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   摘要：本文主要解決回收閥被冰渣堵塞使CO2氣體不能正常回收，從而影響冷端設(shè)備的正常運(yùn)行的現(xiàn)象。根據(jù)杭州制造部570KG CO2膨脹煙絲的工作流程，按照其工作的特性，增設(shè)了CO2回收管道和回收閥門(mén)溫度加熱系統(tǒng)。其原理是：利用外加熱方法，提高回收管道和回收閥門(mén)溫度，縮短溫度回升時(shí)間，保證回收閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉始終處在靈活的狀態(tài)中。解決了在回收閥門(mén)處結(jié)霜的不利狀態(tài)，減少故障，提高工作效率。因此，溫控加熱系統(tǒng)很好地解決了閥門(mén)架上冰堵的問(wèn)題。


    關(guān)鍵詞：回收壓力；回收閥；結(jié)霜；冰渣堵塞；電加熱系統(tǒng) 

    Abstract: This topic mainly resolves the problem that CO2 gas can not be recycled normally because the recall valve is blocked by ice. According to the workflow of 570KG CO2 product line of HangZhou Cigarette Factory,we resolve the problem by the method of establishing the CO2 recall pipe and heat system to hot up the tempatrue of recall valve. It’s principle is that by heating the pipe, increase the temperature of recycle pipe and recall value and shorten the time of temperature rally, to make sure the recall value is always in a flexible state. It also reduce the possibility of frosts and breakdown, finally raise the work efficiency. So auto-heat system solve the ice block problem on recall valve successfully.

    Keywords: recycle pressure；recall valve；frosts；ice block；electric heating system

    1 引言
   
    我廠制絲膨脹線(xiàn)自投產(chǎn)以來(lái)，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(guò)長(zhǎng)或者閥門(mén)開(kāi)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(wèn)題

    在高、低壓罐回收閥門(mén)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(mén)內(nèi)腔中存有一定量的冰塊，由此判斷它是導(dǎo)致閥門(mén)開(kāi)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(mén)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(mén)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(guò)程和回收閥門(mén)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(guò)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)冷凝的水產(chǎn)生

    浸漬器在裝填和排出煙絲工序中須打開(kāi)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(guò)程

    在生產(chǎn)過(guò)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(mén)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(mén)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(mén)受冰堵后，會(huì)造成回收二氧化碳?xì)怏w的時(shí)間超長(zhǎng)，超出程序設(shè)定的時(shí)間，閥門(mén)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(mén)球體因有積冰造成旋轉(zhuǎn)不靈活或卡死。造成閥門(mén)故障報(bào)警。故障報(bào)警處理方法：將閥門(mén)（1008或0804）拆下，清除閥門(mén)與管道內(nèi)的冰塊；或是等上一段時(shí)間，管道和閥門(mén)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(mén)被冰堵位置示意圖  

    5 解決方法

    根據(jù)分析，可以通過(guò)對(duì)回收閥門(mén)和管道進(jìn)行加熱，提高回收閥門(mén)和管道溫度，消除回收閥門(mén)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(mén)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(mén)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(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響閥門(mén)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(jiǎn)單，安全可靠成本較低,而且溫度容易得到控制。通過(guò)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(mén)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IO箱內(nèi)安裝PAXT溫度控制器和電氣制線(xiàn)路。安裝線(xiàn)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(xiàn)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(chǎng)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(cè)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(xiàn)圈工作，接觸器常開(kāi)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(kāi)，接觸器線(xiàn)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(mén)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(mén)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(xiàn)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(cè)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(mén)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(mén)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(mén)連接處的溫度急劇下降到-9℃左右。當(dāng)PT100測(cè)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(mén)連接處進(jìn)行加熱，使回收管外壁和閥門(mén)連接處溫度逐漸升高，在6分鐘左右使回收管外壁和閥門(mén)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(guò)程,電熱帶溫度還可以持續(xù)上升最高達(dá)到28℃左右)，通過(guò)金屬熱傳遞，從而使回收管內(nèi)外壁與閥門(mén)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(guò)對(duì)回收管道增設(shè)電加熱系統(tǒng)，使直管道和閥門(mén)的壁體溫度高于原來(lái)的溫度,進(jìn)一步改善閥門(mén)內(nèi)部球體的旋轉(zhuǎn),(打開(kāi)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(xiàn)閥門(mén)架管道冰堵的問(wèn)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(guò)對(duì)制絲膨脹線(xiàn)閥門(mén)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(wèn)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。

    參考文獻(xiàn)

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    作者簡(jiǎn)介：朱輝平（1972-），男，大專(zhuān)，助理工程師，現(xiàn)就職于杭州卷煙廠制絲車(chē)間，主要從事煙機(jī)設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)和改裝方面的研究。

      謝峰（1981-），男，浙江杭州人，助理工程師，主要從事機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)及改裝方面的研究 。

      王有利（1969-），男，浙江杭州人，煙機(jī)設(shè)備維修技師，主要從事電氣維護(hù)保養(yǎng)及改裝方面的研究。

      吳貴平（1962-），男，浙江杭州人，煙機(jī)設(shè)備維修技師，主要從事機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)及改裝方面的研究。

      秦華（1973-），男，浙江杭州人，煙機(jī)設(shè)備維修技師，主要從事電氣維護(hù)保養(yǎng)及改裝方面的研究。

     摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第五期