KLD-2Z烘丝机热风热交换器局部改进

【摘  要】KLD-2Z烘丝机是许昌卷烟厂制丝线异地技改时引进的新型烘丝机。在使用过程中发现其热风干燥系统在冬天要达到110℃的工艺参数要求时（蒸汽工作压力为0.90Mpa），蒸汽薄膜阀开度达到95%以上。当环境温度较低时热风温度达不到工艺设定要求，无法满足工艺需要。本文主要阐述通过对光管式热风热交换器的改进，改为翅片式热风热交换器来改善热风熱交换器的换热效率，从而满足工艺生产要求。

【关键词】热风热交换器;翅片;热风温度

1.KLD-2Z烘丝机简介

1.1 KLD-2Z基本结构与组成

+00KLD-2Z滚筒式烘丝机主要由支架、筒体、传动装置、前室、后室、蒸汽管路系统、压缩空气系统、热风系统、冷凝系统、排潮与除尘装置和控制系统等组成。

1.2 KLD-2Z烘丝机热风系统的组成及工作原理

热风系统主要由空气热交换器、蒸汽薄膜阀、风机、热风风管、风量调节阀门、温度检测器件等组成工作过程：在离心风机的作用下，自然空气进入空气热交换器，通过热风温度检测，经过蒸汽薄膜阀调节蒸汽压力后，达到烘烤烟丝工艺所要求的110℃的热风温度，然后分为两路：一路由前室进入烘筒内，参与烟丝的对流干燥处理;另一路进入后室气尘抽箱，对排潮空气进行加热，提高露点温度，减少结露现象。

进入烘筒内的热风风量手动调节，热风温度随烘烤过程的工艺要求可自动调节。其控制原理如下：

装在热风管路上的铂热电阻测得温度的瞬时值，经温度变送器将此温度值转换为电信号输入控制柜的PLC 中，PLC 根据热风温度的设定值与实际温度的检测值进行综合比较，发出信号给蒸汽薄膜阀，通过蒸汽薄膜阀开度的调节，改变进入热风热交换器的蒸汽流量，从而达到控制热风温度的升降的目的。

2.KLD-2Z烘丝机热风加热系统存在的问题

冬季生产过程中，蒸汽工作压力0.90Mpa，热风干燥热风温度为110℃时，控制热风热交换器的带自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度达到85%-90%，干燥热风温度可调节范围小。特别是当环境温度进一步降低，蒸汽薄膜阀的膜片开度达到95%以上，甚至达到100%，接近极限值，达到生产工艺要求困难，已影响到正常生产。

3.热风加热系统的改进

3.1热交换器改进形式的确定

根据传热学基本公式“”得知，在温差一定的条件下，传热过程影响因素为换热系数K和换热面积A，对于这两个参数，在换热材料相同的条件下，增加换热面积A改变热量的传递。

通过对KLD-2Z加热系统问题的分析，发现热风热交换器加热管形式为不锈钢U型光管盘绕形式，管子的两端固定在同一管板上，因弯曲的管子需要一定的弯曲半径，使得管板的有效利用率降低，因此不利于换热效率的提高。

另外，通过对热交换器形式的分析，在外形尺寸一定的条件下，翅片式热交换器作为一种常用的热交换器形式其传热面积比光管式可增大2-10倍。翅片管的优势在于大大的增加了换热面积，而且可以促进流体的湍流，其传热系数比光管提高了1-2倍。

因此决定将热交换器由原来的不锈钢U型光管盘绕形式改进为翅片式。根据翅片的传热效率决定采取钢铝复合形式。

4.改进后效果

将叶丝A线烘丝机（已更换热交换器），进行了无负载空车调试。蒸汽工作压力为0.90MPa，自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度逐步由0%开至100%，此时的热风温度最大值达到126℃。然后根据生产工艺要求将热风温度控制在110℃时，此时，自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度为53%-60%。在相同情况下对叶丝B线烘丝机（原热交换器）进行了无负载空车调试，蒸汽工作压力为0.90MPa，自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度逐步由0%开至100%，此时的热风温度最大值达到115.5℃。然后根据生产工艺要求将热风温度控制在110℃时，此时，自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度为80%-84%。

正常生产时，在叶丝A、B线烘丝机生产相同批次、相同牌号的烟丝时，出口烟丝水分同为13%的情况下。A线烘丝机（已更换热交换器）蒸汽工作压力0.90MPa，热风温度110℃，自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度56%。B线烘丝机（原热交换器）蒸汽工作压力0.90MPa，热风温度110℃，自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度82%。由此可以看出，无论是无负载空车调试还是实物正常生产，热风温度达到110℃，B线自动控制的蒸汽薄膜阀的膜片开度明显小于A线，热交换器换热效果翅片管式优于光管式，改进后效果显著。

5.今后打算

通过此次改进，掌握了热交换器的工作原理，烘丝机热风系统的工作过程以及烘丝机相关的生产工艺流程。为今后的工作打下了一定的基础。同时，对于设备运行的状态将做连续的跟踪，特别是在冬季，将进一步对热交换器的工作状态加强检查。

作者简介：牛宏伟（1973.08-），男，河南许昌人，本科，河南中烟责任有限责任公司许昌卷烟厂制丝部，制丝设备机械修理工，研究方向为设备修理。