卷煙制絲線異味處理系統(tǒng)增配風機電機燒毀原因研究

普云偉，方瑞萍，肖智斌，馬加平，張興禮，田德興

（紅云紅河煙草集團會澤卷煙廠，云南 會澤 654200）

在卷煙生產的制絲線中，干燥和回潮設備在生產過程中會產生大量含塵埃、雜質和水汽的工藝尾氣。為滿足工藝除塵、除異味及環(huán)保節(jié)能的要求，近年來，制絲排潮尾氣處理技術的改進、異味處理系統(tǒng)的研發(fā)、除塵除異味設備優(yōu)化、除塵系統(tǒng)節(jié)能降耗等成為研究的熱點。增配風機是卷煙生產過程中排潮除異味系統(tǒng)的中段增壓設備，在生產過程中，隨著使用時間的推移，增配風機電機短路燒毀問題逐漸突顯，由于卷煙生產設備自動化程度較高，除塵系統(tǒng)和除異味系統(tǒng)均實行集中統(tǒng)一管理、聯鎖控制，往往造成制絲設備整線停機，極大地影響了車間生產效率和產品質量。本文對××卷煙廠制絲線異味處理系統(tǒng)增配風機燒毀的原因進行探究，尋求問題根源，為從根本上解決電機燒毀問題提供有力依據。

1 異味處理系統(tǒng)增配風機現狀調查

1.1 增配風機工作狀況調查

××卷煙廠增配風機的啟動與停止由主機設備控制，一經運行起來，就按設定頻率運行直至制絲主機設備停止運行。相應的變頻器控制相應的電機進行轉動，電機通過機械傳動帶動葉輪轉動，廢汽通過風機送入異味處理靜壓箱。當相應增配風機出現故障而停止運行時，監(jiān)控系統(tǒng)將會出現相應報警信息，一旦增配風機出現報警而停止運行時，由于連鎖控制的原因，相應的主機設備隨之也會停止運行，導致停機斷料。

1.2 增配風機故障原因調查

對2019 年3 ～10 月增配風機故障的原因進行統(tǒng)計分析，結果如表1。增配風機出現故障的原因主要有三種：電機燒毀故障、風機機械故障、信號聯鎖故障，其中電機燒毀故障出現次數較多，占比85.7%，由此判斷電機燒毀是主要癥結。

表1 2019 年3 ～10 月增配風機故障情況調查

2 異味處理系統(tǒng)增配風機燒毀原因研究

2.1 電機工作環(huán)境

電機工作環(huán)境的溫濕度可能會影響電機的工作情況，通常電機工作的額定環(huán)境溫度不能超過45℃，不能低于-10℃，環(huán)境濕度不能高于90%，環(huán)境濕度過高會使水汽浸入電機內部凝結成水，降低絕緣性能，造成短路、燒毀。多次監(jiān)測了排潮風機室環(huán)境溫度和濕度，結果表明，生產過程中排潮風機室最高環(huán)境溫度（29℃）均低于增配風機電機工作的額定環(huán)境溫度（45℃），最高環(huán)境濕度（68%）低于增配風機電機的額定環(huán)境濕度（90%），且電機冷卻風扇運行正常，確保了電機工作環(huán)境溫濕度的符合性，說明環(huán)境溫濕度不是導致電機燒毀的直接原因。

2.2 電機運行負載

正常情況下，運行過程中的負載不會超過電機的額定負載，但當軸承損壞，或葉輪與電機不匹配，或管道電動閥門運行不正常的情況下，就會給電機產生額外負載，使得電機負載過大，甚至導致電機燒毀，本研究對這一因素進行深入探索。首先檢查軸承是否損壞，根據《GB/T 1184-1996》，電機軸軸向同軸度＞0.2mm，分別對9 臺增配風機電機軸的軸向同軸度進行了測量，結果如表2，可以發(fā)現9 臺電機軸的同軸度均小于0.2mm，通過排查，增配風機工作時均無明顯異響，說明軸承沒有損壞，且運行狀態(tài)良好，不會給電機帶來額外的負載。

表2 電機軸軸向同軸度統(tǒng)計表

如果增配風機的葉輪與電機不匹配，可能使得電機運行時的電流大于電機的額定電流，導致電機燒毀。分別對9 臺增配風機電機運行時電流大小進行了測量及統(tǒng)計，結果表明，9 臺增配風機電機運行時電流均小于其額定電流，說明葉輪與電機是匹配的，運行過程中不會產生額外負載。

管道電動閥門運行不正常也可能給電機帶來額外的負載。依次對9 臺增配風機進入靜壓箱的管道電動閥門進行了單機開啟與關閉實驗，實驗過程中仔細觀察閥門動作的情況，結果表明，閥門動作順暢，不存在卡塞現象，且增配風機運行時管道電動閥門實際狀態(tài)與上位控制狀態(tài)是一致的，說明管道電動閥門運行正常。

通過探究，電機軸承完好，葉輪與電機匹配，電動閥門運行正常，電機沒有超負載運行，所以，電機負載不是導致電機燒毀的原因。

2.3 電機缺相運行

電機缺相運行時，電機不能獲得較好的穩(wěn)態(tài)輸出，甚至存在較大的瞬態(tài)扭矩。若輸出轉矩仍達到全相運行時的額定值，相電流必然大于額定電流，將導致電機過熱或過流，進而引起系統(tǒng)故障，甚至導致電機燒毀。在用的電機均為三相電機，根據電氣原理圖分別依次對9 臺增配風機電機線電壓進行測量，發(fā)現9 臺電機的線電壓均≥380V。通過查看變頻器歷史報警信息，均沒有發(fā)現有關電機缺相報警的故障代碼。綜上兩項驗證，說明9 臺增配風機電機運行時沒有發(fā)生過缺相的現象。

2.4 電機與葉輪連接方式

煙草制絲過程中回潮和干燥工序產生的尾氣含有雜質和水汽，尾氣通過增配風機送入異味處理機，電機與葉輪的連接方式以及電機的密封性能會直接影響尾氣中的水汽是否進入電機，導致電機受潮腐蝕。

根據以往故障率最高的松散回潮增配風機電機進行拆卸檢查，發(fā)現電機密封性能極差，電機前段法蘭與輸出軸處僅安裝有一個環(huán)形密封圈，且該密封圈無任何沉槽進行固定，金屬密封圈已銹蝕，如圖1。同時，對電機繞組情況進行檢查，發(fā)現電機繞組中有水汽，更嚴重的是，部分區(qū)域已經形成了冷凝水，一些冷凝水已經滲透到了電機線圈內部，如圖2。

通過理論分析和實踐探究，電機與葉輪的連接方式是導致增配風機電機內部銹蝕的主要原因，異味處理系統(tǒng)在運行過程中，水汽和雜質很容易通過葉輪流竄到電機內部，煙草制絲尾氣帶有一定的腐蝕性，加速了電機金屬密封圈的銹蝕和電機繞組的老化。

圖1 銹蝕的金屬密封圈

圖2 電機繞組

3 降低增配風機電機燒毀次數對策淺談

針對增配風機電機燒毀問題，根據探究，最主要的原因是增配風機結構上的缺陷，導致尾氣中的水汽從葉輪流竄到電機內部，要從根本上解決電機與葉輪的串氣問題，初步探究可以從三方面入手制定對策：一是將各工序產生的尾氣進入異味處理系統(tǒng)之前進行去濕氣處理；二是定期預防性更換增配風機電機；三是從改變葉輪與電機的連接方式上入手，對原有風機進行結構改造。具體采取哪種對策，需要從改造難度、改造費用、改造耗時、裝配安裝要求及后期維護等因素進行綜合考慮。

4 結語

卷煙生產過程中，通過除塵除異味系統(tǒng)、排潮除異味系統(tǒng)等將雜質及有害物質過濾、分解，可以有效降低廢氣排放濃度。增配風機在異味處理系統(tǒng)中起著提供傳輸動能的作用，其工作性能的好壞會直接影響制絲整個生產線，本研究從環(huán)境因素、電機負載、缺相運行、風機結構等方面深入探究了增配風機電機頻繁燒毀的原因，并提出了幾種解決問題的對策，有望為異味處理系統(tǒng)設備優(yōu)化提供思路啟發(fā)和有效借鑒。