卷烟厂联合工房滤棒车间环境除尘系统的设计

安鹏启

【摘 要】根据集中工艺除尘、绿色工房等技术要求，对某卷烟厂联合工房滤棒车间的滤棒成型机组和发射机组的环境除尘进行设计和实施。改造后的系统在经济效益和工作环境上具有显著优势， 降低了运行成本，具有良好的可靠性、稳定性和可调节性。

【关键词】环境除尘；绿色工房；可靠性；稳定性；可调节性

某卷烟厂联合工房联合工房工程实施的滤棒车间成型、贮存、发射设备包括：9套KDF4、7套KDF3，YF171以及10套 YF27。

针对联合工房工艺标准提高和改善作业环境的要求，滤棒成型和发射设备需要设计和建立多个集中除尘系统，包括针对滤棒成型机组一级开松工艺的丝束开松集中风力除尘系统以及针对滤棒发射机组的集中风力除尘系统。

这些系统的建立，改变了以往工艺设计中单机配备除尘装置的常规做法，集中处理生产过程中的粉尘，降低了作业现场的扬尘、噪声和废热，改善了车间作业环境；在产生环境局部污染源的关键节点设置隔离罩或隔离间，通过负压吸口和除尘管道将污染物收集至除尘房过滤沉降集中处理；并通过多种控制调节手段保证了系统的风压和风量的稳定性，高效节能，体现了新时期卷烟厂联合工房滤棒车间除尘系统设计和施工的技术发展方向，达到了相关除尘系统设计和施工的较高水准。

1.滤棒成型机组丝束开松集中风力除尘系统的设计

滤棒的生产过程是把压缩的醋酸纤维丝束经过充分开松、张紧、松弛，以及添加增塑剂卷制成卷烟滤滤棒。因此，在成型加工过程中会产生一定程度的断丝、短纤维及纤维屑脱落等碎丝，并且在丝束的生产过程中也会积留一些这样的碎丝，丝束高速运动带动碎丝飘飞，从而产生“飞花”现象。“飞花”弥漫在生产车间空气中，对滤棒的质量（吸阻、硬度、重量等）及机械运动部件、电气线路和生产现场、操作人员的健康等方面都有很大的影响。

我们在16台成型机组的丝束高位一级开松工艺点设置负压吸尘罩配置软帘隔断建立两个相同配置的环境控制集中除尘系统，消除醋酸纤维丝束开松过程中产生的飞花。通过负压除尘管道接入集中风力除尘系统的吸尘罩在高位开松工艺点形成负压抽吸效果，将工艺控制点生产过程中出现的“飞花”集中收集至除尘间布袋除尘器统一卸料处理。吸尘罩以下采用软帘隔断的方式既避免碎丝飞花逸出也满足了进出料和美观的要求。

2.成型机组滤棒发射机集中风力除尘系统的设计实施

YF27型滤棒气力输送装置是常德烟草机械有限责任公司2006年自主研发的将储存输送装置中的滤棒自动、高速、远距离传输给下游卷接机组的设备。该装置由常德烟机公司依据卷烟自动生产线的工作特点研制，采用了对滤棒损伤较小的静态发射原理，以在滤棒入口处形成尽量低的真空、在滤棒出口处形成尽量高的正压（已经过多项实验验证）。在电气设计上采用独立设计，PLC通过DP总线控制变频器并读取其工作状态，简化了控制线路，降低了故障率。该系统采用模块化设计，操作简单，维护方便，并具有故障自动处理功能。技术参数：额定发射能力1500rods/min ，发射滤棒的规格Φ7.6mm～Φ8.0mm，噪音水平≤85dB（A），外型尺寸（L×W×H） 1200mm×1480mm×1940mm，发射单元数量max.6 units，功率消耗4.5KW ，压缩空气消耗量 90m3/h，整机重量2000kg。

借鉴已有的卷接设备工艺风力供给方法及装置的技术原理，对于数台（套）滤棒发射机组，拆除单台设备鼓轮原有的高压风机与除尘装置，应用风力平衡调节技术，建立具有完善功能的集中风力站替代滤棒发射机组原有的单机鼓轮工艺风力系统，并通过风力的传输与分配使各滤棒发射机组具有完善的风力供给功能，从而保证滤棒发射机组鼓轮所需工艺风力连续、有效、稳定的供给。该系统具有风力发生与供给、粉尘输送与收集、风力传输与调节及系统控制与管理等功能。

拆除厂方原有10台YF27滤棒发射机组本身自带的高负压离心风机之后，建立一个成型机组滤棒发射机集中风力除尘系统。除尘系统的风机采用变频调速，自控系统采用PLC控制及触摸屏监控，在除尘主风管上设置压力传感器，可实时检测系统运行时的压力变化。具体调节方法是：在触摸屏上预先设置系统的风压值，压力传感器检测到压力值，PLC根据检测值与设定值之间的变化以及开机台数，自动调节风机转速，使风压维持在相对稳定的状态，同时节能降耗。并且采用主管风速实时监控与自动补偿方式，在系统内滤棒发射机组开机台数进入极端工况（一般≤3台），系统总风量低于风机正常运行工况区间时，开启主管上设置的高阻尼自动补偿装置，保证风机稳定运行，系统风压风量满足滤棒发射机组工艺风力的供给。

3.滤棒成型工段除尘器的设计选用

滤棒车间的粉尘主要包括断丝、短纤维及纤维屑脱落等碎丝，其特点为：

1）粉尘比重轻，在除尘箱体内由于气流的扰动而悬浮不易沉降；

2）粉尘在管道运动中容易产生静电，使短细醋酸纤维附着在过滤布袋上不容易反吹下来；

3）醋酸纤维为长条形粉尘，如果除尘器布袋间隙不合理的的话容易在两个布袋间形成搭桥，引起除尘器箱体堵塞；

4）缠绕成团后反吹下来的短细醋酸纤维有可能会堆积在倾角不够大的灰斗内壁上；

5）醋酸纤维有一定的吸水性，缠绕成团后具有很强的韧性，极易缠绕堵塞旋转式卸灰阀，导致卸灰阀故障。

根据以上主要特点，我们在选型中对此类除尘设备做了以下特别配置：

1）为解决粉尘静电而产生的附着问题，选用防静电覆膜滤料，并采用不锈钢材质的滤袋架；

2）短细醋酸纤维比重轻，过高的过滤风速有可能使短细醋酸纤维附着在除尘滤袋上并在除尘器箱体内悬浮且不易沉降，根据实验结果，除尘器的过滤风速取值≤1.6m/min；

3）将除尘器每个单元10条布袋改为8条布袋，增大除尘器布袋间的间隙，杜绝短细醋酸纤维粉尘在布袋间的搭桥现象；

4）为了增大除尘器灰斗的倾角，将该除尘器设计为单列单斗，并在灰斗内壁采用增滑涂层，防止和减少短细醋酸纤维灰斗内壁上的附着；

5）带旋转密封功能的卸灰机构被醋酸纤维缠绕堵塞后会导致卸灰阀停转甚至烧毁卸灰阀电机，考虑滤棒成型工段各系统的尘量不大，不需要连续卸灰，改用配置手动插板阀且密封性较好的粉尘收集桶，在交接班时由人工倾倒，以解决卸灰和粉尘收集转运的问题。

该类型除尘器在各系统投产之后保持长期可靠稳定运行，粉尘分离效果良好，设备维护简单，彻底为用户解决了相关纤维状粉尘处理的问题。

4.结论

联合工房滤棒车间的各个除尘系统根据业主方的要求分阶段实施，解决了项目实施工程中多机型系统统一设备选型，醋酸纤维粉尘处理用布袋除尘器选用等技术难题，并且采用了总管和机台对应补风、机台工艺管道停机关闭、风机变频控制、除尘房消声降噪等绿色工房技术措施，取得了良好的技术效果和社会效应。