膨化塔內(nèi)燃原因分析與處理

王世波 王迎彬

梗絲膨化塔是膨化梗絲生產(chǎn)線中的主要設(shè)備，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的內(nèi)燃現(xiàn)象，對(duì)膨化梗絲的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。膨化塔內(nèi)燃直接危害設(shè)備安全運(yùn)行，設(shè)備頻繁停機(jī)不僅會(huì)增加膨化梗絲料頭、料尾量，加大物料損耗，而且影響膨化梗絲的含水率、絲中含末等質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定性。新鄭卷煙廠經(jīng)過多年摸索，查找出內(nèi)燃原因，采取改進(jìn)除塵器密封、增加落料器滾網(wǎng)清掃裝置等措施，較好地解決了梗絲膨化塔生產(chǎn)過程中內(nèi)燃問題。

1.塔式梗絲膨化設(shè)備工作原理

塔式梗絲膨化設(shè)備工作原理如圖1所示，高濕度的梗絲經(jīng)過文氏管時(shí)，被蒸汽及熱空氣迅速加熱，使梗絲內(nèi)的水蒸氣分壓迅速增加，在噴出文氏管時(shí)，由于高溫高濕及壓力的突然變化，使梗絲內(nèi)的水分子以瞬時(shí)爆炸的方式脫離出來，造成梗絲體積增大，達(dá)到膨化的目的。之后，梗絲在旋轉(zhuǎn)氣流的裹挾下通過一塔內(nèi)管道拋向塔頂，落下后又經(jīng)過二塔三塔，歷經(jīng)一個(gè)干燥、冷卻的過程。熱風(fēng)經(jīng)除塵器凈化后由風(fēng)機(jī)送入熱交換器加熱后重新回到系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用，其中有約15%的熱風(fēng)經(jīng)排潮口排到室外，并由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口補(bǔ)充一部分新鮮空氣。由此可見，在梗絲膨化的過程中，循環(huán)風(fēng)起著非常關(guān)鍵的作用。

2.膨化塔內(nèi)燃原因分析

膨化塔內(nèi)燃著火點(diǎn)多發(fā)生在熱交換器下邊框處、膨化隧道和三塔前落料器的物料輸送通道。按物質(zhì)燃燒的三個(gè)必要條件進(jìn)行分析，塔式梗絲膨化工藝采用的主要工作介質(zhì)是高溫循環(huán)風(fēng)，有充分的氧氣供給；為熱交換器提供熱能的蒸氣，溫度一般都在170～200℃以上，一旦煙塵積聚過多就會(huì)在積聚點(diǎn)形成熱量積聚升溫，進(jìn)而達(dá)到自燃的溫度條件；膨化塔熱交換器下邊框與冷卻風(fēng)道聯(lián)接處，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)因素，正常生產(chǎn)期間熱風(fēng)在此處于渦流狀態(tài)，循環(huán)風(fēng)攜帶的煙塵（可燃物）極易在此積聚，因此也就成了膨化塔內(nèi)燃的火源點(diǎn)，煙塵燃燒擴(kuò)散后在膨化塔通道內(nèi)其他部位也會(huì)著火。根據(jù)上述分析，防止膨化塔內(nèi)燃最根本的辦法是提高除塵效率，凈化循環(huán)風(fēng)，防止或減少煙塵在熱交換器下邊框等處積聚。

從生產(chǎn)實(shí)際看，造成煙塵積聚自燃有客觀和主觀兩方面原因。

（1）客觀上，目前國內(nèi)許多廠家使用的塔式梗絲膨化設(shè)備，除塵器與儲(chǔ)塵箱之間安裝的蝶閥，由于設(shè)計(jì)選材、制造精度以及使用后的熱變形等原因，蝶閥筒體圓柱度差，蝶閥關(guān)閉時(shí)，翻板在蝶閥筒體內(nèi)翻轉(zhuǎn)到關(guān)閉時(shí)很難有效地切斷除塵器錐體與儲(chǔ)塵箱之間的風(fēng)路，造成了蝶閥內(nèi)部漏風(fēng)。在蝶閥內(nèi)漏的情況下，如果強(qiáng)行清塵，當(dāng)儲(chǔ)塵箱門被打開時(shí)，由于除塵器內(nèi)是負(fù)壓，外界空氣就會(huì)進(jìn)入到儲(chǔ)塵箱內(nèi)，致使大量煙塵進(jìn)入到膨化塔循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)中參與系統(tǒng)循環(huán)，因此，生產(chǎn)期間一般都不清除煙塵。膨化梗絲生產(chǎn)一般都是連續(xù)作業(yè)，這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)班或者一天清一次塵的情況。正常生產(chǎn)期間，儲(chǔ)灰箱內(nèi)的煙塵積滿后如果得不到及時(shí)清理，就會(huì)造成煙塵在除塵器下錐體內(nèi)集聚，占據(jù)除塵器的有效除塵部位，影響除塵效果。當(dāng)煙塵隨熱風(fēng)循環(huán)，部分煙塵匯集在熱交換器處，經(jīng)熱交換器170℃以上的高溫烘烤，熱量集聚到一定程度后，就會(huì)形成自燃。

（2）主觀上，有一些操作人員和維修人員對(duì)除塵器的除塵原理不夠了解，誤把除塵器的下錐體部分當(dāng)作儲(chǔ)灰容器;或者除塵器蝶閥內(nèi)漏問題不及時(shí)處理，都會(huì)造成除塵箱積滿后不能及時(shí)清除，煙塵堆積到除塵器的錐體及以上有效除塵部位，影響除塵效果的情況，造成煙塵在循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)含塵量增加以至于積聚自燃，另外未嚴(yán)格按操作規(guī)程操作設(shè)備，開機(jī)前預(yù)熱和停機(jī)后打冷卻風(fēng)時(shí)間不夠也會(huì)造成煙塵局部積聚。

3.改進(jìn)措施

（1）改進(jìn)除塵器蝶閥密封，防止蝶閥漏風(fēng)。根據(jù)以上分析，要從根本上解決循環(huán)風(fēng)中含塵過多問題，必須解決蝶閥的漏風(fēng)問題。除塵器蝶閥漏風(fēng)的原因在于蝶閥筒體內(nèi)壁不圓，與翻板外周之間的局部間隙太大，而且內(nèi)壁與翻板之間為剛性接觸，不能有效切斷除塵器與接灰箱之間的風(fēng)路。為此,對(duì)除塵器蝶閥進(jìn)行了改進(jìn)，碟閥筒體由原來的卷制加工改做鋼管鏜內(nèi)圓孔加工，同時(shí)還加大了筒壁厚度，提高筒壁內(nèi)孔的圓柱度；翻板與閥體內(nèi)壁之間采用柔性密封材料，翻板外圓鑲嵌一圈耐高溫的“9”字形硅膠密封圈，保證了翻板與閥體內(nèi)壁閉合時(shí)接觸嚴(yán)密。

（2）安裝落料器滾網(wǎng)清掃裝置。在膨化梗絲落料器內(nèi)的滾網(wǎng)下部安裝一組可調(diào)節(jié)排刷，該排刷的兩端部固定在落料器兩端部箱體壁上。滾網(wǎng)每旋轉(zhuǎn)一周被清刷一次，毛刷與滾網(wǎng)的間距可以通過長孔螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)。安裝落料器滾網(wǎng)清掃裝置可以防止膨化塔落料器產(chǎn)生的糊網(wǎng)現(xiàn)象，減少循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)阻力，增強(qiáng)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的風(fēng)壓和風(fēng)量的穩(wěn)定性。

（3）改進(jìn)操作方法，增加清理煙塵次數(shù)。除塵器蝶閥的改進(jìn)為正常生產(chǎn)期間清理煙塵創(chuàng)造了條件。安裝滾網(wǎng)清刷裝置在凈化循環(huán)風(fēng)空氣的同時(shí)也增加了煙塵的濾出量。根據(jù)新鄭卷煙廠的經(jīng)驗(yàn)，配置有兩個(gè)0.16m3儲(chǔ)灰箱的3T-1250型塔式梗絲膨化設(shè)備，在正常生產(chǎn)期間清理煙塵的次數(shù)以每兩小時(shí)一次為宜。設(shè)備操作要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，班前預(yù)熱時(shí)間應(yīng)達(dá)到規(guī)定溫度后方可進(jìn)料，班后保證30min的打冷卻風(fēng)時(shí)間，以利于排除熱交換器底部渦流區(qū)等部位的積塵，凈化循環(huán)風(fēng)管路系統(tǒng)。

4.效果

新鄭卷煙廠于2010年12月份安裝了落料器滾網(wǎng)清掃裝置和改進(jìn)除塵器蝶閥密封，并增加生產(chǎn)后打冷卻風(fēng)時(shí)間。從表1可以看出，2011年以后徹底杜絕了膨化塔內(nèi)燃和落料器的糊網(wǎng)現(xiàn)象，同時(shí)，膨脹后梗絲的含末率也有一定程度的下降。通過采取上述措施，直接效果是減少了循環(huán)風(fēng)中的含塵量，進(jìn)而解決了膨化塔內(nèi)燃和落料器糊網(wǎng)等問題，減少了設(shè)備故障停機(jī)率，加強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行安全性，提高了膨化梗絲的質(zhì)量。

W13.04-29

表1 膨化塔改進(jìn)效果對(duì)照表