氣流烘絲機燃燒爐頭溫度控制的穩定與優化

朱煒平

摘? ?要：氣流烘絲機作為制絲車間的主要烘絲設備之一，其各參數的控制精度和穩定性直接影響產品的質量。氣流烘絲機工作時燃燒爐頭的溫度是其關鍵參數之一。以質量評價指標即QI提升為目標，系統分析當前氣流烘絲機的主要問題并查找原因，提出并實施各項穩定優化措施，以提升該參數的QI得分為目標，保障產品質量的穩定。

關鍵詞：氣流烘絲機;爐頭溫度;QI

1? ? 現狀調查

氣流烘絲機工作時燃燒爐出口氣流溫度的控制精度主要通過質量評價指標（Quality Evaluation Index，QI）進行評價。目前氣流烘絲機工作時燃燒爐出口氣流溫度QI占氣流烘絲機總QI評分權重較大，因此，提高工作時燃燒爐出口氣流溫度QI，將有效地提高氣流烘絲機的QI總分，達到車間精益求精的工藝要求。

對2019年4月份燃燒爐頭溫度QI值進行分析，并提取了QI分數最低和最高的10批次的QI得分。綜合發現，最低10批平均QI分數為43.57，最高10批平均QI分數為48.18，4月份平均QI分數為64.50。

通過比較4月份QI分數最低和最高的10批，可以發現最低10批的非穩態QI分數基本為0，且穩態分數也相對偏低，都存在比較大的提升空間。

2? ? 目標確定

本著精益求精的精神，盡可能地提高QI分數無論是對生產班組還是車間來說都是不懈追求的理想目標，因此，將4月份分數最高的10批QI平均分48.18設為月平均QI目標將是一個挑戰。

3? ? 原因分析

氣流烘絲機分預熱、空閑、正常生產、冷卻、清洗等5個狀態。預熱和空閑時燃燒爐頭溫度的設定值為168，正常生產時設定值按照工藝配方設定。當設備進入生產模式后，按照設定好的時間，工藝氣溫度按照所設定的生產模式設定值調節燃燒爐的爐頭溫度，料頭階段燃燒爐頭的溫度緩慢上升需要一定的過程。在料尾階段，設備進入空閑模式后，按照設定好的時間，工藝氣的溫度按設定的空閑模式溫度預設值控制爐投溫度，在尾料階段溫度下降，并持續一段時間。根據現場實際調研分析，得出原因分析的樹形圖，如圖1所示。

3.1? 爐頭溫度PID調節效果較差

燃燒爐頭溫度控制回路，檢測元件溫度傳感器TT-01，執行元件燃燒爐頭控制器。燃燒爐由伺服電機控制油氣配比閥，助燃風機提供助燃空氣;當工藝氣溫度低于設定值時，燃燒爐增加火力開大閥位，當工藝氣溫度高于設定值時，燃燒爐減小火力關小閥位，始終保持工藝氣體溫度的穩定，制模型如圖2所示。

在進料開始階段，溫度從168 ℃以較快的速度上升到173 ℃，此時，設備需要燃燒爐頭的控制器能夠快速動作并響應，設備整體的熱轉換效率要持續提升。在整個過程中，燃燒爐頭的轉換效率主要從兩方面改進，一是整體爐腔的清潔程度，二是控制油氣配比的閥門調整需要快速達到最佳的燃燒狀態，使整體含氧量控制在7%左右。

利用月度生產空隙對爐頭進行打開檢查并對燃燒爐內的積碳進行檢查，可以發現爐腔的內壁已被積碳覆蓋，用工具深入檢查發現積碳量厚度較大，影響到了燃燒爐整體的熱轉換效率。在燃燒爐燃燒時監測了含氧量，為3.5%，此時爐腔內的燃燒狀態處于非完全燃燒，即油氣配比不佳，進一步造成了燃燒不充分，進而影響到了爐頭的PID控制效果。

3.2? 存在堵料現象

堵料現象導致一批料出現多次料頭料尾，影響QI值。通過統計21次非穩態較低批次的原因，發現其中19批次存在斷料情況。

斷料后重新進料，導致多個料頭時PID的超調時間過長、非穩態時間過長，因此斷料為要因。

3.3? 料頭溫度異常降低導致非穩QI值降低

3—7月周末停產后的第一批，出現6次料頭溫度異常，快速降低后又提升。

4? ? 實施對策

針對以上分析采取如下措施。

4.1? 清理燃燒腔

利用停產時間，對爐頭燃燒腔進行清理，如圖3—4所示。

4.2? 重新調整各火位下的油氣比例

手動設置各火位進行燃燒，同時測試各火位下尾氣中的成分比例，以達到完全燃燒又節省燃料的數值，對助燃風機風門凸輪進行調整（油量沒調整）。其中調整主要元器件如圖5所示。

4.3? 氣流烘絲機斷料整治

氣流烘絲機斷料問題主要由另外一個小組負責，經過一些綜合措施，堵料問題已經得到了比較好的解決。

4.4? 針對燃燒爐爐頭溫度異常降低的現象

在以上整改的基礎上，對爐頭的溫度檢測器進行檢查并查找其他原因，初步分析排水閥的設計及使用過程可能影響到爐頭的溫度。鑒于燃燒爐內部存在加大的負壓，排水管路存在的少量污水會被負壓抽入爐腔內部，并影響和干擾到了爐頭溫度的監測，進一步可能影響到爐頭的溫度控制過程。

改進措施為針對排水閥的使用情況進行調查，并最終確定每天生產首批前由現場人員開啟排水閥進行排水，引流出燃燒爐內部雜物，預熱時關閉排污閥。對該項操作進行了3個星期的檢查與跟蹤，發現爐頭溫度降低現象不再出現。

與技術組進行溝通確認后，將排污閥的操作規范寫入《巡視作業指導書》，并納入考核標準。

5? ? 效果驗證

經過采取一系列措施，9月起，氣流烘絲機燃燒爐出口QI得分得到了有效提高。結合整改前和整改后的數據，如表1和圖6所示。

通過以上措施，較大程度地提升了燃燒爐頭溫度的非穩態分數，同時也促進了穩態得分一定程度的提升。目前燃燒爐頭溫度QI得分已達到初始目標值。