SH37 烘梗絲機冷凝水排放適應性改造

張 輝，向勇剛，彭 濤，劉 睿

（重慶中煙工業有限責任公司重慶卷煙廠，重慶 400061）

0 引言

SH37 烘梗絲機主要由出料罩、筒體、加熱管道、傳動裝置、熱風系統、管路系統、排潮管道等組成，主要的工藝任務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：梗絲經篩網進入干燥滾筒內，在圓形空間內通過炒料板不斷翻滾下落，與筒體加熱管板及熱風充分接觸，達到烘絲目的。筒體加熱管板溫度（簡稱“筒溫”）的高低及穩定在烘絲過程中起重要作用，而熱風起調節作用，烘絲筒溫和熱風溫度的穩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定[1]。

SH37 烘梗絲機加熱的能量全部由蒸汽提供，蒸汽進行熱交換后會產生兩部分冷凝水：一是滾筒加熱后形成的冷凝水，另一部分是蒸汽通過熱風散熱器熱量交換后形成的冷凝水。兩部分冷凝水經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蒸汽全熱能的20%～30%回收到動力車間[2]，使剩余的熱量和軟水得到再次利用，有效節約能源。

1 當前現狀以及原因分析

1.1 當前現狀

設備技改更新后，烘梗絲機在生產過程中出現筒溫和熱風溫度大幅波動引起出口梗絲水分劇烈變化的現象（圖1）。

1.2 原因分析

通過設備系統自動控制原理，結合圖1 曲線分析：在水分升高時，為保證出口水分，PLC 運算后通過集中控制PID（Proportion Integration Differentiation，比例、積分和微分）系統增加筒溫和熱風溫度工作蒸汽薄膜閥的開度來增大工作蒸汽壓力和流量，其短時間內薄膜閥的開度遠遠偏離正常工作狀態時的開度值，以達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準下限，然后工作蒸汽薄膜閥開度逐步回落恢復到開始過料狀態時。這種筒溫和熱風溫度工作蒸汽薄膜閥開度的震蕩，嚴重影響了梗絲的加工過程質量和穩定。

圖1 技改后筒溫和熱風溫度折線

針對工作蒸汽薄膜閥開度異常震蕩現象，再通過MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統）終端統計數據以及人、機、料、法、環多維度進行分析，發現來料梗絲水分顯示值基本穩定，均在±0.2%范圍內波動，而且現場觀察烘梗絲機排潮轉網也更干凈、通透。因此，上述因素均不構成筒溫和熱風溫度異常震蕩的要因。

通過進一步長時間的跟蹤觀察，發現烘梗筒溫和熱風溫度波動時，其工作蒸汽流量逐漸變小，導致筒溫和熱風溫度傳導換熱能力減小，再透過回收冷凝水觀視鏡觀察，疏水狀態較正常狀態時明顯偏弱，甚至出現斷流的現象，因此鎖定為滾筒冷凝水疏水不連續導致的筒溫和熱風溫度的波動引起梗絲水分異常。

分析滾筒疏水不連續的原因，主要有兩個：一方面與筒溫調節工作原理緊密相關，筒溫的工作蒸汽壓力是根據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時也在不斷汽化，在疏水閥的閥蓋內淤積產生汽封，導致筒溫換熱后形成的冷凝水短時間不能及時流入疏水閥蓋內，其結果就是筒溫蒸汽流量降低，單位時間內的換熱能力下降，這就出現了烘梗絲機出口水分突然上升。另一方面，回收冷凝水泵無法直接、及時地排出冷凝水，那么形成的冷凝水就會不斷進入水箱，導致冷凝水順著排氣口上升然后從水箱上的溢水口流出，在這一過程中會對水箱形成一定壓力，這會進一步加劇滾筒加熱和熱交換器形成的冷凝水無法排出。這也是熱風滯后波動的直接原因。

2 解決措施

針對上述烘梗絲機滾筒冷凝水疏水不連續的問題，采取了以下3 個措施。

（1）更換帶破汽鎖裝置的浮球疏水閥。生產過程中，一方面是溫度調節控制原理導致疏水閥前后壓差變化，另一方面是因為冷凝水在蒸汽管道內流動不斷汽化產生散蒸汽，形成局部的汽封，而在疏水閥的閥蓋內淤積產生的汽封，短時間內阻滯了冷凝水的正常流動。為保證疏水閥連續正常疏水，在烘絲機零壓疏水的前提下，無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排出。為此，與蒸汽管道專家斯派莎克的技術人員交流探討，最終確認選擇了一款帶破汽鎖裝置的浮球疏水閥代替原來的普通浮球疏水閥，并分別在筒溫和熱風冷凝水管道進行更換。其顯著特點是能及時排出疏水管路中的散蒸汽，防止產生汽封，進而阻滯冷凝水的排放。

（2）優化水箱。改變水箱高度，使冷凝水中的氣體盡快排出，而且調高自動排水啟動高度，從而調整自動排水啟動時間，同時在水箱內部增加隔板，從而降低筒溫和熱風溫度回收冷凝水對水箱沖擊，并快速降低冷凝水速度，減少氣體產生的同時加快氣體從冷凝水中排出。

（3）減少回收冷凝水泵內部氣體。在回收冷凝水泵的部位增加了一個抽空電氣裝置，當有氣體進入泵體內導致無法抽走冷凝水時，此設備開啟及時排出泵內的氣體，保證冷凝水泵有效運行、避免輸水不暢，從而保證筒溫和熱風溫度。

3 改進效果

SH37 烘梗絲機筒溫冷凝水排放適應性改造完成后，通過連續長時間生產運行觀察，未發生過筒溫和熱風溫度的工作蒸汽薄膜閥開度異常震蕩現象，烘梗絲機梗絲水分一直保持在小范圍內波動，有效保障了制品烘梗絲過程的加工質量，達到預期的改造目的（圖2）。

圖2 改進后筒溫和熱風溫度折線

4 結語

通過這次設備的更換改進，徹底解決了烘梗絲機筒溫和熱風溫度冷凝水的連續排放問題，有效避免冷凝水汽封的出現，保障了設備的有效性和穩定性，提高了制絲梗絲制造水平，使精益制造更上一個臺階。