不同型式、规格的阀门都要通过测试装置的检测，才能确定这种阀门的流量系数值。由于电磁脉冲阀的入口压力是在变化的，要通过Kv系数计算喷吹量太复杂，因此使用单位和设计单位常常直接把Kv、Cv系数作为衡量电磁脉冲阀的流通能力的指标。

　　影响电磁脉冲阀流量系数的主要因素有流体流过阀门内部的方向、阀门的进出口面积比、阀门开启的帘面积、膜片密封面和阀座的结构、阀门内腔结构等参数。

　　淹没式脉冲阀的Kv值比其他规格脉冲阀的Kv值大，说明这种结构的脉冲阀流通能力好。流量系数的测定对产品结构的改进有非常重要的指导意义，通过ANSYS等先进软件对电磁脉冲阀进行CFD模拟及有限元分析，针对包括流通性能、应力分布、微变形量、流道的合理化设计等进行计算机辅助设计，有的放矢地提高产品Kv值等各项性能。

　　喷吹量和出厂性能测试
　　电磁脉冲阀接受一次脉冲信号后喷吹出的标准状态下的气量即为喷吹量。喷吹量对清灰系统的设计非常重要，现在很多电磁脉冲阀的生产厂家都会提供电磁脉冲阀在不同压力及脉冲宽度下的喷吹量，这些喷吹量数值对清灰面积、气包大小、供气管路及气源等的设计选型都非常重要。表1是上海袋式除尘配件有限公司生产的DMF-Y-76S淹没式电磁脉冲阀的空气喷吹量。

　　出厂性能测试包括对电磁脉冲阀的密封性能、壳体强度、开关性能、喷吹量及峰值压力等参数的测试。其中包括在0.1MPa压力下阀门必须密封及正常启闭，在0.7MPa压力下阀门无泄露并能正常启闭，在1.0MPa压力下壳体的强度实验。

　　传统的出厂检测只能检测电磁脉冲阀的密封性能、壳体强度，但开关性能、喷吹量及峰值压力等参数只能由操作人员通过压力表的变化及多年测试的经验判断。上海袋式除尘配件有限公司现已通过工业计算机与高精度传感器相结合，建立起一套智能测试系统，利用高精密传感器采集测试数据和曲线，与计算机内的标准数据进行比较，从而达到检测的目的，对不合格的产品会发出报警信号。

　　袋式除尘器中电磁脉冲阀的性能和质量的一致性非常重要。如果在系统中个别脉冲阀的性能和质量出现问题，将造成整个系统喷吹阻力上升或气包压力不能建立等后果，影响终端用户整个生产线的运行，所以出厂检验是至关重要的。

　　寿命性能测试
　　寿命性能测试是指在带压工作的情况下模拟实际现场，对脉冲阀的膜片、弹簧、电磁线圈、开关性能及喷吹性能等综合性能的测试。

　　脉冲行喷袋式除尘器的清灰系统分为电气部分和气路部分。电气部分主要指电路控制系统，气路部分则包括压缩空气气源、储气罐、气动联件、气包、电磁脉冲阀、喷吹管等。很多用户往往只根据电磁脉冲阀厂商提供的喷吹量设计清灰系统，但在现场实际使用后却达不到设计要求。这是因为整个系统是相关联的，不能单靠一个电磁脉冲阀来保证清灰性能，而是要靠整个系统完美的配比才能达到理想的效果。实验表明，在相同的设定压力和脉冲宽度下，相同的电磁脉冲阀在不同的清灰系统工作所达到的喷吹效果是不一样的。利用喷吹进行清灰的目的是为了在瞬间得到一定质量流量的压缩空气，如果气路部分设计配置不好的话就容易造成喷吹流量不够或者出现堵塞现象，前者是气包容积不够或者气源供气不足造成的，后者则是因为在整个气路中某一部分成为管路的喉部并成为临界截面时，其最大的质量流量就被管路中给定的压力、温度及喉部面积大小所限定，无论气包压力如何提高都无法增大流量，也可能是由于电磁脉冲阀选型不对或是喷吹管或喷吹出口设计不当造成的。总之，如何设计清灰系统，电磁脉冲阀的选型、气包大小、喷吹管开孔、喷吹管到花板距离及喷吹压力的设计选定都非常重要。

　　众所周知，在国内一些大型项目上，客户喜欢使用进口电磁脉冲阀。一组电磁脉冲阀在整个除尘器上所占的费用比重还是很小，但是一旦脉冲阀出现问题，除尘器就不能正常工作或者达不到设计的清灰效果，这样不但给用户带来损失，同时也损害设计单位和整机厂的声誉，所以一些设计院所和制造厂家包括用户单位仍然选择使用进口的电磁脉冲阀。进口电磁脉冲阀的历史长、知名度高，且质量较稳定，尤其是他们的售前服务比较好，能通过一系列质量检测来提供清灰系统设计所需要的参数数据和方案。

　　我们国内的电磁脉冲阀随着设计研发水平的不断提高、硬件设施的逐步完善及制造经验的增长积累，质量也不断提升。国产阀与进口阀的差距越来越小，有些厂家的产品甚至完全可以替代进口电磁脉冲阀使用。但是由于还有部分厂家根本就不具备质量测试和性能检测的设备及手段，提供给客户的数据没有根据、漏洞百出，有的甚至直接抄袭，给国产电磁脉冲阀的声誉带来极大的损伤。这使一些对质量要求高的设计院所、除尘器制造厂家及终端用户仍然不愿使用国产脉冲阀，有的甚至片面地认为国产阀根本不能使用。

　　为此，上海袋式除尘配件有限公司在近几年投入了大量的人力物力，做了不少实际工作来解决这些问题。除了前面谈到的检验测试装置外，公司还总结了30多年来从用户那里反馈回来的经验信息，建立了相应的数据库，同时利用计算机数学建模，开发了一套清灰系统设计软件，通过计算机完成复杂的理论计算与经验数据库的对比，并且建立了清灰系统测试装置进行验证实验，最后提供出针对用户使用工况条件的清灰系统设计方案。

　　下面是一些通过清灰系统测试装置进行测试得出的结论：合理的清灰系统设计能使产品的应用达到最佳的效果；距离气包最远喷嘴出口压力最先达到峰值，可以通过孔的大小调整气量；含尘状态下清灰袋底压力峰值是无尘状态下的3倍以上。

　　不同的清灰系统配置达到的效果是不一样的，同样不同的电磁脉冲阀的选型也非常重要，特别是在经济上体现得非常明显。下面以淹没式3"脉冲阀和4"脉冲阀在同一工程中应用的对比数据来说明选型的重要性。这是一个风量为50万m³/h，过滤面积为8000m2的工程设计，分别选用DMF-Y-76S（3"）和DMF-Y-102S（4"）脉冲阀的配置见表2。

　　以选用4"脉冲阀作为基准，再以选用3"脉冲阀方案与之对比，在达到同样喷吹效果的情况下，选用4"脉冲阀的方案比3"脉冲阀的方案将节约近20万元，同时能大大降低除尘器的占地面积及安装维护费用，提高除尘器在招投标中的竞争力。

　　小结
　　电磁脉冲阀的工作原理、结构特点与生产过程看似简单，但是生产出优质的电磁脉冲阀并不简单，选择电磁脉冲阀的型号及品牌更加不容易，而这些因素对除尘器的稳定性、合理性及经济性十分重要。一个优质脉冲阀的生产厂家要提供质量稳定、性能优良的产品，最关键的是还要提供合理全面的技术服务。