卷煙制絲線異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)燒毀原因研究

普云偉，方瑞萍，肖智斌，馬加平，張興禮，田德興

（紅云紅河煙草集團(tuán)會(huì)澤卷煙廠，云南 會(huì)澤 654200）

在卷煙生產(chǎn)的制絲線中，干燥和回潮設(shè)備在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含塵埃、雜質(zhì)和水汽的工藝尾氣。為滿足工藝除塵、除異味及環(huán)保節(jié)能的要求，近年來，制絲排潮尾氣處理技術(shù)的改進(jìn)、異味處理系統(tǒng)的研發(fā)、除塵除異味設(shè)備優(yōu)化、除塵系統(tǒng)節(jié)能降耗等成為研究的熱點(diǎn)。增配風(fēng)機(jī)是卷煙生產(chǎn)過程中排潮除異味系統(tǒng)的中段增壓設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，隨著使用時(shí)間的推移，增配風(fēng)機(jī)電機(jī)短路燒毀問題逐漸突顯，由于卷煙生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度較高，除塵系統(tǒng)和除異味系統(tǒng)均實(shí)行集中統(tǒng)一管理、聯(lián)鎖控制，往往造成制絲設(shè)備整線停機(jī)，極大地影響了車間生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本文對(duì)××卷煙廠制絲線異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)燒毀的原因進(jìn)行探究，尋求問題根源，為從根本上解決電機(jī)燒毀問題提供有力依據(jù)。

1 異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 增配風(fēng)機(jī)工作狀況調(diào)查

××卷煙廠增配風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)與停止由主機(jī)設(shè)備控制，一經(jīng)運(yùn)行起來，就按設(shè)定頻率運(yùn)行直至制絲主機(jī)設(shè)備停止運(yùn)行。相應(yīng)的變頻器控制相應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，廢汽通過風(fēng)機(jī)送入異味處理靜壓箱。當(dāng)相應(yīng)增配風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障而停止運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)報(bào)警信息，一旦增配風(fēng)機(jī)出現(xiàn)報(bào)警而停止運(yùn)行時(shí)，由于連鎖控制的原因，相應(yīng)的主機(jī)設(shè)備隨之也會(huì)停止運(yùn)行，導(dǎo)致停機(jī)斷料。

1.2 增配風(fēng)機(jī)故障原因調(diào)查

對(duì)2019 年3 ～10 月增配風(fēng)機(jī)故障的原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1。增配風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障的原因主要有三種：電機(jī)燒毀故障、風(fēng)機(jī)機(jī)械故障、信號(hào)聯(lián)鎖故障，其中電機(jī)燒毀故障出現(xiàn)次數(shù)較多，占比85.7%，由此判斷電機(jī)燒毀是主要癥結(jié)。

表1 2019 年3 ～10 月增配風(fēng)機(jī)故障情況調(diào)查

2 異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)燒毀原因研究

2.1 電機(jī)工作環(huán)境

電機(jī)工作環(huán)境的溫濕度可能會(huì)影響電機(jī)的工作情況，通常電機(jī)工作的額定環(huán)境溫度不能超過45℃，不能低于-10℃，環(huán)境濕度不能高于90%，環(huán)境濕度過高會(huì)使水汽浸入電機(jī)內(nèi)部凝結(jié)成水，降低絕緣性能，造成短路、燒毀。多次監(jiān)測了排潮風(fēng)機(jī)室環(huán)境溫度和濕度，結(jié)果表明，生產(chǎn)過程中排潮風(fēng)機(jī)室最高環(huán)境溫度（29℃）均低于增配風(fēng)機(jī)電機(jī)工作的額定環(huán)境溫度（45℃），最高環(huán)境濕度（68%）低于增配風(fēng)機(jī)電機(jī)的額定環(huán)境濕度（90%），且電機(jī)冷卻風(fēng)扇運(yùn)行正常，確保了電機(jī)工作環(huán)境溫濕度的符合性，說明環(huán)境溫濕度不是導(dǎo)致電機(jī)燒毀的直接原因。

2.2 電機(jī)運(yùn)行負(fù)載

正常情況下，運(yùn)行過程中的負(fù)載不會(huì)超過電機(jī)的額定負(fù)載，但當(dāng)軸承損壞，或葉輪與電機(jī)不匹配，或管道電動(dòng)閥門運(yùn)行不正常的情況下，就會(huì)給電機(jī)產(chǎn)生額外負(fù)載，使得電機(jī)負(fù)載過大，甚至導(dǎo)致電機(jī)燒毀，本研究對(duì)這一因素進(jìn)行深入探索。首先檢查軸承是否損壞，根據(jù)《GB/T 1184-1996》，電機(jī)軸軸向同軸度＞0.2mm，分別對(duì)9 臺(tái)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)軸的軸向同軸度進(jìn)行了測量，結(jié)果如表2，可以發(fā)現(xiàn)9 臺(tái)電機(jī)軸的同軸度均小于0.2mm，通過排查，增配風(fēng)機(jī)工作時(shí)均無明顯異響，說明軸承沒有損壞，且運(yùn)行狀態(tài)良好，不會(huì)給電機(jī)帶來額外的負(fù)載。

表2 電機(jī)軸軸向同軸度統(tǒng)計(jì)表

如果增配風(fēng)機(jī)的葉輪與電機(jī)不匹配，可能使得電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流大于電機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電機(jī)燒毀。分別對(duì)9 臺(tái)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電流大小進(jìn)行了測量及統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，9 臺(tái)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電流均小于其額定電流，說明葉輪與電機(jī)是匹配的，運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生額外負(fù)載。

管道電動(dòng)閥門運(yùn)行不正常也可能給電機(jī)帶來額外的負(fù)載。依次對(duì)9 臺(tái)增配風(fēng)機(jī)進(jìn)入靜壓箱的管道電動(dòng)閥門進(jìn)行了單機(jī)開啟與關(guān)閉實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中仔細(xì)觀察閥門動(dòng)作的情況，結(jié)果表明，閥門動(dòng)作順暢，不存在卡塞現(xiàn)象，且增配風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)管道電動(dòng)閥門實(shí)際狀態(tài)與上位控制狀態(tài)是一致的，說明管道電動(dòng)閥門運(yùn)行正常。

通過探究，電機(jī)軸承完好，葉輪與電機(jī)匹配，電動(dòng)閥門運(yùn)行正常，電機(jī)沒有超負(fù)載運(yùn)行，所以，電機(jī)負(fù)載不是導(dǎo)致電機(jī)燒毀的原因。

2.3 電機(jī)缺相運(yùn)行

電機(jī)缺相運(yùn)行時(shí)，電機(jī)不能獲得較好的穩(wěn)態(tài)輸出，甚至存在較大的瞬態(tài)扭矩。若輸出轉(zhuǎn)矩仍達(dá)到全相運(yùn)行時(shí)的額定值，相電流必然大于額定電流，將導(dǎo)致電機(jī)過熱或過流，進(jìn)而引起系統(tǒng)故障，甚至導(dǎo)致電機(jī)燒毀。在用的電機(jī)均為三相電機(jī)，根據(jù)電氣原理圖分別依次對(duì)9 臺(tái)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)線電壓進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)9 臺(tái)電機(jī)的線電壓均≥380V。通過查看變頻器歷史報(bào)警信息，均沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān)電機(jī)缺相報(bào)警的故障代碼。綜上兩項(xiàng)驗(yàn)證，說明9 臺(tái)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行時(shí)沒有發(fā)生過缺相的現(xiàn)象。

2.4 電機(jī)與葉輪連接方式

煙草制絲過程中回潮和干燥工序產(chǎn)生的尾氣含有雜質(zhì)和水汽，尾氣通過增配風(fēng)機(jī)送入異味處理機(jī)，電機(jī)與葉輪的連接方式以及電機(jī)的密封性能會(huì)直接影響尾氣中的水汽是否進(jìn)入電機(jī)，導(dǎo)致電機(jī)受潮腐蝕。

根據(jù)以往故障率最高的松散回潮增配風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)密封性能極差，電機(jī)前段法蘭與輸出軸處僅安裝有一個(gè)環(huán)形密封圈，且該密封圈無任何沉槽進(jìn)行固定，金屬密封圈已銹蝕，如圖1。同時(shí)，對(duì)電機(jī)繞組情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)繞組中有水汽，更嚴(yán)重的是，部分區(qū)域已經(jīng)形成了冷凝水，一些冷凝水已經(jīng)滲透到了電機(jī)線圈內(nèi)部，如圖2。

通過理論分析和實(shí)踐探究，電機(jī)與葉輪的連接方式是導(dǎo)致增配風(fēng)機(jī)電機(jī)內(nèi)部銹蝕的主要原因，異味處理系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，水汽和雜質(zhì)很容易通過葉輪流竄到電機(jī)內(nèi)部，煙草制絲尾氣帶有一定的腐蝕性，加速了電機(jī)金屬密封圈的銹蝕和電機(jī)繞組的老化。

圖1 銹蝕的金屬密封圈

圖2 電機(jī)繞組

3 降低增配風(fēng)機(jī)電機(jī)燒毀次數(shù)對(duì)策淺談

針對(duì)增配風(fēng)機(jī)電機(jī)燒毀問題，根據(jù)探究，最主要的原因是增配風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的缺陷，導(dǎo)致尾氣中的水汽從葉輪流竄到電機(jī)內(nèi)部，要從根本上解決電機(jī)與葉輪的串氣問題，初步探究可以從三方面入手制定對(duì)策：一是將各工序產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入異味處理系統(tǒng)之前進(jìn)行去濕氣處理；二是定期預(yù)防性更換增配風(fēng)機(jī)電機(jī)；三是從改變?nèi)~輪與電機(jī)的連接方式上入手，對(duì)原有風(fēng)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造。具體采取哪種對(duì)策，需要從改造難度、改造費(fèi)用、改造耗時(shí)、裝配安裝要求及后期維護(hù)等因素進(jìn)行綜合考慮。

4 結(jié)語

卷煙生產(chǎn)過程中，通過除塵除異味系統(tǒng)、排潮除異味系統(tǒng)等將雜質(zhì)及有害物質(zhì)過濾、分解，可以有效降低廢氣排放濃度。增配風(fēng)機(jī)在異味處理系統(tǒng)中起著提供傳輸動(dòng)能的作用，其工作性能的好壞會(huì)直接影響制絲整個(gè)生產(chǎn)線，本研究從環(huán)境因素、電機(jī)負(fù)載、缺相運(yùn)行、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)等方面深入探究了增配風(fēng)機(jī)電機(jī)頻繁燒毀的原因，并提出了幾種解決問題的對(duì)策，有望為異味處理系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化提供思路啟發(fā)和有效借鑒。