KLD-2Z烘絲機熱風熱交換器局部改進

【摘? 要】KLD-2Z烘絲機是許昌卷煙廠制絲線異地技改時引進的新型烘絲機。在使用過程中發(fā)現(xiàn)其熱風干燥系統(tǒng)在冬天要達到110℃的工藝參數(shù)要求時（蒸汽工作壓力為0.90Mpa），蒸汽薄膜閥開度達到95%以上。當環(huán)境溫度較低時熱風溫度達不到工藝設定要求，無法滿足工藝需要。本文主要闡述通過對光管式熱風熱交換器的改進，改為翅片式熱風熱交換器來改善熱風熱交換器的換熱效率，從而滿足工藝生產要求。

【關鍵詞】熱風熱交換器;翅片;熱風溫度

1.KLD-2Z烘絲機簡介

1.1 KLD-2Z基本結構與組成

+00KLD-2Z滾筒式烘絲機主要由支架、筒體、傳動裝置、前室、后室、蒸汽管路系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、熱風系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、排潮與除塵裝置和控制系統(tǒng)等組成。

1.2 KLD-2Z烘絲機熱風系統(tǒng)的組成及工作原理

熱風系統(tǒng)主要由空氣熱交換器、蒸汽薄膜閥、風機、熱風風管、風量調節(jié)閥門、溫度檢測器件等組成工作過程：在離心風機的作用下，自然空氣進入空氣熱交換器，通過熱風溫度檢測，經(jīng)過蒸汽薄膜閥調節(jié)蒸汽壓力后，達到烘烤煙絲工藝所要求的110℃的熱風溫度，然后分為兩路：一路由前室進入烘筒內，參與煙絲的對流干燥處理;另一路進入后室氣塵抽箱，對排潮空氣進行加熱，提高露點溫度，減少結露現(xiàn)象。

進入烘筒內的熱風風量手動調節(jié)，熱風溫度隨烘烤過程的工藝要求可自動調節(jié)。其控制原理如下：

裝在熱風管路上的鉑熱電阻測得溫度的瞬時值，經(jīng)溫度變送器將此溫度值轉換為電信號輸入控制柜的PLC 中，PLC 根據(jù)熱風溫度的設定值與實際溫度的檢測值進行綜合比較，發(fā)出信號給蒸汽薄膜閥，通過蒸汽薄膜閥開度的調節(jié)，改變進入熱風熱交換器的蒸汽流量，從而達到控制熱風溫度的升降的目的。

2.KLD-2Z烘絲機熱風加熱系統(tǒng)存在的問題

冬季生產過程中，蒸汽工作壓力0.90Mpa，熱風干燥熱風溫度為110℃時，控制熱風熱交換器的帶自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度達到85%-90%，干燥熱風溫度可調節(jié)范圍小。特別是當環(huán)境溫度進一步降低，蒸汽薄膜閥的膜片開度達到95%以上，甚至達到100%，接近極限值，達到生產工藝要求困難，已影響到正常生產。

3.熱風加熱系統(tǒng)的改進

3.1熱交換器改進形式的確定

根據(jù)傳熱學基本公式“”得知，在溫差一定的條件下，傳熱過程影響因素為換熱系數(shù)K和換熱面積A，對于這兩個參數(shù)，在換熱材料相同的條件下，增加換熱面積A改變熱量的傳遞。

通過對KLD-2Z加熱系統(tǒng)問題的分析，發(fā)現(xiàn)熱風熱交換器加熱管形式為不銹鋼U型光管盤繞形式，管子的兩端固定在同一管板上，因彎曲的管子需要一定的彎曲半徑，使得管板的有效利用率降低，因此不利于換熱效率的提高。

另外，通過對熱交換器形式的分析，在外形尺寸一定的條件下，翅片式熱交換器作為一種常用的熱交換器形式其傳熱面積比光管式可增大2-10倍。翅片管的優(yōu)勢在于大大的增加了換熱面積，而且可以促進流體的湍流，其傳熱系數(shù)比光管提高了1-2倍。

因此決定將熱交換器由原來的不銹鋼U型光管盤繞形式改進為翅片式。根據(jù)翅片的傳熱效率決定采取鋼鋁復合形式。

4.改進后效果

將葉絲A線烘絲機（已更換熱交換器），進行了無負載空車調試。蒸汽工作壓力為0.90MPa，自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度逐步由0%開至100%，此時的熱風溫度最大值達到126℃。然后根據(jù)生產工藝要求將熱風溫度控制在110℃時，此時，自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度為53%-60%。在相同情況下對葉絲B線烘絲機（原熱交換器）進行了無負載空車調試，蒸汽工作壓力為0.90MPa，自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度逐步由0%開至100%，此時的熱風溫度最大值達到115.5℃。然后根據(jù)生產工藝要求將熱風溫度控制在110℃時，此時，自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度為80%-84%。

正常生產時，在葉絲A、B線烘絲機生產相同批次、相同牌號的煙絲時，出口煙絲水分同為13%的情況下。A線烘絲機（已更換熱交換器）蒸汽工作壓力0.90MPa，熱風溫度110℃，自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度56%。B線烘絲機（原熱交換器）蒸汽工作壓力0.90MPa，熱風溫度110℃，自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度82%。由此可以看出，無論是無負載空車調試還是實物正常生產，熱風溫度達到110℃，B線自動控制的蒸汽薄膜閥的膜片開度明顯小于A線，熱交換器換熱效果翅片管式優(yōu)于光管式，改進后效果顯著。

5.今后打算

通過此次改進，掌握了熱交換器的工作原理，烘絲機熱風系統(tǒng)的工作過程以及烘絲機相關的生產工藝流程。為今后的工作打下了一定的基礎。同時，對于設備運行的狀態(tài)將做連續(xù)的跟蹤，特別是在冬季，將進一步對熱交換器的工作狀態(tài)加強檢查。

作者簡介：牛宏偉（1973.08-），男，河南許昌人，本科，河南中煙責任有限責任公司許昌卷煙廠制絲部，制絲設備機械修理工，研究方向為設備修理。