卷烟厂联合工房滤棒车间除尘系统的设计

卷烟厂联合工房滤棒车间除尘系统的设计.02.2Ol2北京电力高等专科学校BeijingElectricPowerCollege电子,通信与自动控制固卷烟厂联合工房滤棒车间除尘系统的设计许诺符建文戴石良罗家强(1,南华大学衡阳三力高科技开发公司,湖南衡阳421001;2,湖南中烟工业有限责任公司长沙卷烟厂,湖南长沙410000)摘要:根据集中工艺除尘,绿色工房等技术要求,对长沙卷烟厂联合工房滤棒车间的滤棒成型机组和发射机组的工艺风力系统和环境除尘进行设计和实施.改造后的系统在经济效益和工作环境上具有显着优势,降低了运行成本,具有良好的可靠性,稳定性和可调节性.关键词:集中工艺除尘;绿色工房;可靠性;稳定性;可调节性中图分类号:TH17文献标识码:A文章编号:1009-O118(2012)-02.0137-02长沙卷烟厂联合工房联合工房二期工程总投资约8亿元,于2006年6月破土动工,至2008年上半年投产.二期卷包车间与一期制丝车间对接并组成完整的制丝,卷接包生产工房,卷烟生产规模达120万箱/年.期工程实施的滤棒车间成型,贮存,发射设备包括:9套KDF4+7套KDF3,YF171以及lO套YF27,前期还有少量PM5N,逐步更换为KDF4机型.针对联合工房工艺标准提高和改善作业环境的要求,滤棒成型和发射设备需要设计和建立多个集中除尘系统,包括滤棒成型机组接收鼓(亦称滤棒收集装置)的集中风力供给和除尘系统,滤棒成型机组一级开松工艺的丝束开松集中风力除尘系统以及滤棒发射机组的集中风力除尘系统.这些系统的建立,首先改变了以往工艺设计中单机配备除尘装置的常规做法,集中处理生产过程中的粉尘,降低了作业现场的扬尘,噪声和废热,改善了车间作业环境;其次,拆除了部分设备中的高压装置,消除机台风机故障,减小维修工作量,节约维修费用,提高了相关设备的有效作业率;同时,通过多种控制调节手段保证了系统的风压和风量的稳定性,高效节能,体现了新时期卷烟厂联合工房滤棒车间除尘系统设计和施工的技术发展方向,达到了相关除尘系统设计和施工的较高水准.一,滤棒成型机组集中风力供给和除尘系统的设计滤棒成型机组集中风力供给和除尘系统是目前工艺设备改造上比较常用的新型工艺除尘系统.对于数套滤棒成型机组,拆除成型机组自带1个小高压风机(接收鼓风机),由具备自动风力平衡的集中风力系统提供成型机组工艺风力,将成型机组工艺风力集中供给与除尘相结合,形成满足各成型机组正常工作要求的集中风力供给,除尘与控制系统,并且在系统控制上考虑成型设备逐步到位和故障停机时,系统都能保证风力稳定,确保其他成型机组的正常工作.该装置由一台高压离心风机作为风力供给,除尘的动力源,将成型机组工艺风力供给与除尘融为一个有机整体.该系统具有风力发生与供给,粉尘收集,系统控制与管理等功能.主要由高压离心风机,除尘器,除尘管道,控制阀门,电控装置等组成.高压离心风机作为滤棒成型机组集中风力供给和除尘系统负压的集中供给装置,对该系统运行的可靠性和稳定性,影响至关重要.而系统风机的计算选型,必须以滤棒成型机组接收鼓原风机的风量和负压工艺参数为基础,再计入系统管道,管件,除尘器,消声器的风阻和漏风量,算得系统风量和负压的数值,并根据计算结果选择合适的风机.该厂前期拥有三种滤棒成型机:PM5N,KDF3以及KDF4.PM5N机型为20世纪9O年代早期英国MOLS公司出产,生产能力为400m/min.KDF3机型为德国KORBER公司出产,生产能力为600m/min.KDF4是德国Hauni最新款滤棒成型机,滤棒产量高达6,000支,分钟.三种机型接收鼓负压风机的风量与负压情况见下表:部位真空度(mbar)吸气量(m3/h)PM5N成型机接收鼓22O240350KDF3成型机接收鼓6OllOOKDF4成型机接收鼓90llo0在滤棒成型机组接收鼓(亦称滤棒收集装置)的集中风力供给和除尘系统方案设计之前,我们针对其中将逐步更换淘汰的PM5N机型进行了拆除原有接收鼓(亦称滤棒收集装置)负压风机采用外接设备替代的实验方法,对设备正常运行状态下的工艺参数进行了实测,并且得到了可以采信的设备工艺参数.通过替代性实验的实测数据和计算结果可知,PM5N机组接收鼓实际运行的风量与负压和KDF3机组较为接近,这样在设计集中风力供给和除系统时可采用统一的工艺参数.根据系统风量和负压,确定风机选型为DZ10.20No8aD,风机功率75Kw,风机风量11639m3/h,风机全压16584Pa,电机型号Y280S.2.除尘器选型为DLM3/5/12高效布袋除尘器,最大过滤风速为1.35m/s.这两套滤棒成型机组集中风力供给和除尘系统于2008年8月投入运行至今,系统运行状态良好,各机型滤棒成型机组的生产情况正常,机台有效作业率和滤棒产品指标均能达到工艺要求,进一步拓展了此项技术在国内滤棒成型工艺领域的适用范围.二,滤棒成型机组丝束开松集中风力除尘系统的设计滤棒的生产过程是把压缩的醋酸纤维丝束经过充分开松,张紧,松弛,以及添加增塑剂卷制成卷烟滤滤棒.因此,在成型加工过程中会产生一定程度的断丝,短纤维及纤维屑脱落等碎丝,并且在丝束的生产过程中也会积留一些这样的碎丝,丝束高速运动带动碎丝飘飞,从而产生飞花现象.飞花弥漫在生产车间空气中,对滤棒的质量(吸阻,硬度,重量等)及机械运动部件,电气线路和生产现场,操作人员的健康等方面都有很大的影响.我们以在16台成型机组的丝束高位一级开松工艺点设置负压吸尘罩配置软帘隔断的方式建立一个环境控制集中除尘系统(见图l,图2),消除醋酸纤维丝束开松过程中产生的飞花.通过负压除尘管道接入集中风力除尘系统的吸尘罩在高位开松工艺点形成负压抽吸效果,将工艺控制点生产过程中出现的飞花集中收集至除尘间布袋除尘器统一卸料处理.吸尘罩以下采用软帘隔断的方式既避免碎丝飞花逸出也满足了进出料和美观的要求.系统计算如下:每个机台由两个吸尘点构成包括一级开松和二级开松,其中一级开松的除尘管道直径为133ram,另一个除尘点采用的管道直径为89mm,直接与机台相接.单个机台的总设计风量取值1550m3/h,管道内设计风速16m/s.风机选型为DZ9-26No11,2D,风机功率90Kw,风机风量27142m3/h,风机全压7637Pa,电机型号Y280S.2.除尘器选型为DLM3/5/15高效布袋除尘器,过滤面积120InI,最大过滤风速为1.53m/s.作者简介:许诺(1977一),男,毕业于湖南大学,南华大学科技产业集团衡阳三力高科技开发公司,工程师,研究方向:卷烟厂除尘,排潮,物料输送,集中工艺风力.?137No.02.2Ol2北京电力高等专科学校BeijingElectricPowerCollege电子,通信与自动控制囤岬一.璺一L|;cp-图1丝束开松系统布置图图2丝三,成型机组滤棒发射机集中风力除尘系统的设计实施YF27型滤棒气力输送装置是常德烟草机械有限责任公司2006年自主研发的将储存输送装置中的滤棒自动,高速,远距离传输给下游卷接机组的设备.该装置由常德烟机公司依据卷烟自动生产线的工作特点研制,采用了对滤棒损伤较小的静态发射原理,以在滤棒入LJ处形成尽量低的真空,在滤棒出口处形成尽量高的正压(已经过多项实验验证).在电气设计上采用独立设计,PLC通过DP总线控制变频器并读取其工作状态,简化了控制线路,降低了故障率.该系统采用模块化设计,操作简单,维护方便,并具有故障自动处理功能.技术参数:额定发射能力l500rods/min,发射滤棒的规格O7.6mmO8.0mm,噪音水平85dB(A),外型尺寸(LwH)1200mm1480mm1940mm,发射单元数量max.6traits,功率消耗4.5KW,压缩空气消耗量90m/h,整机重量2000kg.借鉴我公司已有的卷接工艺风力供给方法及装置的专利技术原理,对于数台(套)滤棒发射机组,拆除单台设备鼓轮原有的高压风机与除尘装置,应用风力平衡调节技术,建立具有完善功能的集中风力站替代滤棒发射机组原有的单机鼓轮工艺风力系统,并通过风力的传输与分配使各滤棒发射机组具有完善的风力供给功能,从而保证滤棒发射机组鼓轮所需工艺风力连续,有效,稳定的供给.该系统具有风力发生与供给,粉尘输送与收集,风力传输与调节及系统控制与管理等功能.拆除厂方原有l0台YF27滤棒发射机组本身自带的高负压离心风机之后,建立一个成型机组滤棒发射机集中风力除尘系统.除尘系统的风机采用变频调速,自控系统采用PLC控制及触摸屏监控,在除尘主风管上设置压力传感器,可实时检测系统运行时的压力变化.具体调节方法是:在触摸屏上预先设置系统的风压值,压力传感器检测到压力值,PLC根据检测值与设定值之间的变化以及开机台数,自动调节风机转速,使风压维持在相对稳定的状态,同时节能降耗.并且采用主管风速实时监控与自动补偿方式,在系统内滤棒发射机组开机台数进入极端工况(一般3台),系统总风量低于风机正常运行工况区间时,开启主管上设置的高阻尼自动补偿装置(见图3),保证风机稳定运行,系统风压风量满足滤棒发射机组工艺风力的供给.138图3阻尼自动补偿装置系统计算如下:每台设备设计风量取值1000m/h,设计风压8000Pa.风机选型为DZ1020No8aD,风机功率75Kw,风机风量11639m/h,风机全压16584Pa,电机型号Y280S.2.除尘器选型为DLM2/4/15高效布袋除尘器,过滤面积120m,最大过滤风速为1.53m/s.四,滤棒成型工段除尘器的设计选用滤棒车间的粉尘主要包括断丝,短纤维及纤维屑脱落等碎丝,其特点为:(一)粉尘比重轻,在除尘箱体内由_丁气流的扰动而悬浮不易沉降.(二)粉尘在管道运动巾容易产生静电,使短细醋酸纤维附着在过滤布袋上不容易反吹下来.(三)醋酸纤维为长条形粉尘,如果除尘器布袋间隙不合理的的话容易在两个布袋间形成搭桥,引起除尘器箱体堵塞.(四)缠绕成团后反吹下来的短细醋酸纤维有可能会堆积在倾角不够大的灰斗内壁上.()醋酸纤维有定的吸水性,缠绕成团后具有很强的韧性,极易缠绕堵塞旋转式卸灰阀,导致卸灰阀故障.根据以上主要特点,我们在选型中对此类除尘设备做了以下特别配置:1,为解决粉尘静电而产生的附着问题,选用防静电覆膜滤料,并采用不锈钢材质的滤袋架.2,短细醋酸纤维比重轻,过高的过滤风速有可能使短细醋酸纤维附着在除尘滤袋上并在除尘器箱体内悬浮且不易沉降,根据实验结果,除尘器的过滤风速取值1.6m/min.3,将除尘器每个单元1O条布袋改为8条布袋,增大除尘器布袋间的间隙,杜绝短细醋酸纤维粉尘在布袋间的搭桥现象.4,为了增大除尘器灰斗的倾角,将该除尘器设计为单列单斗,并在灰斗内壁采用增滑涂层,防止和减少短细醋酸纤维灰斗内壁上的附着.5,带旋转密封功能的卸灰机构被醋酸纤维缠绕堵塞后会导致卸灰阀停转甚至烧毁卸灰阀电机,考虑滤棒成型工段各系统的尘量不大,不需要连续卸灰,改用配置手动插板阀且密封性较好的粉尘收集桶,在交接班时南人工倾倒,以解决卸灰和粉尘收集转运的问题.该类型除尘器在各系统投产之后保持长期可靠稳定运行,粉尘分离效果良好,设备维护简单,彻底为用户解决了相关纤维状粉尘处理的问题.五,结论卷烟厂联合工房滤棒车间的各个除尘系统根据厂方的整体技改安排分阶段实施,相继解决了系统设计施工中多机型系统统一设备选型,拆除相关设备负压风机,醋酸纤维粉尘控制,相关布袋除尘器选用等技术难题,并且采用了总管和机台对应补风,机台工艺管道停机关闭,风机变频控制,除尘房消声降噪等绿色工房技术措施,取得了良好的技术效果和社会效应.参考文献:【1】许谖罗家强,戴石多机型滤棒成型机组集中风力供给和除尘系统接收鼓轮负压风机替代性实验J】.科技信息,2011,(18):369.