SIROX葉絲膨脹機清潔系統(tǒng)的改進

吳貴平, 徐錦青, 丁偉, 黎明星, 謝峰, 陳奇盛, 孔旭, 楊成良, 李漢瑩

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SIROX葉絲膨脹機清潔系統(tǒng)的改進

吳貴平, 徐錦青, 丁偉, 黎明星, 謝峰, 陳奇盛, 孔旭, 楊成良, 李漢瑩

(浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠, 浙江杭州, 310012)

為了克服德國HAUNI公司生產(chǎn)的SIROX葉絲膨脹機清潔系統(tǒng)存在排水不暢、閥門滲漏和清潔耗時長等弊端, 本文提出了該設(shè)備清潔系統(tǒng)的改進及其控制模式的優(yōu)化方案, 并設(shè)計出一套SIROX清潔管路自動排水和實時監(jiān)控裝置。該裝置不但解決了烘絲機筒壁溫度超高、烘后水分異常波動等產(chǎn)品質(zhì)量問題, 而且對氣動膜片截止閥的滲漏狀況進行了可視化, 提高了設(shè)備維修的及時性。從該裝置在本廠運行2年多的情況看, 具有較高的應(yīng)用價值。

SIROX; 清潔系統(tǒng); 管路系統(tǒng); 控制模式

煙絲制絲工藝中增溫增濕工藝是通過蒸汽將切后的葉絲或梗絲增溫增濕, 使葉絲或梗絲溫度和含水率達(dá)到一定的要求, 再經(jīng)過后工序的滾筒烘絲或氣流烘絲進行快速干燥, 以提高葉絲或梗絲的填充值。增溫增濕作為煙絲加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一, 有著十分重要的地位。

杭州卷煙廠在“十一五”易地技改引進德國HAUNI公司生產(chǎn)的SIROX葉絲膨脹機, 該新型葉絲膨脹機具有蒸汽流量調(diào)控范圍大, 葉絲溫度、水分控制能力強等特點。由于其良好的性能和簡單的操作, 被廣泛應(yīng)用于各個大中型煙廠[1]。SIROX葉絲膨脹機在工作過程中使用大量飽和蒸汽, 高溫高濕的內(nèi)部環(huán)境導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)煙灰煙末結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重。由于設(shè)備密閉性高, 人工清潔嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率。本文提出了該設(shè)備清潔系統(tǒng)的改進及其控制模式的優(yōu)化方案。

1 SIROX工作原理

SIROX葉絲膨脹機由進料氣鎖、膨脹單元、壓縮空氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)、排潮系統(tǒng)和振槽組成[2](圖1)。其工作原理如下: 前工段的煙草經(jīng)由落料槽(1-2)和氣鎖(1-3)到達(dá)旋轉(zhuǎn)釘耙(1-4)。旋轉(zhuǎn)釘耙的軸是空心的, 軸上擰入空心的銷, 銷的圓柱形周邊和端面上帶有1.3 mm的孔。飽和蒸汽通過空心銷的孔噴射在煙草上, 從而使煙草膨脹和潤濕。增溫增濕后的煙草落至帶有蓋板的出料振槽(1-6)上, 進入下一個工序。進料振槽進料端及出料振槽出口端多余的廢氣通過廢氣風(fēng)機(1-7)和廢氣管道(1-8)排出[3]。

圖1 SIROX葉絲膨脹機結(jié)構(gòu)

2 SIROX清潔系統(tǒng)問題分析

如圖2所示, SIROX 葉絲膨脹機在總水管(2-1)后設(shè)計了5路清潔水, 其作用分別為清潔進料罩殼(2-2)、氣鎖箱體(2-3)、振槽蓋板(2-4)、出料振槽(2-5)及旋轉(zhuǎn)釘耙(2-6)。自動清潔程序啟動后, 各管路按設(shè)定程序?qū)Ω麝P(guān)鍵部位進行間斷性清潔, 但該系統(tǒng)運行一段時間后, 發(fā)現(xiàn)存在排水不暢、閥門泄漏、清洗耗時長等問題。

圖2 SIROX自動清潔管路

2.1 排水不暢

該設(shè)備清潔管路終端出口位于振槽上方, 離氣動膜片截止閥約有2.5 m落差, 每次自動清洗結(jié)束后閥門自動關(guān)閉, 5路清潔管路末端均會形成一段水柱。設(shè)備啟動運行后, 蒸汽通過與清潔旋轉(zhuǎn)釘耙共用的管路(2-6)進入設(shè)備, 進行煙絲的增溫增濕。在生產(chǎn)過程中, 其余4路清潔管路滯留的水會隨設(shè)備的震動流到物流通道上, 導(dǎo)致形成水漬煙絲影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 閥門滲漏

該設(shè)備清潔水管路采用的是氣動膜片截止閥, 閥內(nèi)的彈簧通過導(dǎo)桿加載密封填料使閥芯密封。閥門的反復(fù)動作會導(dǎo)致填料和密封面的輕微磨損而使截止閥發(fā)生水滲漏, 同時閥前閥后6 bar的壓差會在一定程度上惡化閥門的滲漏現(xiàn)象。

一旦出現(xiàn)閥門滲漏, 清潔水在壓差的作用下不斷從末端噴頭溢至生產(chǎn)線的煙絲上, 從而導(dǎo)致局部煙絲水分偏高、后工序的烘絲機筒壁溫度超高、烘后水分異常波動等產(chǎn)品質(zhì)量問題。由于目前暫無有效手段檢測該設(shè)備閥門的工況及滲漏程度, 導(dǎo)致維修存在一定的滯后性, 存在較大的產(chǎn)品質(zhì)量隱患。

2.3 清洗耗時長

根據(jù)我廠工藝要求, 確定了SIROX葉絲膨脹機“每生產(chǎn)2批葉絲清潔1次”的生產(chǎn)保養(yǎng)模式。目前SIROX自動清潔全流程耗時約20 min, 人工2次清潔需耗時約10 min, 每次的清潔總耗時約30 min。在現(xiàn)生產(chǎn)模式和清潔頻率下, 每天需耗時約1.5 h用于SIROX設(shè)備清潔, 大幅延長了該生產(chǎn)工段的換批時間, 嚴(yán)重影響生產(chǎn)的連續(xù)性, 降低了生產(chǎn)效率。

3 改進措施及效果

針對以上3個問題, 對SIROX的清潔管路、閥門控制系統(tǒng)、自動清潔程序等3方面進行了改造和和優(yōu)化。

3.1 清潔管路改進

如圖3所示, 在進料罩殼、振槽蓋板、出料振槽和旋轉(zhuǎn)釘耙4路水管的氣動膜片截止閥出口端增設(shè)一路排空管路(3-1), 排空管路上設(shè)有氣動球閥(3-2)。其中, 氣動膜片截止閥(3-3)是常閉狀態(tài), 氣動球閥是常開狀態(tài), 且兩者在運行過程中呈現(xiàn)相反的開閉狀態(tài): 即當(dāng)氣動膜片截止閥(3-3)打開時, 新增氣動球閥(3-2)關(guān)閉; 當(dāng)氣動膜片截止閥關(guān)閉時, 氣動球閥打開。該設(shè)計具有如下優(yōu)點。

圖3 清潔管路改進

(1) 解決清潔水滯留管路的問題。自動清潔程序運行時, 氣動膜片截止閥打開, 氣動球閥關(guān)閉, 清潔水通過原清潔管路進行設(shè)備清潔; 當(dāng)自動清潔程序結(jié)束時, 氣動膜片截止閥關(guān)閉, 氣動球閥打開, 滯留在氣動膜片截止閥至清潔管路末端噴嘴之間的滯留水在重力作用下從新增管路(3-1)流出。

(2) 消除因氣動膜片截止閥出現(xiàn)滲漏而影響產(chǎn)品質(zhì)量的隱患。若氣動膜片截止閥出現(xiàn)滲漏, 則滲漏的水會從新增管路流出, 不會溢至生產(chǎn)線的物料上, 消除了產(chǎn)品質(zhì)量隱患。

(3) 實現(xiàn)閥門滲漏可視化。設(shè)備保養(yǎng)人員可通過觀察生產(chǎn)過程中新增管路出口是否有水流出判定相應(yīng)的氣動膜片截止閥是否出現(xiàn)滲漏以便評估后及時維修。

3.2 閥門控制系統(tǒng)改進

上述增設(shè)的氣動球閥的開閉需由壓空管路進行控制, 而SIROX 的壓空閥島沒有預(yù)留足夠的壓空氣路模塊, 且增設(shè)模塊后需要進行重新編程。為此, 根據(jù)閥門間的開閉邏輯關(guān)系, 本文對現(xiàn)有的壓空管路進行了改造。在上述4路水管的氣動膜片截止閥的控制壓空管路上各增加一個8 mm的三通接口, 另2路用氣支路分別控制氣動膜片截止閥和氣動球閥。該三通接口的增設(shè)使氣動膜片截止閥和氣動球閥形成了聯(lián)鎖關(guān)系, 實現(xiàn)了單信號控制雙執(zhí)行器: 當(dāng)相應(yīng)支路閥島模塊有信號時, 氣動膜片截止閥打開, 同時氣動球閥關(guān)閉; 當(dāng)該模塊無信號時, 氣動膜片截止閥關(guān)閉, 同時氣動球閥打開。

3.3 自動清潔程序優(yōu)化

SIROX自動清潔過程共執(zhí)行5個循環(huán), 每個循環(huán)分8個階段, 每個階段中5路清潔管路根據(jù)程序進行對應(yīng)部位的清潔。

經(jīng)項目組反復(fù)試驗, 確定了每個階段各個閥門的開啟情況(表1)。

表1 自動清潔過程各階段清洗閥門開啟情況

項目組完成程序改進后對清潔效果進行打分評價。小組先后進行了4次清潔效果評價, 評價結(jié)果一致, 表2為第4次評價記錄。

表2 SIORX各清潔階段清潔效果評價

基于4次清潔效果評價, 優(yōu)化后的SIROX葉絲膨脹機在自動清潔第3次循環(huán)結(jié)束后已經(jīng)達(dá)到了對各關(guān)鍵部位的徹底清潔的目的。

4 總結(jié)

通過氣動球閥和氣動膜片截止閥的聯(lián)動關(guān)系排空管路中滯留的清潔水, 解決了排水不暢問題。通過常開狀態(tài)的排空管路消除了因氣動膜片截止閥滲漏而流入生產(chǎn)線的隱患, 保證了產(chǎn)品質(zhì)量。通過觀察排空管路的出水情況, 量化了氣動膜片截止閥的滲漏狀況, 提高設(shè)備維修的及時性。通過優(yōu)化清洗流程和循環(huán)次數(shù), 減少了清洗時間, 同時節(jié)約了水資源, 進一步提升了SIROX葉絲膨脹機運行的穩(wěn)定性和生產(chǎn)的高效性。該方案在杭州卷煙廠的應(yīng)用中取得了顯著的效果, 具有較高的應(yīng)用價值。

[1] 王道銓. 隧道式梗絲膨脹工序工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2011, 23(12): 100–103.

[2] 鄒亮. 中國煙草商業(yè)企業(yè)發(fā)展方向探討[J]. 湖南文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2011, 23(2): 92–94.

[3] 何智慧, 羅嘉, 練文柳, 等. 卷煙焦油的傅里葉變換近紅外測定技術(shù)[J]. 湖南文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2009, 21(3): 59–67.

(責(zé)任編校:劉剛毅)

Improvement of SIROX cleaning system

Wu Guiping, Xu Jinqing, Ding Wei, Li Mingxing, Xie Feng, Chen Qisheng, Kong Xu, Yang Chengliang, Li Hanying

(China Tobacco Zhejiang Industrial Co, LTD, Hangzhou Cigarette Factory, Hangzhou 300012, China)

Based on analyzing SIROX the tobacco expander of its pitfalls on cleaning system like poor water discharge, valve leakage, cleaning time consuming, etc., an improvement of its cleaning system is put forward as well as an optimization of its control mode. Furthermore, a new design of automatic drainage system of the cleaning pipe is presented as well as a real-time monitoring system. This set of system not only addresses quality issues like the over temperature of cylinder wall of the tobacco dryer and the abnormal fluctuation of the tobacco moisture after dryer, but also visualizes the valve leakage thus helps to improve the prompt maintenance of these devices. Observing the two-year operation in HCF, this system proves a high application value.

SIROX; cleaning system; pipeline control; control mode

10.3969/j.issn.1672–6146.2016.04.011

TS 433

1672–6146(2016)04–0046–03

吳貴平, wuguiping@zjtobacco.com; 丁偉, dingw@zjtobacco.com。

2016–04–26