SH37 烘梗絲機(jī)冷凝水排放適應(yīng)性改造

張 輝，向勇剛，彭 濤，劉 睿

（重慶中煙工業(yè)有限責(zé)任公司重慶卷煙廠，重慶 400061）

0 引言

SH37 烘梗絲機(jī)主要由出料罩、筒體、加熱管道、傳動(dòng)裝置、熱風(fēng)系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、排潮管道等組成，主要的工藝任務(wù)是去除梗絲的部分水分，提高梗絲的彈性、填充能力和燃燒性。其工作原理是：梗絲經(jīng)篩網(wǎng)進(jìn)入干燥滾筒內(nèi)，在圓形空間內(nèi)通過炒料板不斷翻滾下落，與筒體加熱管板及熱風(fēng)充分接觸，達(dá)到烘絲目的。筒體加熱管板溫度（簡(jiǎn)稱“筒溫”）的高低及穩(wěn)定在烘絲過程中起重要作用，而熱風(fēng)起調(diào)節(jié)作用，烘絲筒溫和熱風(fēng)溫度的穩(wěn)定以及他們之間的相互作用，保證了烘梗絲的效果以及出口水分的穩(wěn)定[1]。

SH37 烘梗絲機(jī)加熱的能量全部由蒸汽提供，蒸汽進(jìn)行熱交換后會(huì)產(chǎn)生兩部分冷凝水：一是滾筒加熱后形成的冷凝水，另一部分是蒸汽通過熱風(fēng)散熱器熱量交換后形成的冷凝水。兩部分冷凝水經(jīng)過疏水閥后匯集于零壓水箱中，然后通過水箱液位高低檢測(cè)控制冷凝水回收泵的啟停，將高熱焓值冷凝水具有的熱能可達(dá)蒸汽全熱能的20%～30%回收到動(dòng)力車間[2]，使剩余的熱量和軟水得到再次利用，有效節(jié)約能源。

1 當(dāng)前現(xiàn)狀以及原因分析

1.1 當(dāng)前現(xiàn)狀

設(shè)備技改更新后，烘梗絲機(jī)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)筒溫和熱風(fēng)溫度大幅波動(dòng)引起出口梗絲水分劇烈變化的現(xiàn)象（圖1）。

1.2 原因分析

通過設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)控制原理，結(jié)合圖1 曲線分析：在水分升高時(shí)，為保證出口水分，PLC 運(yùn)算后通過集中控制PID（Proportion Integration Differentiation，比例、積分和微分）系統(tǒng)增加筒溫和熱風(fēng)溫度工作蒸汽薄膜閥的開度來(lái)增大工作蒸汽壓力和流量，其短時(shí)間內(nèi)薄膜閥的開度遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正常工作狀態(tài)時(shí)的開度值，以達(dá)到快速提升溫度降低水分的目的；隨著溫度上升，出口梗絲水分快速降低，甚至偏干超出工藝標(biāo)準(zhǔn)下限，然后工作蒸汽薄膜閥開度逐步回落恢復(fù)到開始過料狀態(tài)時(shí)。這種筒溫和熱風(fēng)溫度工作蒸汽薄膜閥開度的震蕩，嚴(yán)重影響了梗絲的加工過程質(zhì)量和穩(wěn)定。

圖1 技改后筒溫和熱風(fēng)溫度折線

針對(duì)工作蒸汽薄膜閥開度異常震蕩現(xiàn)象，再通過MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）終端統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及人、機(jī)、料、法、環(huán)多維度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)來(lái)料梗絲水分顯示值基本穩(wěn)定，均在±0.2%范圍內(nèi)波動(dòng)，而且現(xiàn)場(chǎng)觀察烘梗絲機(jī)排潮轉(zhuǎn)網(wǎng)也更干凈、通透。因此，上述因素均不構(gòu)成筒溫和熱風(fēng)溫度異常震蕩的要因。

通過進(jìn)一步長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)烘梗筒溫和熱風(fēng)溫度波動(dòng)時(shí)，其工作蒸汽流量逐漸變小，導(dǎo)致筒溫和熱風(fēng)溫度傳導(dǎo)換熱能力減小，再透過回收冷凝水觀視鏡觀察，疏水狀態(tài)較正常狀態(tài)時(shí)明顯偏弱，甚至出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象，因此鎖定為滾筒冷凝水疏水不連續(xù)導(dǎo)致的筒溫和熱風(fēng)溫度的波動(dòng)引起梗絲水分異常。

分析滾筒疏水不連續(xù)的原因，主要有兩個(gè)：一方面與筒溫調(diào)節(jié)工作原理緊密相關(guān)，筒溫的工作蒸汽壓力是根據(jù)熱能量的需求而變化的，那么疏水閥的壓差也是變化的，并且冷凝水在管路中流動(dòng)時(shí)也在不斷汽化，在疏水閥的閥蓋內(nèi)淤積產(chǎn)生汽封，導(dǎo)致筒溫?fù)Q熱后形成的冷凝水短時(shí)間不能及時(shí)流入疏水閥蓋內(nèi)，其結(jié)果就是筒溫蒸汽流量降低，單位時(shí)間內(nèi)的換熱能力下降，這就出現(xiàn)了烘梗絲機(jī)出口水分突然上升。另一方面，回收冷凝水泵無(wú)法直接、及時(shí)地排出冷凝水，那么形成的冷凝水就會(huì)不斷進(jìn)入水箱，導(dǎo)致冷凝水順著排氣口上升然后從水箱上的溢水口流出，在這一過程中會(huì)對(duì)水箱形成一定壓力，這會(huì)進(jìn)一步加劇滾筒加熱和熱交換器形成的冷凝水無(wú)法排出。這也是熱風(fēng)滯后波動(dòng)的直接原因。

2 解決措施

針對(duì)上述烘梗絲機(jī)滾筒冷凝水疏水不連續(xù)的問題，采取了以下3 個(gè)措施。

（1）更換帶破汽鎖裝置的浮球疏水閥。生產(chǎn)過程中，一方面是溫度調(diào)節(jié)控制原理導(dǎo)致疏水閥前后壓差變化，另一方面是因?yàn)槔淠谡羝艿纼?nèi)流動(dòng)不斷汽化產(chǎn)生散蒸汽，形成局部的汽封，而在疏水閥的閥蓋內(nèi)淤積產(chǎn)生的汽封，短時(shí)間內(nèi)阻滯了冷凝水的正常流動(dòng)。為保證疏水閥連續(xù)正常疏水，在烘絲機(jī)零壓疏水的前提下，無(wú)論工作蒸汽壓力如何，都必須保證疏水管路中的散蒸汽及時(shí)排出。為此，與蒸汽管道專家斯派莎克的技術(shù)人員交流探討，最終確認(rèn)選擇了一款帶破汽鎖裝置的浮球疏水閥代替原來(lái)的普通浮球疏水閥，并分別在筒溫和熱風(fēng)冷凝水管道進(jìn)行更換。其顯著特點(diǎn)是能及時(shí)排出疏水管路中的散蒸汽，防止產(chǎn)生汽封，進(jìn)而阻滯冷凝水的排放。

（2）優(yōu)化水箱。改變水箱高度，使冷凝水中的氣體盡快排出，而且調(diào)高自動(dòng)排水啟動(dòng)高度，從而調(diào)整自動(dòng)排水啟動(dòng)時(shí)間，同時(shí)在水箱內(nèi)部增加隔板，從而降低筒溫和熱風(fēng)溫度回收冷凝水對(duì)水箱沖擊，并快速降低冷凝水速度，減少氣體產(chǎn)生的同時(shí)加快氣體從冷凝水中排出。

（3）減少回收冷凝水泵內(nèi)部氣體。在回收冷凝水泵的部位增加了一個(gè)抽空電氣裝置，當(dāng)有氣體進(jìn)入泵體內(nèi)導(dǎo)致無(wú)法抽走冷凝水時(shí)，此設(shè)備開啟及時(shí)排出泵內(nèi)的氣體，保證冷凝水泵有效運(yùn)行、避免輸水不暢，從而保證筒溫和熱風(fēng)溫度。

3 改進(jìn)效果

SH37 烘梗絲機(jī)筒溫冷凝水排放適應(yīng)性改造完成后，通過連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)運(yùn)行觀察，未發(fā)生過筒溫和熱風(fēng)溫度的工作蒸汽薄膜閥開度異常震蕩現(xiàn)象，烘梗絲機(jī)梗絲水分一直保持在小范圍內(nèi)波動(dòng)，有效保障了制品烘梗絲過程的加工質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的改造目的（圖2）。

圖2 改進(jìn)后筒溫和熱風(fēng)溫度折線

4 結(jié)語(yǔ)

通過這次設(shè)備的更換改進(jìn)，徹底解決了烘梗絲機(jī)筒溫和熱風(fēng)溫度冷凝水的連續(xù)排放問題，有效避免冷凝水汽封的出現(xiàn)，保障了設(shè)備的有效性和穩(wěn)定性，提高了制絲梗絲制造水平，使精益制造更上一個(gè)臺(tái)階。