KLD-2Z烘絲機(jī)熱風(fēng)熱交換器局部改進(jìn)

【摘? 要】KLD-2Z烘絲機(jī)是許昌卷煙廠制絲線異地技改時(shí)引進(jìn)的新型烘絲機(jī)。在使用過程中發(fā)現(xiàn)其熱風(fēng)干燥系統(tǒng)在冬天要達(dá)到110℃的工藝參數(shù)要求時(shí)（蒸汽工作壓力為0.90Mpa），蒸汽薄膜閥開度達(dá)到95%以上。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)熱風(fēng)溫度達(dá)不到工藝設(shè)定要求，無法滿足工藝需要。本文主要闡述通過對光管式熱風(fēng)熱交換器的改進(jìn)，改為翅片式熱風(fēng)熱交換器來改善熱風(fēng)熱交換器的換熱效率，從而滿足工藝生產(chǎn)要求。

【關(guān)鍵詞】熱風(fēng)熱交換器;翅片;熱風(fēng)溫度

1.KLD-2Z烘絲機(jī)簡介

1.1 KLD-2Z基本結(jié)構(gòu)與組成

+00KLD-2Z滾筒式烘絲機(jī)主要由支架、筒體、傳動(dòng)裝置、前室、后室、蒸汽管路系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、熱風(fēng)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、排潮與除塵裝置和控制系統(tǒng)等組成。

1.2 KLD-2Z烘絲機(jī)熱風(fēng)系統(tǒng)的組成及工作原理

熱風(fēng)系統(tǒng)主要由空氣熱交換器、蒸汽薄膜閥、風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)風(fēng)管、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門、溫度檢測器件等組成工作過程：在離心風(fēng)機(jī)的作用下，自然空氣進(jìn)入空氣熱交換器，通過熱風(fēng)溫度檢測，經(jīng)過蒸汽薄膜閥調(diào)節(jié)蒸汽壓力后，達(dá)到烘烤煙絲工藝所要求的110℃的熱風(fēng)溫度，然后分為兩路：一路由前室進(jìn)入烘筒內(nèi)，參與煙絲的對流干燥處理;另一路進(jìn)入后室氣塵抽箱，對排潮空氣進(jìn)行加熱，提高露點(diǎn)溫度，減少結(jié)露現(xiàn)象。

進(jìn)入烘筒內(nèi)的熱風(fēng)風(fēng)量手動(dòng)調(diào)節(jié)，熱風(fēng)溫度隨烘烤過程的工藝要求可自動(dòng)調(diào)節(jié)。其控制原理如下：

裝在熱風(fēng)管路上的鉑熱電阻測得溫度的瞬時(shí)值，經(jīng)溫度變送器將此溫度值轉(zhuǎn)換為電信號輸入控制柜的PLC 中，PLC 根據(jù)熱風(fēng)溫度的設(shè)定值與實(shí)際溫度的檢測值進(jìn)行綜合比較，發(fā)出信號給蒸汽薄膜閥，通過蒸汽薄膜閥開度的調(diào)節(jié)，改變進(jìn)入熱風(fēng)熱交換器的蒸汽流量，從而達(dá)到控制熱風(fēng)溫度的升降的目的。

2.KLD-2Z烘絲機(jī)熱風(fēng)加熱系統(tǒng)存在的問題

冬季生產(chǎn)過程中，蒸汽工作壓力0.90Mpa，熱風(fēng)干燥熱風(fēng)溫度為110℃時(shí)，控制熱風(fēng)熱交換器的帶自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度達(dá)到85%-90%，干燥熱風(fēng)溫度可調(diào)節(jié)范圍小。特別是當(dāng)環(huán)境溫度進(jìn)一步降低，蒸汽薄膜閥的膜片開度達(dá)到95%以上，甚至達(dá)到100%，接近極限值，達(dá)到生產(chǎn)工藝要求困難，已影響到正常生產(chǎn)。

3.熱風(fēng)加熱系統(tǒng)的改進(jìn)

3.1熱交換器改進(jìn)形式的確定

根據(jù)傳熱學(xué)基本公式“”得知，在溫差一定的條件下，傳熱過程影響因素為換熱系數(shù)K和換熱面積A，對于這兩個(gè)參數(shù)，在換熱材料相同的條件下，增加換熱面積A改變熱量的傳遞。

通過對KLD-2Z加熱系統(tǒng)問題的分析，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)熱交換器加熱管形式為不銹鋼U型光管盤繞形式，管子的兩端固定在同一管板上，因彎曲的管子需要一定的彎曲半徑，使得管板的有效利用率降低，因此不利于換熱效率的提高。

另外，通過對熱交換器形式的分析，在外形尺寸一定的條件下，翅片式熱交換器作為一種常用的熱交換器形式其傳熱面積比光管式可增大2-10倍。翅片管的優(yōu)勢在于大大的增加了換熱面積，而且可以促進(jìn)流體的湍流，其傳熱系數(shù)比光管提高了1-2倍。

因此決定將熱交換器由原來的不銹鋼U型光管盤繞形式改進(jìn)為翅片式。根據(jù)翅片的傳熱效率決定采取鋼鋁復(fù)合形式。

4.改進(jìn)后效果

將葉絲A線烘絲機(jī)（已更換熱交換器），進(jìn)行了無負(fù)載空車調(diào)試。蒸汽工作壓力為0.90MPa，自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度逐步由0%開至100%，此時(shí)的熱風(fēng)溫度最大值達(dá)到126℃。然后根據(jù)生產(chǎn)工藝要求將熱風(fēng)溫度控制在110℃時(shí)，此時(shí)，自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度為53%-60%。在相同情況下對葉絲B線烘絲機(jī)（原熱交換器）進(jìn)行了無負(fù)載空車調(diào)試，蒸汽工作壓力為0.90MPa，自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度逐步由0%開至100%，此時(shí)的熱風(fēng)溫度最大值達(dá)到115.5℃。然后根據(jù)生產(chǎn)工藝要求將熱風(fēng)溫度控制在110℃時(shí)，此時(shí)，自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度為80%-84%。

正常生產(chǎn)時(shí)，在葉絲A、B線烘絲機(jī)生產(chǎn)相同批次、相同牌號的煙絲時(shí)，出口煙絲水分同為13%的情況下。A線烘絲機(jī)（已更換熱交換器）蒸汽工作壓力0.90MPa，熱風(fēng)溫度110℃，自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度56%。B線烘絲機(jī)（原熱交換器）蒸汽工作壓力0.90MPa，熱風(fēng)溫度110℃，自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度82%。由此可以看出，無論是無負(fù)載空車調(diào)試還是實(shí)物正常生產(chǎn)，熱風(fēng)溫度達(dá)到110℃，B線自動(dòng)控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度明顯小于A線，熱交換器換熱效果翅片管式優(yōu)于光管式，改進(jìn)后效果顯著。

5.今后打算

通過此次改進(jìn)，掌握了熱交換器的工作原理，烘絲機(jī)熱風(fēng)系統(tǒng)的工作過程以及烘絲機(jī)相關(guān)的生產(chǎn)工藝流程。為今后的工作打下了一定的基礎(chǔ)。同時(shí)，對于設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)將做連續(xù)的跟蹤，特別是在冬季，將進(jìn)一步對熱交換器的工作狀態(tài)加強(qiáng)檢查。

作者簡介：牛宏偉（1973.08-），男，河南許昌人，本科，河南中煙責(zé)任有限責(zé)任公司許昌卷煙廠制絲部，制絲設(shè)備機(jī)械修理工，研究方向?yàn)樵O(shè)備修理。