卷煙企業(yè)除塵設(shè)備堵塞問題及其解決探究

宋海茫 王小沈

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司駐馬店卷煙廠，河南 駐馬店 463000）

我國(guó)煙草行業(yè)廣泛使用袋式除塵器進(jìn)行卷煙生產(chǎn)過程中的粉塵處理，在生產(chǎn)實(shí)踐中，堵塞問題占除塵設(shè)備各種問題的很大一部分。已有的除塵設(shè)備管理手段對(duì)除塵設(shè)備內(nèi)部堵塞現(xiàn)象仍然缺乏早期預(yù)警和快速排除的手段，故障發(fā)現(xiàn)和處理依賴人力和非流程化的手段，與卷煙企業(yè)自動(dòng)化智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)嚴(yán)重脫節(jié)。因此對(duì)除塵設(shè)備堵塞問題進(jìn)行深入分析研究，盡快找到有效的改善途徑已經(jīng)是動(dòng)力設(shè)備管理較為迫切的需求[1]。

1 除塵設(shè)備堵塞問題的現(xiàn)狀

袋式除塵設(shè)備是密閉式管道設(shè)備，主要由上部箱體、中部箱體、下部箱體（灰斗）、清灰系統(tǒng)和排灰機(jī)構(gòu)等部件組成。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)和輸送物料的物理性質(zhì)等因素使堵塞成為除塵設(shè)備不可避免的問題，根據(jù)河南駐馬店卷煙廠動(dòng)力部統(tǒng)2016～2020 年計(jì)，該部門除塵設(shè)備各類問題中堵塞占據(jù)了44%，接近總問題數(shù)的一半，是除塵設(shè)備出現(xiàn)頻次最高的問題，也是設(shè)備管理的瓶頸。

由于除塵機(jī)組是制絲、儲(chǔ)絲和卷包車間環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)的重要組成部分，除塵設(shè)備堵塞會(huì)直接影響卷煙生產(chǎn)，輕則影響生產(chǎn)車間環(huán)境處理，重則會(huì)使制絲、卷包生產(chǎn)中斷，堵塞造成的氣壓波動(dòng)還會(huì)對(duì)卷接、除塵設(shè)備的管道和內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊，造成質(zhì)量和事故隱患。排除堵塞時(shí)，需要設(shè)備停機(jī)（開機(jī)排障極易引發(fā)風(fēng)機(jī)過載危險(xiǎn)），排障過程通常在30 分鐘以上，對(duì)正常生產(chǎn)秩序造成極大威脅。另外，排除堵塞主要依靠人力，缺乏機(jī)械化和自動(dòng)化的處置手段，效率低，作業(yè)環(huán)境惡劣，對(duì)員工身心健康、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境都有嚴(yán)重的影響，因此排除除塵設(shè)備的堵塞需要耗費(fèi)的人力、物力和時(shí)間普遍超過其他類型故障。

2 導(dǎo)致除塵設(shè)備堵塞的原因

2.1 除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)

卷煙企業(yè)除塵工藝應(yīng)用最廣泛的是袋式除塵器，該類除塵設(shè)備過濾部位采用除塵箱和落料斗的結(jié)構(gòu)，除塵箱內(nèi)置除塵布袋骨架、布袋和用于固定布袋骨架和隔離布袋兩側(cè)空間的花板，除塵箱下方為四方錐形落料斗，用于收集除塵布袋濾下的粉塵，因此管道、落料斗、排灰電機(jī)刮板等細(xì)管徑和存在凸起的部位是發(fā)生堵塞先天的誘發(fā)因素。

另外，由于除塵設(shè)備為封閉設(shè)備，生產(chǎn)過程中除落料斗觀察孔外內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)不可見，設(shè)備內(nèi)部粉塵集聚狀況很難全面掌握，發(fā)現(xiàn)堵塞主要依賴于操作人員觀察和經(jīng)驗(yàn)，通過觀察落料斗內(nèi)轉(zhuǎn)狀況和梗箱滿箱時(shí)間是否存在明顯異常進(jìn)行間接判斷，因此除塵器堵塞難以做到早期發(fā)現(xiàn)。

2.2 粉塵

卷煙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵具有粘滯性，對(duì)途經(jīng)的管道有不同程度的粘附作用，是導(dǎo)致堵塞高發(fā)的又一重要因素。梗簽風(fēng)送除塵器輸送的梗簽有顆粒大、硬度高、含水量低的特點(diǎn)，在遇到管道或腔體內(nèi)部突出部位容易出現(xiàn)阻擋性集聚；煙梗風(fēng)送除塵器輸送的煙梗由于包裝材料中含有的麻纖維具有長(zhǎng)度大、易結(jié)團(tuán)的特點(diǎn)，容易在通過除灰電機(jī)的刮板軸部位時(shí)發(fā)生纏繞落料電機(jī)轉(zhuǎn)軸的情況，導(dǎo)致電機(jī)卡死停轉(zhuǎn)和落料斗堵塞；卷接機(jī)組在生產(chǎn)參數(shù)偏離正常工藝范圍時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)梗簽廢料中含煙絲率高的現(xiàn)象，由于煙絲與煙梗、煙塵的物理性質(zhì)有很大差異、含水量高、對(duì)管道粘滯阻力大，在管道內(nèi)部運(yùn)動(dòng)容易聚集成團(tuán)，形成堵塞源，上述堵塞都與除塵器輸送的含塵空氣的粉塵性質(zhì)密切相關(guān)，因此粉塵是除塵器堵塞的重要原因。

2.3 空氣含水量

含塵空氣有一定的含水量，水分會(huì)促進(jìn)煙塵結(jié)團(tuán)集聚，使煙梗吸水膨脹，都會(huì)增大堵塞的發(fā)生機(jī)會(huì)。對(duì)車間空氣含水量影響較大的因素是空調(diào)的溫濕度調(diào)控，如果調(diào)控不到位，濕度超標(biāo)，會(huì)影響到除塵設(shè)備輸送的含塵空氣的含水量，使粉塵集聚或在管道粘滯，成為堵塞源，還會(huì)造成送風(fēng)管道滴水等隱患。另外一個(gè)對(duì)含塵空氣影響的因素是車間的水（蒸汽）源，制絲車間由于有蒸汽加熱加濕原材料的工藝設(shè)備，生產(chǎn)過程中蒸汽散逸到車間對(duì)空氣溫濕度影響非常大，因此對(duì)接制絲車間的除塵器往往成為煙塵結(jié)塊性堵塞的高發(fā)部位。

2.4 人員

事實(shí)證明，人員在導(dǎo)致和預(yù)防除塵器堵塞的過程中都起著關(guān)鍵作用。操作人員如果不按照操作規(guī)程、嚴(yán)格地進(jìn)行設(shè)備操作和巡查，對(duì)早期發(fā)現(xiàn)和防止堵塞有極大的負(fù)面作用。如停產(chǎn)時(shí)未對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面清擦保養(yǎng)，就會(huì)遺漏發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象的早期征兆。設(shè)備運(yùn)行期間，人員過于依賴攝像、傳感器等自動(dòng)設(shè)備，未按照操作規(guī)程進(jìn)行人員現(xiàn)場(chǎng)巡視或人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡視不規(guī)范，未按照要求遵循一定時(shí)間周期和路線，導(dǎo)致觀察不到位，對(duì)一些早期的粉塵集聚現(xiàn)象未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理，就會(huì)增大除塵器堵塞故障的發(fā)生機(jī)會(huì)。

2.5 操作方法

由于卷煙常常是連續(xù)生產(chǎn)，停機(jī)時(shí)間在數(shù)小時(shí)之內(nèi)，因此會(huì)有操作人員操作不規(guī)范，為求便利開機(jī)準(zhǔn)備不充分的情況。除塵設(shè)備開機(jī)前未對(duì)變頻器、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、除塵箱和除灰電機(jī)等重要部位進(jìn)行檢查，變頻器參數(shù)變化或人為改動(dòng)未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，上一班生產(chǎn)結(jié)束未進(jìn)行反吹除灰等情況，都可能導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生堵塞、停機(jī)等故障。

設(shè)備停機(jī)和維保不規(guī)范是誘發(fā)除塵設(shè)備堵塞的又一重要因素。有的設(shè)備停機(jī)未按照程序在主電機(jī)停轉(zhuǎn)后除灰電機(jī)和反吹裝置繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間完成除塵箱排灰，煙塵不能排空在箱體內(nèi)部集聚，若停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)空氣中的水汽會(huì)導(dǎo)致煙塵在箱體內(nèi)結(jié)塊，加劇集聚和堵塞。有的除塵設(shè)備檢修不徹底，部件安裝不到位，甚至在設(shè)備內(nèi)部遺留異物，就會(huì)造成安全隱患和異物堵塞。

3 解決除塵設(shè)備堵塞問題的途徑和方法

3.1 改進(jìn)除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前除塵器結(jié)構(gòu)主要為固定式結(jié)構(gòu)，由生產(chǎn)廠家在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí)各部件，在設(shè)計(jì)上對(duì)異常處理和可維護(hù)性考慮不足。因此對(duì)除塵器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)應(yīng)成為考慮的重點(diǎn)，具體應(yīng)著重做到以下幾點(diǎn)：

3.1.1 箱體結(jié)構(gòu)改進(jìn)

在落料斗部位設(shè)計(jì)緊急泄放口，為緊急處置堵塞提供泄放渠道。較為實(shí)用的做法是對(duì)觀察視窗進(jìn)行改進(jìn)，增大視窗口徑，將人孔與視窗功能進(jìn)行整合，使之同時(shí)具有觀察和作為緊急處置通道的作用。新型的視窗應(yīng)突破固定式安裝和功能單一的局限，考慮采用快開門式設(shè)計(jì)，具備快速開閉功能，尺寸上以便于相關(guān)人員進(jìn)行清灰處理和工具進(jìn)入為宜，在活動(dòng)性與密封性方面進(jìn)行加強(qiáng)，便于緊急情況下打開進(jìn)入及完成排障后快速閉合。另外還可考慮在箱體內(nèi)部增加主動(dòng)光源，便于操作人員通過內(nèi)部光源觀察內(nèi)部狀況以提高觀察的效果。

3.1.2 設(shè)計(jì)箱體除灰裝置

除塵設(shè)備堵塞處理的一大難點(diǎn)在于設(shè)備運(yùn)行時(shí)除塵箱體內(nèi)部難以用專用工具觸及，進(jìn)行直接的清灰處理，因此在除塵箱的設(shè)計(jì)上可以考慮增加電動(dòng)或者機(jī)械式清灰裝置，能夠?qū)Τ龎m箱內(nèi)壁通過刮掃或者震動(dòng)消除積塵對(duì)除塵箱的粘附；若采用電動(dòng)除灰裝置可將裝置接入除塵變頻器自動(dòng)控制系統(tǒng)，提供相應(yīng)的操作接口供操作人員進(jìn)行除灰處理。若采用機(jī)械式除灰裝置則應(yīng)做好箱體密封性的同時(shí)在箱體外部保留搖桿、手柄等操作機(jī)構(gòu)便于操作人員操作，讓設(shè)備具有不停機(jī)排障能力。

3.1.3 配備專用除灰工具

當(dāng)前對(duì)除塵器內(nèi)部堵塞故障排除常用鐵鍬、拖把和鏟斗等工具，基本沒有專用的防止和處置堵塞的專用工具，這對(duì)操作工和維修工在第一時(shí)間處理帶來了極大的限制。相關(guān)生產(chǎn)廠家應(yīng)當(dāng)改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)理念，充分考慮到用戶企業(yè)設(shè)備異常和故障狀態(tài)下的使用需求，提供可供操作人員手動(dòng)使用的異常處理工具和防護(hù)用具。對(duì)于這類專用工具，在設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)滿足以下需求：（1）可及性高，保證人員使用能夠觸及設(shè)備內(nèi)部可能的故障部位，便于故障處理；（2）適宜性高，工具尺寸、外形、重量、功能和安全性方面適應(yīng)除塵設(shè)備堵塞故障處理需求，便于操作人員使用，盡量一具多能，能同時(shí)滿足故障處理的多種動(dòng)作需求；（3）質(zhì)量可靠，由于排除堵塞故障為較重體力勞動(dòng)，對(duì)工具可靠性要求較高，工具材料和工藝要滿足耐用件使用要求。

3.1.4 加裝內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)

對(duì)除塵設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控是除塵設(shè)備管理的方向和難點(diǎn)[2]。由于除塵設(shè)備內(nèi)部環(huán)境和技術(shù)條件限制，當(dāng)前難以使用普通的光學(xué)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行除塵設(shè)備的內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)控。較為現(xiàn)實(shí)的技術(shù)途徑是依靠壓力傳感器檢測(cè)除塵箱內(nèi)部氣壓狀況，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)分析建模，設(shè)計(jì)氣壓數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的除塵器內(nèi)部狀態(tài)控制邏輯和算法，開發(fā)相應(yīng)的控制軟件系統(tǒng)，并在應(yīng)用中通過實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練提高其準(zhǔn)確性，但由于受到經(jīng)濟(jì)效益和成本因素制約，這類監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展較為緩慢，在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模投入使用仍將是難點(diǎn)。

3.1.5 設(shè)備、功能冗余

在進(jìn)行設(shè)備技改時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮異常狀況對(duì)生產(chǎn)的影響，進(jìn)行設(shè)備和功能的冗余設(shè)計(jì)，有條件的盡量做到雙管道和雙機(jī)運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行保證有備用機(jī)臺(tái)、備用管道，避免同一功能設(shè)備單機(jī)狀態(tài)，對(duì)功能相同的設(shè)備可以考慮加裝連接管道和電磁閥門，接入自動(dòng)控制系統(tǒng)，使設(shè)備互為備份，納入應(yīng)急管理，以便在緊急狀態(tài)下切換設(shè)備和輸送管道，盡可能降低堵塞對(duì)生產(chǎn)的沖擊。

3.2 來料監(jiān)控

對(duì)除塵設(shè)備輸送的煙塵、空氣等來料，應(yīng)當(dāng)積極進(jìn)行監(jiān)控管理。操作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與制絲卷包等車間的聯(lián)系，對(duì)生產(chǎn)安排做到全面掌握，為預(yù)判可能的意外狀況提供支持，還應(yīng)熟悉不同設(shè)備不同牌號(hào)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的煙塵性質(zhì)，在設(shè)備運(yùn)行過程中對(duì)煙塵的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn)煙梗中含絲率高時(shí)應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)告，與制絲等部門協(xié)調(diào)解決，加強(qiáng)防范。對(duì)煙梗風(fēng)送除塵器應(yīng)著重觀察長(zhǎng)纖維在落料斗和除灰電機(jī)部位的集聚狀況，防止纏繞落料刮板軸引起電機(jī)卡死停機(jī)。另外，還應(yīng)對(duì)空氣溫濕度狀況加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)異常趨勢(shì)時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)和判別，及時(shí)聯(lián)系相關(guān)人員處理。

3.3 人員管理

人員是解決除塵設(shè)備堵塞的關(guān)鍵因素，也是解決該問題的重中之重。對(duì)操作人員首先要強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)和規(guī)范意識(shí)，按照操作規(guī)程規(guī)范操作，按時(shí)按規(guī)定巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、報(bào)告和處理突發(fā)狀況，操作人員自身還應(yīng)加強(qiáng)相互監(jiān)督和監(jiān)護(hù)，在實(shí)際操作中既有分工協(xié)作，又有監(jiān)督制約，共同做到規(guī)范行為，遵守勞動(dòng)紀(jì)律，為安全操作和避免故障打好基礎(chǔ)。另外，還應(yīng)針對(duì)堵塞狀況，開展應(yīng)急預(yù)案的學(xué)習(xí)和演練，掌握應(yīng)急處置知識(shí)和技能，提高操作人員的綜合能力。部門應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮監(jiān)督管理職能，將操作人員的行為納入日常管理，加強(qiáng)監(jiān)督考核，促使操作人員轉(zhuǎn)變觀念，克服惰性，積極主動(dòng)參與設(shè)備問題的發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)，從而減少故障發(fā)生。

3.4 操作方法改進(jìn)

合理的設(shè)備操作方法（規(guī)程）應(yīng)充分考慮到設(shè)備在整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)的各種狀況，對(duì)操作人員的開機(jī)、巡視、保養(yǎng)、異常處理等均作出科學(xué)合理的設(shè)置[3]，最大限度提高設(shè)備運(yùn)行效率，避免對(duì)設(shè)備操作過程的遺漏和設(shè)備異常狀況，同時(shí)對(duì)設(shè)備的異常狀況能夠有完備的應(yīng)對(duì)措施，為員工操作提供規(guī)范可靠的行動(dòng)指南。另外要做到安全和效率的統(tǒng)一，能夠讓員工以較低的學(xué)習(xí)和操作成本獲得安全高效的設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，滿足生產(chǎn)工藝要求。

操作、維修人員的操作規(guī)程還應(yīng)根據(jù)設(shè)備和生產(chǎn)情況及時(shí)進(jìn)行修訂更新，每一次進(jìn)行技改，管理部門應(yīng)及時(shí)組織責(zé)任人員對(duì)操作規(guī)程進(jìn)行審定，適應(yīng)新的設(shè)備和生產(chǎn)條件，避免長(zhǎng)期未更新導(dǎo)致適宜性降低。另外，員工在實(shí)際操作中總結(jié)出好的工作方法和經(jīng)驗(yàn)，也可在嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)和評(píng)估確認(rèn)其效果的基礎(chǔ)上按照部門相關(guān)管理程序納入操作方法中，這樣充分發(fā)揮一線員工在生產(chǎn)和操作方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)操作方法的更新改進(jìn)。

4 前景展望

當(dāng)前卷煙企業(yè)信息化進(jìn)程在快速推進(jìn)，對(duì)除塵設(shè)備堵塞故障依舊是管理難點(diǎn)的現(xiàn)狀，未來可以針對(duì)企業(yè)實(shí)際狀況在經(jīng)濟(jì)范圍能力內(nèi)全面改進(jìn)導(dǎo)致堵塞故障的各個(gè)方面因素，提高對(duì)設(shè)備狀態(tài)的感知度，力求將堵塞發(fā)生和對(duì)生產(chǎn)的影響降到最低；也可以針對(duì)堵塞成因選擇效果顯著的措施，如改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人員管理和操作方法等將故障發(fā)生控制在允許范圍內(nèi)，收到低投入高回報(bào)的效果。相信隨著除塵設(shè)備堵塞故障成為管理熱點(diǎn)問題，相關(guān)研究會(huì)越來越深入，相應(yīng)的技術(shù)和管理措施也會(huì)越來越成熟，除塵設(shè)備堵塞終將不再成為設(shè)備管理的難點(diǎn)問題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過上述分析可以看出，除塵設(shè)備堵塞問題的原因來自設(shè)備、人員和生產(chǎn)管理等多個(gè)方面，改進(jìn)除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理過程和人員管理模式是解決該問題的可行途徑，在解決問題的過程中，各種創(chuàng)新性技術(shù)、措施和管理方法將得到積極應(yīng)用和充分的檢驗(yàn)，這將對(duì)除塵設(shè)備適應(yīng)今后對(duì)效率、設(shè)備維護(hù)性、人員環(huán)境友好性越來越高的要求提供有力的支持，也將為煙草企業(yè)解決類似問題，提高設(shè)備管理水平提供有力的借鑒。