制丝干冰线燃烧炉异常熄火的原因分析及改进 |
| 2012-11-09 13:21 作者：苏福彬 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月9日文】据《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，制丝膨胀烟丝生产线在运行过程中燃烧炉会经常发生熄火，造成燃烧炉工作状况和燃烧稳定性差，难于满足生产和工艺的要求。通过燃烧炉熄火故障的原因分析，认为燃烧炉熄火有两个主要原因：一是燃烧柴油中有少量杂质堵塞油枪舌孔；二是助燃风引起火焰的不稳定。为此提出改进的主要措施：一是对燃油管路油过滤器进行改造；二是对燃烧炉进行改造，增加独立的含尘空气回收管路和燃烧炉第三热交换器。通过改进，有效解决燃烧炉熄火问题，使燃烧炉的工作状况得到根本改善。
龙岩烟草工业有限责任公司目前使用的是美国Airco模式干冰法膨胀烟丝生产线，热端则采用英国HIRT公司的燃烧炉，其燃烧介质为0#柴油。目前国内许多Airco模式的干冰膨胀烟丝生产线都存在着燃烧炉异常熄火现象，燃烧炉熄火会导致整条生产线生产中断，设备有效作业率降低，柴油造成浪费，另外熄火时系统工艺参数会发生波动，膨胀烟丝的产品质量会受到很大的影响。
1燃烧炉管路组成及温控原理
龙岩烟草工业公司干冰膨胀烟丝线热端采用IN-60型号的燃烧炉，如图1所示。IN-60燃烧炉的管路系统包括引火管路、油路管路、压空管路。
1）引火：包括引火气体切断阀，这部分管路与燃烧没有直接关系；
2）油路：包括油泵、过滤器、燃油控制器、燃油切断阀；
3）压空：包括压差式调节阀，吹除阀、雾化空气阀。
油路及压空部分管路最终在油枪中雾化后混合燃烧，继而燃烧产生热量。
图1燃烧炉管路系统组成示意图
如图2所示，膨胀线热端工艺是将干冰烟丝2送入升华管内10用高温工艺气流9进行膨胀。膨胀后，膨胀烟丝3与工艺气流经切向分离器1分离，此时高温工艺气流的温度大大下降。因此热端系统中，使用燃烧炉对温降后的工艺气流进行加热，升温程度取决于升华管入口处的受控温度，一般控制在300～380℃。工艺气体管道包括伸向炉内的热交换管束8和炉外旁通管道5。在二管交界处，管内设有联动风门4。风门由一个温度控制阀作反向联动，当升华管入口处温度高于设定值时，驱动连杆使流经热交换器的气体减少，流经旁通道的气体增加，受使升华管入口处的温度降下来。
1切向分离器2干冰烟丝3膨胀烟丝4联动风门5旁通管
6气锁7工艺风机8燃烧炉热交换器9工艺气体10升华管
图2膨胀循环管道
2存在问题及故障分析
2.1存在问题
操作人员在常温状态下点燃我司“热端”设备为烟丝膨胀提供热源的燃烧炉系统时，经常发生雾化柴油点燃不久因火焰探测器故障而熄灭。一旦熄火，烟丝加工过程就会中断，从重新点火到工艺热气流恢复正常温度进入烟丝加工，此过程约需要10多分钟；此外，在烟丝初进入工艺热气流时，工艺参数会产生波动，该故障的发生对设备运行效率和产品加工质量有着较大的影响。
2.2熄火故障分析
膨胀“热端”燃烧炉熄火的原因是火焰探测器故障，检测不到火焰，实质是火焰长度、亮度发生变化，PLC系统关闭供应柴油的气动薄膜阀，致使燃烧炉熄灭。我们认为有以下原因可以导致火焰探测器故障：
1）柴油中有少量杂质堵塞油枪舌孔
喷油枪中的油管与气管连接好后，柴油通过油泵加压进入油管中，压缩空气由气管进入，气管前端两侧有两个不在同一轴线的小孔，由于油压大于气压，油从两侧的舌孔Φ1进入气管与压缩空气混合，均匀持续的从气管正前端的喷嘴Φ2处成雾状喷出。
图3喷油枪剖面示意图
我司0#柴油有杂质存在，如果油过滤器清理不及时，杂质会将Φ1的两侧舌孔堵塞，柴油无法进入与压缩空气混合后雾化喷出，就会发生熄火。为此，我们决定对油过滤器（见图1）进行改造，改造后的管路系统见图4。
图4改造后的燃烧炉管路系统组成示意图
2）助燃风引起火焰的不稳定
HIRT公司的燃烧炉助燃风主要由废气风机提供，废气风机通入的气流主要由两部分组成：部分工艺气流和由冷却振槽、冷却皮带吸入的含尘空气，见图5。当工艺气流和含尘空气的比例产生波动变化时，火焰探测器探测到的火焰长度与亮度就不明显，火焰不稳定导致燃烧炉熄火。此外，当膨胀烟丝生产线停产数日后再次点火生产会出现点火失败。
1热交换器HE622热交换器HE613废气风机
4工艺风机5旋风除尘器6膨胀系统7燃烧炉
图5热端燃烧炉结构示意图
为此，我们决定对设备采取如下措施：①增设独立的含尘空气回收管路，使冷却振槽、冷却皮带吸入的含尘空气不进入废气风机，而经过旋风除尘后排向大气；②新增新鲜风补偿管路，加装第三热交换器，使得新鲜风经第三热交换器预热后再进入燃烧炉与高温气流进行混合；③由于炉体内部以及废气风机提供的助燃气体温度低，新增新鲜风补偿阀开度较大，补气量大，“引火”时火焰容易被吹灭，造成主火不能被。为此，膨胀烟丝生产线停产数日后再次点火生产时，我们要求操作工在引火阶段将新增新鲜风补偿阀开度调小，等主火点燃运行一段时间稳定后，再把新鲜风补偿阀恢复原位。改造后的燃烧炉见图6所示。
1热交换器HE612热交换器HE623热交换器HE63
4工艺风机5旋风除尘器6膨胀系统7燃烧炉8废气风机
图6改造后的热端燃烧炉结构示意图
3结语
经改造和采取的相应措施后，燃烧炉异常熄火现象得到了有效解决，整个系统运行稳定可靠，燃烧炉的工作状况和燃烧稳定性得到了根本改善，提高了膨胀烟丝的产品质量。
作者简介：
苏福彬（1982-），硕士，工程师，项目管理员。 |
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