消除膨脹煙絲生產線零壓傳感器不歸零現象

項慶偉，陸 磊

（江蘇中煙工業有限責任公司徐州卷煙廠，江蘇徐州 221005）

0 引言

在長期的生產運行中，機械零部件的磨損、電氣元件的老化、自身設計的缺陷、生產方式的改變、操作的不規范化、維保不及時、環境的差異等不確定因素，均可造成設備出現不同原因的停產故障，進而造成原材料、能源、備品備件、勞動力的浪費。公司干冰膨脹煙絲生產線冷端浸漬器內零壓傳感器頻繁出現報警故障，導致浸漬器下蓋無法開啟，進而無法繼續浸漬煙絲，嚴重影響生產線的正常運行。

1 干冰膨脹煙絲生產線冷端零壓傳感器不歸零現象

1.1 冷端相關設備介紹

干冰膨脹煙絲生產線的冷端主要是在浸漬器內利用液態二氧化碳在高壓（2.7～3）MPa下對來料煙絲的細胞內壁進行浸漬，然后降低壓力使其成為-78℃的干冰煙絲，并在升華管道內利用高溫氣體（330～380）℃使干冰升華，從而對煙絲進行膨脹，最終實現降焦并提高填充值的作用。零壓傳感器位于冷端閥門架輸送高壓氣態二氧化碳的主壓力管道上，共計2處，作用主要有3個。

（1）檢測浸漬器內的壓力是否低于設定值。

（2）將浸漬器內的壓力情況傳遞到操作監視屏上，通過報警信號反饋給操作員。

（3）安全方面主要反映在與下蓋開啟的聯鎖上，當浸漬器內的壓力值躍0.3 MPa時，浸漬器下蓋無法打開，避免安全事故的發生。

1.2 設備故障與問題

2018年1月，公司實行三班運行，冷端閥門架二氧化碳輸送管道上的零壓傳感器頻繁出現報警現象，最初約每兩班一次，后來發展到一班三次。經排查，當管道內的剩余壓力通過消音器排入大氣后，零壓傳感器出現不歸零現象，浸漬器下蓋無法開啟，導致冷端無法繼續進行浸漬煙絲。

1.3 零壓傳感器不歸零現象的分析

經分析，浸漬器上下蓋開啟過程中，電磁閥與上蓋之間的一段管路與大氣連通，游離在空氣中的水分子通過浸漬器上蓋進入管道內部，部分水分子與二氧化碳分子結合成碳酸分子。當再次浸漬時管道內溫度驟降，碳酸分子便結晶粘附在管道內壁，并逐漸增厚，最終冰晶將傳感器探頭與主管道的聯接入口處堵塞，使兩者之間密封了一定壓力的氣態二氧化碳。當程序運行到剩余氣體排放到大氣時，管道內已無壓力，但零壓傳感器依然感應到壓力的存在，無法歸零。

2 基于氣壓傳動原理的空氣吹除法

當故障發生后，傳統維修清理一次約20 min，即停產約一批料的時間，嚴重影響了生產的正常運行。同時維修需拆除零壓傳感器的電磁閥，并將其與管道連接的管件拆除，頻繁的拆裝降低了電磁閥的使用壽命和靈敏度。清理過程中需用尖狀工具從連接入口處向下將冰晶沖散，尖頭工具不可避免的要撞擊管壁，加速了高壓管路的老化，增加了一處危險源。

考慮到冰晶堵塞的特點，為了更安全，更節約成本，本文利用氣壓傳動原理，使用空氣吹除法，定時定點對冰堵區域進行吹除，使其無形成冰晶條件。因該方法使用的介質為空氣，故不會對生產工藝及設備造成損害。

該方案需重新布設管道，將零壓傳感器與主管道連接處的直通改為三通，利用車間的空壓站作為氣源從三通引入。

空氣吹除原理如圖1所示，氣源壓力一般為0.73 MPa，先經調壓閥減壓穩定至0.5 MPa；經空氣過濾器過濾，清除雜質；為實現自動控制，設一電磁閥，控制氣路通斷；并配有機械通斷閥，便于維修及電磁閥失效時使用；最后經節流閥、單向閥抵達冰堵點，在實現節流控制的同時，防止氣體倒流。邏輯關系如圖2所示，由于從關閉下蓋工序至第一次加壓工序，浸漬器內基本無壓力限制，時長約3 min，利用該時間段進行吹除，將不會對生產造成影響。故利用電磁閥實現在該時段的自動清除工作。且經過現場多次吹除試驗可知，當氣源壓力為0.5 MPa時，吹除約1.5 min即可將冰堵點清理干凈。

3 結論

圖1 空氣吹除原理

圖2 邏輯關系

利用氣壓傳動原理，借助車間空壓站作為氣源，通過空氣吹除法在膨脹煙絲生產線工序空檔期實現了對冰堵點的自動清理，消除了零壓傳感器不歸零故障。該方案成本低廉，易于實現，無需人工干預。在穩定設備性能的同時，保證了生產的連續性及干冰煙絲質量的穩定性。