醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風機選型要點探討

喻 飛，鄭恒谷，羌培華

（珠海醋酸纖維有限公司，廣東珠海519050）

設備與控制

醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風機選型要點探討

喻 飛，鄭恒谷，羌培華

（珠海醋酸纖維有限公司，廣東珠海519050）

醋酸纖維素絲束干燥系統(tǒng)是煙用醋酸纖維行業(yè)典型的干燥設備。而循環(huán)風機作為干燥氣動力源，是整個干燥氣輸送系統(tǒng)中最為關鍵的設備之一。通過研究循環(huán)風機的自身特點、輸送工藝和關鍵輸送參數(shù)計算等方面，來探討循環(huán)風機選型的要點，具有一定的實用性和理論性。

干燥氣輸送；循環(huán)風機；選型

0 引言

醋酸纖維素絲束干燥系統(tǒng)采用的是鏈板式物料輸送多區(qū)域干燥氣循環(huán)利用的方式對物料進行可控干燥，而干燥氣輸送采用吸壓式氣力輸送，由循環(huán)風機提供動力，經(jīng)多區(qū)循環(huán)路徑，將干燥氣通過各輸送通道依次進行干燥后最終由風管收集進入下一步工藝回收流程，從而完成整個干燥過程。

循環(huán)風機又稱離心式風機，即氣流軸向駛?cè)腼L機葉輪后，在離心力作用下被壓縮，主要沿徑向流動。風機采用單吸入D型傳動結(jié)構(gòu)，由聯(lián)軸器將風機和電機聯(lián)接起來，風機本體由機殼、進風口、轉(zhuǎn)子組 （葉輪及主軸）、軸承箱、聯(lián)軸器等部分組成。醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)采用的循環(huán)風機有順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)兩種型式，其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、噪音可控、風量可改造性強、無脈沖輸氣、運行平穩(wěn)、維保效率高，不足之處是由于其風量容易受設備中風壓變化的影響，同時對整個干燥氣的整體物料輸送平衡性和循環(huán)風機的轉(zhuǎn)子平衡性要求比較高[1]。針對此，本文介紹了醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風機選型的要點。

1 循環(huán)風機選型的要點

1.1 從循環(huán)風機自身特點分析

由于循環(huán)風機工作效率受整個干燥氣的物料輸送平衡波動的影響，因此在選型時首先要確定干燥氣的流向，即風機的旋轉(zhuǎn)方向，同時對葉輪入口間隙要有明確的計算要求，降低葉片磨損的概率。由于對循環(huán)風機的轉(zhuǎn)子平衡性要求也比較高，故在選型時需考慮把它盡量布置在固定面平穩(wěn)的安裝面上，不要布置在支架平臺上，以減少因震動而帶來的平衡擾動，同時建議在與風管連接處增加柔性波紋管連接件，減少進風管道偏移或破裂的現(xiàn)象，消除設備震動帶來的串聯(lián)影響，循環(huán)風機安裝完成后對震動數(shù)據(jù)要進行實測，其三維振值必須全部在范圍內(nèi)。表1是三個維度振值參考范圍。

表1 循環(huán)風機三個維度振值范圍mm/s

1.2 從干燥氣輸送工藝分析

首先，整個醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)輸送物料和干燥氣介質(zhì)的物性作為選型的原始資料需要了解清楚。其中纖維素絲束的物性主要包括物料規(guī)格、變異系數(shù)、斷裂強度、水分質(zhì)量分數(shù)、油劑質(zhì)量分數(shù)、殘余丙酮、二氧化鈦質(zhì)量分數(shù)、卷曲數(shù)、截面形狀、毒性、異味等，干燥氣介質(zhì)的物性主要包括干燥氣成份等，這些物性參數(shù)在選型中至關重要。如果選擇的輸送設備和所輸送物料的物性不合，就會引起各種故障，甚至無法完成輸送。表2是纖維素絲束物性一覽表，僅供參考。

表2 醋酸纖維素絲束物性表 [2-3]

其次，需考慮設備進出風口的走向，風機連接的輸送設備甬道距離 （水平向、垂直向、彎轉(zhuǎn)數(shù)量等），連續(xù)工作時間，輸送能力，工藝要求的可靠性和安全性等。從而分析采用離心式循環(huán)風機作為動力源的合理性和可行性。從設備進出風口的走向來看，醋酸纖維干燥機是呈現(xiàn)對稱布局，故需要選擇順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)兩種循環(huán)風機，同時循環(huán)風機兩轉(zhuǎn)子中心線在同一水平面上，氣流水平進垂直出，結(jié)合輸送距離短的特點，選用離心式循環(huán)風機更好。

1.3 從關鍵輸送參數(shù)分析

干燥氣輸送的關鍵輸送參數(shù)有風量、風壓、振值、輸送管徑和輸送總壓損、噪音等，這些參數(shù)的確定將直接影響離心式循環(huán)風機選型。

確定關鍵參數(shù)的主要流程為：首先依據(jù)實際生產(chǎn)需求來確定風量，根據(jù)被輸送物料的物性和工藝要求來確定合適的送風量，一般情況下，丙酮和空氣混合氣的輸送風速區(qū)間可為10.4~30 m/s，在醋酸纖維行業(yè)因安全要求較高，考慮到經(jīng)濟適用的同時，更要注意安全使用的范圍，因此根據(jù)經(jīng)物料平衡計算和爆炸上限計算，對其風量的要求區(qū)間 7 600～14 000 m3/h、風壓 （全壓）區(qū)間960～1 400 Pa、振動 2.5級、噪音小于80 dbA為宜；再計算輸送系統(tǒng)的總壓損，總壓損一般由進氣口、輸送管當量長度、排氣口等的壓損組成[4]，各部分壓力損失的計算工作量較大且復雜，在此不一一贅述；最終確定循環(huán)風機的風量和風壓。

1.4 從離心式循環(huán)風機的細部構(gòu)造分析

醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求該設備全年不間斷24 h運行，由于行業(yè)特性決定，設備大修需要兩年才進行一次，當風機出現(xiàn)故障時會導致整個生產(chǎn)工藝停車，同時造成公司經(jīng)濟損失和安全隱患，因此選型時還必須考慮到風機設備的細部構(gòu)造，而細部構(gòu)造的特點將直接影響到維護保養(yǎng)的效率。下面從風機的葉輪、機殼與進氣室、軸承及其余配套設備的細部構(gòu)造方面進行逐一分析：

表3 平衡面數(shù)參考范圍

（1）葉輪的維護保養(yǎng)主要檢查其是否有裂紋、磨損、積塵等缺陷。運行中必須使葉輪保持清潔狀態(tài)，且定期要用鋼絲刷刷去上面的積塵和銹皮。因為本干燥系統(tǒng)的循環(huán)風機運行時間一般會達到15 000 h以上，而隨著運行時間的加長，干燥氣中的雜物不均勻地附著在葉輪上，造成葉輪平衡被破壞以至引起轉(zhuǎn)子振動，因此葉輪的構(gòu)造須采用一次鑄造成型，不要采用卡件連接或焊接的方式。在安裝調(diào)試成功后須測試葉輪的單面和雙面動平衡，按照表3給出的平衡面數(shù)參考范圍進行測試和調(diào)整。

（2）機殼與進氣室的維修保養(yǎng)主要檢查機殼與進氣室內(nèi)部是否有嚴重的磨損，緊固螺栓是否可靠牢固以及清除嚴重的粉塵及殘絲堆積。 因此在選型時須要求配備觀察窗，底座緊固件盡量采用蝶形彈簧緊固的形式。

（3）軸承部的維修保養(yǎng)主要檢查軸承潤滑油供油情況。因該設備全年連續(xù)運轉(zhuǎn)的特點，在選型時盡量選取全密封少供油的軸承，尤其是密封填料要能達到超高壓耐高溫的要求。

（4）其余各配套設備在選型時需保持品牌的一致性，減少配件因品牌不同造成的磨合故障問題。

2 循環(huán)風機選型流程

結(jié)合前文所述，醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風機的選型工作必須結(jié)合實際生產(chǎn)過程中所需的要求來進行，要從生產(chǎn)工藝流程、物化性能計算、經(jīng)濟收益水平等多個方面綜合考慮，其中每個方面都牽涉到眾多細節(jié)，歸結(jié)起來涉及12個具體步驟，圖1是循環(huán)風機選型的設計流程。

圖1 循環(huán)風機選型的流程

3 結(jié)論

從循環(huán)風機的自身特點、輸送工藝、關鍵輸送參數(shù)計算和細部構(gòu)造等方面來探討其選型的要點，是比較合理和全面的。我司通過此方法選型出來的循環(huán)風機在正常生產(chǎn)期間未出現(xiàn)異常故障，生產(chǎn)的絲束產(chǎn)品水分和殘余丙酮含量近三個月統(tǒng)計分析的D(X)值均分別達到0.74和0.23，產(chǎn)品指標穩(wěn)定，選型效果好，在煙用醋酸纖維行業(yè)具有參考意義。

[1] 王少慧.循環(huán)風機不平衡的振動分析與診斷 [J].GM通用機械，2009（8）:40-43.

[2] 國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心.《煙用二醋酸纖維素絲束》系列標準實施指南：第五章第四節(jié) 技術要求：YC/T 26-2008[S].北京：中國標準出版社，2011.

[3] 國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心.《煙用二醋酸纖維素絲束》系列標準實施指南：第六章 煙用二醋酸性能的測定:YC/T 169-2009[S].北京：中國標準出版社，2011.

[4] 陳宏勛.管道物料輸送與工程應用 [M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.

DISCUSSION ON THE LECTOTYPE OF CIRCULATING FAN IN DRYING SYSTEM OF CELLULOSE ACETATE TOW

YU Fei， ZHENG Heng-gu， QIANG Pei-hua
(Zhuhai Cellulose Fibers Co.， Ltd， Zhuhai 519050， China)

drying system of cellulose acetate tow is a typical drying process for acetic acid fiber industry.The circulation fan， as the power supply of drying gas， is one of the most critical equipment in the dry gas transportation system.In this paper， through studying the characteristics， the conveying process and the calculation of key transport parameters of circulating fan， to explore the lectotype of circulating fan， has a certain practicality and theoreti

dry gas transportation， circulation fan， lectotype

TQ051.892

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.04.012

1672-500X(2017)04-0049-04

2017-10-24

喻飛 （1987-），男，湖北人，助理工程師，從事工藝及設備技術管理及支持工作。