COMAS氣流干燥機蒸汽干度提高

薛智勇

摘要：為解決COMAS氣流干燥機出料煙絲含水率不穩定等問題，提高進入氣流干燥機的蒸汽干度。對管道和閥門保溫處理，減少蒸汽帶水，同時增加一臺高效汽水分離器，提高蒸汽干度。以某一生產牌號為對象，對改進前后出料含水率進行比較，結果表明：煙絲含水率標偏由0.31%降為0.25%。該技術可為保證氣流烘絲機出料含水率穩定提供支持。

關鍵詞：氣流干燥機;出料煙絲含水率;蒸汽干度

COMAS氣流干燥機是卷煙生產中廣泛使用的干燥設備，通過特殊的塔式結構，將高溫工藝氣體通入干燥段，使得煙絲在極短的時間內與工藝氣體充分接觸從而干燥去濕，使煙絲卷曲膨脹干燥并達到要求的含水率。

一、存在問題

由于生產過程中COMAS氣流干燥機干燥煙絲的時間較短，來料流量、來料含水率、蒸汽質量等都對出口煙絲含水率產生影響，目前來料流量和來料含水率等均采取有效的方法控制。但由于氣流干燥機蒸汽使用方式為蒸汽直噴，與物料直接接觸，因此蒸汽中含水量的多少直接影響了出口煙絲含水率的高低，也使得出口含水率產生波動。改善前，對某一生產牌號6月份生產過程中氣流烘絲出口水分數據進行統計，發現烘后葉絲水分標偏為0.31%，發現目前設備的運行狀態并不能滿足葉絲干燥工序的含水率要求。

二、問題分析

一：正常生產中，蒸汽輸送系統的散熱損失存在蒸汽的輸送系統中，即使經過保溫的輸送管道，由于環境溫度較低，以及鍋爐負荷的變化，在蒸汽輸送的過程中總是存在一定的散熱損失，這是不可避免的。特別是現場有未保溫的閥門及管道，會極大的增加其散熱損失， 增加下游蒸汽帶水量，降低下游設備蒸汽干度，影響產品帶水率。由于閥門表面積難以測量，根據工程實踐經驗，閥門散熱當量長度相當于同口徑 1m 管道。下圖為對某現場 DN50 截至閥未裝保溫夾套與裝有保溫夾套的閥門表面溫度對比。對于閥門散熱損失而凝結的冷凝水量計算，可參考高等教育出版社楊世銘編寫的《傳熱學》（第四版）第 11 頁的例題。本報告以現場實測溫度為例，未保溫閥表面溫度為175°C，保溫后閥表面溫度為45°C，做相關的冷凝水量計算，如下所示：

由上述可以看出，即使對于 DN50 的閥門來說，不保溫產生的冷凝水量是保溫的 10 倍以上，對于蒸汽干度的影響較大，這也是導致現場設備使用的蒸汽帶水的原因之一。

二：停機時設備和管道積水工廠設備停機時，管道及設備內的蒸汽就會變成冷凝水。而且預熱時，蒸汽需加熱管道及設備，產生的冷凝水較多。如果沒有將這些冷凝水排掉，那么這些冷凝水就會進入設備。

三：上游供應的蒸汽帶水，外供蒸汽由于管道輸送距離等因素，導致制絲車間蒸汽帶水嚴重。

氣流干燥機作為煙絲線最后一道工序，其上游蒸汽帶水對產品的影響較大;計算如下所示：

干燥機直噴蒸汽壓力3.5barg（蒸發焓2115kj/kg;水焓624kj/kg）;

假設氣流干燥機需求熱量210kW

計算干飽和蒸汽耗量：210 * 3600/（2115 + 624） = 276kg/h

假設實際蒸汽干度為85%;

計算實際蒸汽耗量：210 * 3600/（2115 * 0.85 + 624） = 312kg/h

由此可以發現，當蒸汽干度降低時，單位時間輸入的熱量也會降低，影響干燥機出口煙絲的溫度和含水率。

三、改進方法

一：在氣流干燥機前增加1套高效汽水分離 。

二：蒸汽管道閥門安裝保溫，考慮到閥門需要經常維護的情況。常規的保溫在每次維護后都將損壞，維護成本高，建議使用可拆卸式保溫夾套對未保溫的蒸汽閥門保溫，其有優點如下： 保溫效果可以達到傳統保溫的效果;易拆卸，方便維護;可反復使用，節省維護成本。

四、效果驗證

通過改進后，對8月份同一牌號的烘絲機出口水分數據進行統計分析，發現烘 絲機出口水分的穩定性達到了預期效果，煙絲含水率標偏由0.31%降為0.25%。

五、結論

通過對COMAS氣流干燥機蒸汽系統管道閥門進行保溫和增設高效汽水分離器，有效減少蒸汽中的冷凝水，提高蒸汽干度，使得烘絲機出口水的穩定性得到了有效提高。