干冰烟丝膨胀线在黄金叶专线技改中技术改进及应用

2017-11-30许世民

科技与创新 2017年18期

关键词：热交换器干冰烟丝

许世民

（河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，河南郑州450016）

干冰烟丝膨胀线在黄金叶专线技改中技术改进及应用

许世民

（河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，河南郑州450016）

新郑卷烟厂570 kg/H干冰生产线引进了美国Airco DIET公司技术，利用干冰膨胀技术可以降低烟丝中焦油和尼古丁产生量，提高烟叶利用档次，减少烟叶消耗，改善卷烟产品质量，提高企业效益。但在使用过程中发现，有些设计还是存在一些问题，通过技术改造，实现了设备控制精准，产品质量稳定，工艺风除尘器等设备也没有出现原有故障和问题。

干冰膨胀线；热段；冷端；浸渍器

1 存在问题描述

热段和冷端是干冰生产线的关键生产工艺，在长期使用过程中发现，热段和冷端生产工艺设备存在一些问题。

1.1 热段存在的问题

热段存在的问题包括工艺气体全部除尘时风量较大，采用旋风除尘器尺寸设计不合理，除尘能力不匹配，造成旋风除尘器下椎体磨损快，使用寿命为半年；存在尾气管路上设备内壁结烟垢，导致尾气风机易发生动不平衡、热交换器热交换效率降低、结垢聚集引起燃烧等现象。

1.2 冷端存在的问题

冷端存在的问题主要有：①浸渍器的密封采用高压氮气密封，采用高压氮气密封方式时的气源为氮气钢瓶，其内部压力最高可以达到12 MPa，大大增加了密封系统的复杂性和危险性；②上、下锁环开关由单侧油缸推动，容易引起锁环偏移，影响浸渍器密封的使用寿命；③工艺泵向浸渍器泵CO2液体，工艺罐底部进液管附近沉积的烟沫和烟油也会被吸入工艺泵，烟沫和烟油进入工艺泵机械密封的压紧弹簧中会使其失去作用，造成动环与静环之间旋转密封造成CO2泄漏。

2 改进方法

2.1 热段工艺除尘能力不匹配

应对旋风除尘器结构进行改进。具体改进方式是把单个旋风除尘器改成双联除尘器，在除尘器进风口用隔板将工艺气体均匀分开，缩短除尘器筒体直径，集灰斗采用了叉体合并结构机构方式。

改进后除尘器满足工艺风除尘能力需求，除尘效果是以前的2倍多，同时，解决了旋风除尘器的磨损问题。

2.2 助燃风系统改造

热段原工艺原理是工艺热风经过互动风门FCV-6103控制进入热交换器HE-61加热，以得到生产需要的工艺温度；从冷却振槽、皮带机上抽来的废气与主工艺气流分流来的气体混合后由尾气风机WF-56提供动力，进入热交换器HE-62的管内预热，再进入焚烧炉焚烧助燃。

由于从冷却振槽上抽走的气体中烟尘量巨大，燃烧后热风风尘大，黏附在热交换器HE-61、热交换器HE-62管壁上，影响了热交换效率。

改造方式为：增加1个旋风除尘器把从冷却振槽、皮带机上抽取的气体中烟尘除去，再增加1个废气预热交换器HE-63把抽取冷却振槽、皮带机上除尘后气体加热，废气可以加热到200℃左右；增加的热交换HE-63是采用炉膛排出的尾气进行加热，不额外消耗能源，有助于提高系统的热利用率，减少炉膛热损失量。加热后，废气和从主工艺气流分流来的气体混合后由尾气风机WF-56提供动力，进入热交换器HE-62的管内预热，再进入燃烧炉助燃。

收集废气进行单独除尘，消除了以往废气风中的粉尘直接进入风机、热交换器管路内部，与烟焦油混合产生大量烟垢。同时，提高了废气助燃风温度，减少了能源消耗。

2.3 冷端浸渍器改造

上、下盖不采用高压氮气密封，采用耐低温橡胶O形圈密封。只要浸渍器盖门关闭，锁环压紧，O形圈就能起到密封的作用，不受其他因素的影响；上、下锁环开关由单侧油缸推动改为双侧推动，两油缸同步动作完成锁环开关，避免单侧推动引起偏移，使密封圈的使用寿命延长；上、下盖向同一方向开盖改为上、下盖分别向左右两个方向开盖，减小开、关盖过程中的重心偏移，提高设备的稳定性和安全性；将浸渍器由2支座支承改为3支座支承，提高了设备的稳定性和安全性，减小了设备重心偏移对支承的影响，也避免了旋转接头发生泄漏；旋转接头改进旋转接头固定端采用分体法兰连接，加大了径向和轴向尺寸，增加了主要元件壁厚尺寸，整体刚性得到了提高。

2.4 工艺泵泄漏问题的解决方法

主要改进工艺罐内部结构，增加工艺泵进液管伸入工艺罐内的长度，加大工艺罐上回液口与工艺泵吸口之间距离，并将工艺罐底部工艺泵吸口与罐上回液口用隔板分区，减少泵对烟末和烟油吸入量。把SABROE公司的SMC108S型制冷分级加载活塞式压缩机改为YORK公司螺杆式无级加载压缩机。

在这次黄金叶专线技改过程中，还对膨胀烟丝回潮水分控制方式进行了改进。以往，回潮机3个区域回潮，1区、2区手动控制固定比例加水，3区只微量调节水分，在水分波动大时，由于前两区喷水量已经固定，PLC只能根据水分仪测量值调整3区加水量。3区靠近出料端，烟丝在此区停留时间较短，吸收水分的能力有限，按照程序设定，会要求3区水流量继续增加，造成3区及出料罩过多雾化水凝结成水滴，导致出现水渍烟团，影响成品烟丝质量。本次改造在1区和2区安装气动薄膜调节阀，修改控制程序，使1区和2区的喷水量参与控制。当烟丝水分正常波动时，调整3区喷水量来调整水分；当烟丝水分波动较大时，先调整前两区喷水量，再根据水分仪后反馈来调整3区喷水量。在滚筒式叶丝回潮机前增加了1台水份仪，根据检测到的进口烟丝水份，给3区控制一个提前反馈量，也有利于成品烟丝水分的稳定。