氣流烘絲機(jī)軟水系統(tǒng)節(jié)水改造

摘 要：氣流烘絲機(jī)（HXD）的132kW風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)需要對(duì)軸承箱進(jìn)行水冷，冷卻水是動(dòng)力車間處理過(guò)的軟水，冷卻后直接排入下水道，每年浪費(fèi)約2500噸的軟水。文章通過(guò)改造氣流烘絲機(jī)軟水系統(tǒng)管路，增加電磁閥、溫度傳感器、I/O模塊等電控元件，修改PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)冷卻水的循環(huán)利用，減少水資源的浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：氣流烘絲機(jī)；循環(huán)風(fēng)機(jī)；冷卻水；軟水管路；PLC控制程序

引言

氣流烘絲機(jī)的循環(huán)風(fēng)機(jī)為132kW電機(jī)，電機(jī)運(yùn)行時(shí)需要進(jìn)行水冷，目前，氣流烘絲機(jī)循環(huán)風(fēng)機(jī)使用的冷卻水是由動(dòng)力車間處理過(guò)輸送至我車間的軟水，此軟水流經(jīng)風(fēng)機(jī)軸承箱進(jìn)行冷卻后直接排入下水道，經(jīng)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)一批次煙絲會(huì)消耗掉大約7噸的軟水，每年要生產(chǎn)約360批次，合計(jì)會(huì)浪費(fèi)2500余噸的軟水，是極大的水資源浪費(fèi)。

1 氣流烘絲機(jī)軟水系統(tǒng)

1.1 軟水系統(tǒng)現(xiàn)狀

HXD的軟水系統(tǒng)主要有兩個(gè)用途：（1）給生產(chǎn)用模擬水供應(yīng)，經(jīng)水箱流出后利用齒輪泵以均勻的流量供應(yīng)給生產(chǎn)物流，使用電磁液位計(jì)檢測(cè)水箱液位，并控制電磁閥打開(kāi)供水管路給水箱供水，模擬水管路由E+H流量計(jì)檢測(cè)加水流量，通過(guò)PLC調(diào)節(jié)齒輪泵的變頻器頻率來(lái)保證供水流量的穩(wěn)定；（2）給循環(huán)風(fēng)機(jī)軸承箱供應(yīng)冷卻水，當(dāng)HXD風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后就打開(kāi)電磁閥進(jìn)行水冷卻，風(fēng)機(jī)停止后電磁閥關(guān)閉。

循環(huán)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后必須供應(yīng)冷卻水，而模擬水是在氣流烘絲機(jī)生產(chǎn)的預(yù)熱過(guò)程和冷卻過(guò)程使用。氣流烘絲機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程分為預(yù)熱、生產(chǎn)、冷卻三階段，冷卻水在三階段均需供應(yīng)；模擬水僅需在預(yù)熱、冷卻階段供應(yīng)。

1.2 解決方案

要解決HXD風(fēng)機(jī)冷卻水浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題，最好的辦法就是將循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻水回收再利用。最有效的辦法就是將冷卻水管路改造，使冷卻水能夠循環(huán)使用。圖1為擬改造后的軟水管路，將冷卻水排放進(jìn)入水箱，并通過(guò)齒輪泵把水箱中的水分別供應(yīng)給冷卻水和模擬水。當(dāng)僅需冷卻水時(shí)生產(chǎn)物流用水截止（如圖1所示，B部分），打開(kāi)冷卻水管路的電磁閥，利用齒輪泵電機(jī)將冷卻水送入風(fēng)機(jī)軸承箱冷卻（如圖1所示，A部分），冷卻后的水排放進(jìn)入水箱二，水箱二中的水通過(guò)滴漏方式進(jìn)行冷卻后滴入水箱一循環(huán)使用。

2.1 軟水管路改造

（1）在原模擬水管路上與流量計(jì)并聯(lián)一路管路作為冷卻水的上水管路，并且在流量計(jì)前的支路上安裝一個(gè)電磁閥，控制模擬水管路的通斷。

（2）利用現(xiàn)場(chǎng)的模擬水水箱，保留原來(lái)的所有管路，在原水箱一上方重新安裝一個(gè)水箱二，把冷卻水的下水管接到水箱二上，并且在水箱二下部打孔，使水流經(jīng)過(guò)孔洞散失熱量降溫后流回到原來(lái)的水箱中，使循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻水能夠回收再利用。

2.2 電控元件改造

（1）如圖2所示，在齒輪泵前的管路上通過(guò)一個(gè)三通接頭安裝一個(gè)溫度傳感器，用來(lái)檢測(cè)水溫。

（2）在水箱的排水管路上安裝一個(gè)電磁閥，當(dāng)水溫或水位超過(guò)設(shè)定值后控制閥門打開(kāi)排水。

（3）在電控柜i/o箱中新增加一塊DO模塊和2個(gè)繼電器，接入新增電磁閥的線圈。

（4）將新加的溫度傳感器連接到氣流烘絲機(jī)電控系統(tǒng)中的PA網(wǎng)絡(luò)上，并且設(shè)置通訊地址41，通過(guò)Profibus PA現(xiàn)場(chǎng)總線采集水溫值。

2.3 PLC控制程序以及HMI操作界面改造

（1）如圖3所示，對(duì)HXD氣流烘絲機(jī)PLC程序的硬件組態(tài)進(jìn)行修改，增加電磁閥及溫度傳感器。

（2）將原來(lái)模擬水的控制程序進(jìn)行了修改，使齒輪泵不僅供應(yīng)模擬水還要供應(yīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)的冷卻水，并且要保證模擬水的流量要求和冷卻水的冷卻效果。

（3）如圖4所示，對(duì)新添加的電磁閥和溫度傳感器進(jìn)行PLC編程，將溫度傳感器的溫度實(shí)時(shí)采集上來(lái)，參與電磁閥的控制，即當(dāng)水溫過(guò)高不能保證冷卻效果時(shí)要排水，同時(shí)還要進(jìn)冷水來(lái)降低水溫，或者水箱水位低時(shí)也要進(jìn)水。

（4）對(duì)齒輪泵變頻器頻率相關(guān)程序修改，使其在模擬水開(kāi)與不開(kāi)兩種情況下自動(dòng)轉(zhuǎn)換頻率。

（5）如圖5示，對(duì)觸摸屏監(jiān)控畫面編程，把畫面中的軟水管路重新進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，將電磁閥、溫度傳感器等電氣器件按照實(shí)際位置布置，并且做好數(shù)據(jù)連接，保證與PLC的正常通訊。

（6）在參數(shù)界面中進(jìn)行編程，添加水箱溫度上限設(shè)置值及電磁閥的手動(dòng)操作等畫面，并且做好數(shù)據(jù)連接，保證與PLC的正常通訊。

3 改進(jìn)效果

3.1 冷卻效果良好

將循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻水系統(tǒng)引入到模擬水系統(tǒng)中，通過(guò)管路及電氣的改造及對(duì)水溫的檢測(cè)、循環(huán)回收、晾曬散熱、混合排放，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，當(dāng)水溫設(shè)定為30℃時(shí)，由于預(yù)熱與冷卻階段消耗模擬水時(shí)補(bǔ)充了冷水，能保證風(fēng)機(jī)軸承的冷卻效果，生產(chǎn)中不會(huì)出現(xiàn)排水現(xiàn)象，確保了冷卻水的循環(huán)利用。

3.2 直接經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)現(xiàn)循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻水的循環(huán)再利用，減少水資源的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。HXD氣流烘絲機(jī)年均生產(chǎn)361批煙絲，每批節(jié)省7t軟水，軟水價(jià)格約為10元/t。每年節(jié)省費(fèi)用為：

單批煙節(jié)水量（t/批）×年產(chǎn)量（批）×軟水價(jià)格（元/t）=7×361×10=25270元

經(jīng)計(jì)算，改造后每年可節(jié)約25270元。

3.3 間接經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)約了大量生產(chǎn)軟水所需的樹(shù)脂、工業(yè)用鹽、自來(lái)水及電力等物資，并降低了大量排污費(fèi)用，為洛陽(yáng)卷煙廠節(jié)能減排工作作出了貢獻(xiàn)，為更為廣泛的開(kāi)展低碳生產(chǎn)，開(kāi)闊了思路、拓展了視野。

3.4 推廣應(yīng)用

HXD氣流烘絲機(jī)在煙草行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用，其循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻水直排問(wèn)題普遍存在，此次改造適用于SH8、SH9系列的氣流烘絲機(jī)上，能夠達(dá)到減少水資源的浪費(fèi)、達(dá)到節(jié)能降耗的目的，具有較高的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]黃勝.電機(jī)真空干燥罐液壓系統(tǒng)分析及改進(jìn)[J].設(shè)備管理與維修，2009，12.

[2]王迎彬.制絲線Sh94氣流烘絲機(jī)節(jié)水改造[J].設(shè)備管理與維修，2011，4.

[3]國(guó)家煙草專賣局.卷煙工藝規(guī)范[M].北京：中煙文獻(xiàn)出版社，2003.

[4]李順喜.解決HXD出口煙絲結(jié)團(tuán)問(wèn)題的方法[A].中國(guó)煙草學(xué)會(huì)工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].2008：329.

作者簡(jiǎn)介：何文婕（1974-），女，本科，助理工程師，研究方向：工藝管理和工藝研究。

李國(guó)棟（1982-），男，本科，助理工程師，研究方向：電氣設(shè)備維修與技術(shù)革新。