朱輝平，謝 峰，王有利，吳貴平，秦 華（杭州卷煙廠，浙江 杭州 310008）

1 引言

杭州卷煙廠制絲膨脹線自投產(chǎn)以來，在設(shè)備運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)高、低壓罐回收二氧化碳?xì)怏w時(shí)間過長或者閥門開啟、關(guān)閉不到位的現(xiàn)象，造成冷端設(shè)備因故障報(bào)警導(dǎo)致停機(jī)，影響了設(shè)備正常運(yùn)行，降低了設(shè)備的效率。

2 存在問題

在高、低壓罐回收閥門出現(xiàn)故障后，對(duì)其進(jìn)行維修時(shí)發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)和閥門內(nèi)腔中存有一定量的冰塊，由此判斷它是導(dǎo)致閥門開啟和閉合受阻的主要物質(zhì)。如圖1管道內(nèi)被清理出的冰塊、圖2閥門被冰塊卡住的情況。

圖1 管道內(nèi)被清理出的冰塊

圖2 閥門被冰塊卡住的情況

3 原因分析

根據(jù)高、低壓罐回收閥冰堵現(xiàn)象，對(duì)高、低壓罐回收管道溫度的變化、管道內(nèi)冷凝水的產(chǎn)生、冷凝水結(jié)成冰塊的過程和回收閥門產(chǎn)生報(bào)警的各種原因進(jìn)行分析。

3.1 高、低壓罐回收管道溫度的變化

二氧化碳?xì)怏w在高、低壓回收過程中，溫度較低的二氧化碳?xì)怏w在管道內(nèi)高速流動(dòng)，導(dǎo)致回收管道溫度下降，最后達(dá)到-15℃左右。

3.2 管道內(nèi)冷凝水的產(chǎn)生

浸漬器在裝填和排出煙絲工序中須打開上下蓋，不可避免地使部分空氣進(jìn)入回收管道內(nèi)。煙絲在浸漬中也會(huì)有部分水份被析出，回收管道內(nèi)水汽遇到溫度較低的管道壁形成冷凝水。

3.3 冷凝水結(jié)成冰塊的過程

在生產(chǎn)過程中，當(dāng)高、低壓罐回收二氧化碳?xì)怏w時(shí)，二氧化碳?xì)怏w在20Bar左右的壓差下，氣體在高速流動(dòng)中會(huì)帶走閥門架上的T10高壓罐回收閥（1008）、T8低壓罐回收閥（0804）以及連接管道上的熱量，管壁溫度隨即快速下降，冷凝水在持續(xù)低溫下結(jié)成冰塊并附著在管道、管壁和高、低壓罐回收閥體上。

3.4 回收閥門產(chǎn)生報(bào)警

隨著生產(chǎn)批次不斷增加，回收二氧化碳?xì)怏w次數(shù)同步增加，這樣形成的冰塊逐漸積聚增多，并附著在管道、管壁、高、低壓罐回收閥體上，這是引起高、低壓罐回收閥冰堵的主要原因。在回收閥門受冰堵后，會(huì)造成回收二氧化碳?xì)怏w的時(shí)間超長，超出程序設(shè)定的時(shí)間，閥門關(guān)閉不到位引起報(bào)警，造成停機(jī)。

4 故障狀態(tài)

在回收管道內(nèi)，閥門球體因有積冰造成旋轉(zhuǎn)不靈活或卡死。造成閥門故障報(bào)警。故障報(bào)警處理方法：將閥門（1008或0804）拆下，清除閥門與管道內(nèi)的冰塊；或是等上一段時(shí)間，管道和閥門內(nèi)壁的溫度上升，使冰塊融化，如圖3所示。

圖3 回收管道與閥門被冰堵位置示意圖

5 解決方法

根據(jù)分析，可以通過對(duì)回收閥門和管道進(jìn)行加熱，提高回收閥門和管道溫度，消除回收閥門和管道內(nèi)的冰塊，就可以消除故障。

5.1 方案一：蒸汽加熱

在閥門架上的T10高壓罐回收閥（1008）、T8低壓罐回收閥（0804）以及連接管道上繞上銅管，通入蒸汽，使得回收閥以及連接管道溫度升高。

5.2 方案二：電熱帶加熱

在閥門架上的T10高壓罐回收閥（1008）、T8低壓罐回收閥（0804）以及連接管道上安裝電熱帶，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)電熱帶工作，使得回收閥以及連接管道溫度升高。

5.3 方案比較

方案一：蒸汽加熱。此方案不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，而且溫度不易得到控制，蒸汽溫度與管道溫度相差太大，長時(shí)間會(huì)影響閥門球體密封和動(dòng)作。

方案二：電熱帶加熱。此方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡單，安全可靠成本較低，而且溫度容易得到控制。通過比較，選擇了第二個(gè)方案進(jìn)行實(shí)施。

5.4 方案實(shí)施

在閥門架上的T10高壓罐回收閥（1008）、T8低壓罐回收閥（0804）以及連接管道上安裝CWH2-J-30W型電熱帶，同時(shí)在管道合適位置安裝PT100溫度傳感器，在本地I/O箱內(nèi)安裝PAXT溫度控制器和電氣制線路。安裝線路圖如圖4所示，實(shí)物圖如圖6所示，在中控室界面上如圖5所示。

圖4 加熱帶電氣控制線路圖

圖5 紅色表示電熱帶纏繞部位

圖6 電熱帶纏繞部位現(xiàn)場實(shí)圖

安裝完畢后，對(duì)PAXT溫度控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。PT100把測到回收管道壁溫度信號(hào)反饋給溫度控制器，當(dāng)管道壁溫度低于15度時(shí)，溫度控制器內(nèi)部繼電器工作，觸點(diǎn)閉合，從而使接觸器線圈工作，接觸器常開觸點(diǎn)吸合，這時(shí)電熱帶得電工作。當(dāng)管道壁溫度高于15度時(shí)，溫度控制器內(nèi)部繼電器工作觸點(diǎn)斷開，接觸器線圈失電，電熱帶斷電。這樣控制加熱帶的工作溫度，使管道上、閥門處，在絕大部分時(shí)間里保持有冰點(diǎn)以上的溫度，水份以液態(tài)方式存在，不會(huì)造成管道被冰堵塞以及閥門被冰塊卡死，從而保證設(shè)備正常工作。

6 改進(jìn)效果

對(duì)改進(jìn)前后管道外壁溫度與時(shí)間的變化以及冰堵故障停機(jī)率的比較后，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)效果明顯。

6.1 改進(jìn)前后管道外壁溫度與時(shí)間的變化

圖7 改進(jìn)前后管道外壁溫度與時(shí)間的變化

如圖7所示，紅、藍(lán)色曲線分別為改進(jìn)前和改進(jìn)后溫度與時(shí)間的變化。

改進(jìn)前在回收管外測得管壁溫度為-2℃左右，當(dāng)浸漬器V23與高壓罐T10進(jìn)行高壓平衡，到浸漬器V23與低壓罐T8低壓平衡結(jié)束大約為50秒左右時(shí)間，這時(shí)，回收管外壁與閥門連接處的溫度急劇下降到-17℃左右。當(dāng)回收完成后回收管外壁溫度緩慢上升到-2℃左右，然后等待下一個(gè)循環(huán)。改進(jìn)后回收管外壁與閥門連接溫度在28℃左右，同樣當(dāng)浸漬器V23與高壓罐T10進(jìn)行高壓平衡，到浸漬器V23與低壓罐T8低壓平衡結(jié)束大約為50秒左右時(shí)間，這時(shí)，回收管外壁與閥門連接處的溫度急劇下降到-9℃左右。當(dāng)PT100測得回收管外壁溫度低于15℃時(shí)，已經(jīng)對(duì)回收管外壁與閥門連接處進(jìn)行加熱，使回收管外壁和閥門連接處溫度逐漸升高，在6分鐘左右使回收管外壁和閥門連接處溫達(dá)到15℃以上（當(dāng)電熱帶斷電后，由于有一個(gè)緩沖的過程，電熱帶溫度還可以持續(xù)上升最高達(dá)到28℃左右），通過金屬熱傳遞，從而使回收管內(nèi)外壁與閥門連接處內(nèi)外壁溫度趨于一致。

6.2 改進(jìn)前后故障停機(jī)率的變化

通過對(duì)回收管道增設(shè)電加熱系統(tǒng)，使直管道和閥門的壁體溫度高于原來的溫度，進(jìn)一步改善閥門內(nèi)部球體的旋轉(zhuǎn)，（打開和關(guān)閉）動(dòng)作的可靠性、正確性，解決了二氧化碳干冰膨脹線閥門架管道冰堵的問題。

圖8 改進(jìn)前與改進(jìn)后一個(gè)季度故障停機(jī)率

如圖8所示，顯示了改進(jìn)前后一個(gè)季度的停機(jī)率，總停機(jī)率由改進(jìn)前的1.3%下降到0.6%，冰堵故障停機(jī)率由改進(jìn)前的0.7%下降到0，冰堵故障徹底消除，提高了設(shè)備工作效率。

7 結(jié)論

通過對(duì)制絲膨脹線閥門架管道冰堵故障的解決，消除了設(shè)備因?yàn)楸鶋K而造成停機(jī)的情況，解決了實(shí)際問題，取得了較好效果。作為一名維修工，要在工作中不斷思考，積極進(jìn)取，進(jìn)一步地學(xué)習(xí)和探索，提高技術(shù)含金量。

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