SH625型烘丝机蒸汽管路的改进

摘要：针对SH625型烘丝机出口含水率波动以及开机预热时间长等问题，通过对烘丝工艺流程及设备原理的分析以及疏水工作压差的分析计算，得出烘丝机疏水系统疏水能力不足的结论。并针对症结对SH625型烘丝机蒸汽管路进行了改进，通过改进使烘丝机预热时间从原来约40分钟缩短到约12分钟，工作中的冲击性噪音消失，烘丝机出口含水率恢复稳定。

关键词： 烘丝机，疏水阀，排水量

1.前言

烘丝机是卷烟厂制丝生产线上的关键设备， 用于叶丝的干燥去湿。烘丝机利用高温快速干燥， 使叶丝的膨胀状态固定下来， 提高烟丝的填充值， 并达到要求的含水率。当烟丝品种、含水率和流量变化时， 可以通过调整蒸汽压力、热风温度、热风风量等控制参数，来达到最佳的烘丝效果。蒸汽管路系统工作性能是否稳定对产品的质量产生直接的影响。本文对使用SH625型烘丝机蒸汽管路系统存在的问题进行分析改进，使烘丝机工作的稳定性和可靠性得以提高，从而满足产品的工艺质量要求。

2.问题提出

SH625型薄板式烘丝机在使用过程中存在以下问题：

烘丝机预热时间过长，在环境温度20℃时，圆筒筒壁达到设定值120℃所需时间长达40分钟，不仅浪费大量能源，也严重影响生产效率。

3.预热时间偏长的分析整改

3.1.问题现状

查阅设备设计图纸发现，生产能力为3000Kg/h 的SH612B型烘丝机中有十组薄板热交换器，疏水系统采用40㎜管径的疏水管道和一组DN40的疏水阀组件；生产能力为5200Kg/h的SH625型烘丝机有十二组薄板热交换器，疏水管系统结构和组件与SH612B型烘丝机一致。生产能力增加67%，而疏水能力没有增加，显然疏水能力难以满足。

SH625烘丝机热交换器为薄板式结构，预热时筒壁温度由常温升到设定的120℃，产生的水量较大，由于疏水能力不足，使薄板内的冷凝水不能及时疏出，导致预热时间偏长。

3.2.问题分析

3.2.1. 蒸汽疏水阀

蒸汽疏水阀是一种能自动从蒸汽管道和蒸汽用汽设备中排除凝结水和其他不凝结气体，并阻止蒸汽泄漏的阀门。

本设备设计上采用的疏水阀为斯派莎克FT43-14，相关参数如下：

阀体材料为HT250，口径为DN40，设计压力PN=1.6MPa，△PMX（最大压差）为13bar（1.3 MPa），最低工作压力0.1 bar g，最高允许背压率80%。

3.2.2. 疏水阀工作压差的计算

疏水阀工作压差是指疏水阀前的工作压力与疏水阀后背压之间的差值。由于车间采用将排出的冷凝水集中回收的方式，故需考虑疏水阀的后背压。鉴于疏水阀安装在靠近回水箱处，故忽略回水管阻力，只计算回水箱内压力。

本疏水系统中冷凝水管直接从水箱的底部接入，故内压力为水箱内高度水柱产生的压强。冷凝水管中的水温接近100℃，水箱高水位h为0.54m，而该状态下水的密度为958.4kg/m3，带入压强公式：p= gh，可以得到：p = 5071Pa = 0.05071 bar，预热时烘丝机的工作压力约3 bar，于是可得疏水阀工作压差： =3 bar-0.05071bar = 2.94929 bar

3.2.3. 排水量

由工作压差以及疏水阀的型号类别，对照斯派莎克排量图，可得出系统的疏水能力为2200 kg/h.

设备在运行中进薄板的蒸汽流量为800 kg/h～900 kg/h之间。由于开车时，设备中大量空气和低温凝结水，较低的入口压力，会使疏水阀超负荷运行，此时球阀水阀要求比正常工作时的排水量大出1到2倍，因此所需理论排量应达到2400 kg/h ～2700 kg/h才能满足开车时的正常疏水。

3.3. 结论

由上分析可知，烘丝机疏水系统无法满足开车时的正常疏水，无法及时排出凝结水，降低了加热设备的热效率，从而使烘丝机开车预热时间偏长。

疏水性能的不足不仅大大降低了蒸汽使用效率，也影响设备的性能和寿命，因此必须增大烘丝机疏水系统的疏水能力。

3.4.疏水系统的整改

针对设备疏水能力不足的情况，我们采用在原有薄板疏水管路旁再并联一组相同能力的疏水组件，以满足烘丝机排管的疏水要求，从而缩短烘丝机的预热时间，在规定时间达到设定温度。

3.5.整改效果分析

整改后烘丝机预热达到设定温度所需要的时间明显缩短，由原来的约40min缩短为12min，同时由于疏水能力增大，减少了疏水管道的局部冲击，间歇性噪音因此消除，出口含水率恢复稳定。

4.经济效益

4.1.效果验证

烘丝机蒸汽管路改造后投入使用，烘丝机预热时间从原来约40分钟缩短到约12分钟，工作中的冲击性噪音消失，烘丝过程的热风温度、筒壁温度及烟丝含水率较稳定。

4.2.经济效益

通过改造，烘丝机的工作温度稳定性和响应速度大大提高，工艺质量控制稳定，自动停机现象明显减少，有效减少烘丝机停机造成的烟丝的现象，节约了对烟丝的损耗，取得明显的经济效益。

4.2.1.烟丝损耗计算

按目前车间日均生产6批次烟丝，每次停机后因“干头”“干尾”的造碎烟丝30kg计算，每次损失为：30kg/次×60元/kg=1800元/次

假设烘丝机工作受蒸汽影响的概率为20%，则改造前每天约有6×0.2=1.2次因此而停机，每月22个工作日将出现22×1.2=26.4次停机，那么一年将有：1800×12×26.4=570240（元）

4.2.2.蒸汽损耗计算

按照烘丝机预热时间由40min缩短为12min计算，每天预热时间节省28min，平均每月22个工作日，预热时烘丝机消耗蒸汽量在1500kg/h左右，每吨蒸汽的成本价格为72.5×5.3=384.25（元），合0.38425元/kg，故一年可节约：22×12×28÷60×1500×0.38425=71009.4（元）

综上所述，当年即可降低生产成本约64万元。

5.总结

通过对烘丝机空气加热器和热交换器疏水管路的改进，提高了疏水管路的疏水能力，从而缩短开车预热时间，减少疏水管道的局部冲击，消除间歇性噪音；通过对主蒸汽管道的改进，大大提高了烘后烟丝含水率控制的稳定性，确保烘后烟丝质量稳定。

参考文献：

[1]郑洪生.《气压传动及控制》，北京：机械工业出版社，2002.

[2]王智德.《烟机设备修理技师培训教材-卷烟制丝设备》，国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心，2001.

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