烟叶制丝过程中蒸汽含水问题的解决

烟叶制丝过程中蒸汽含水问题的解决

张良，韦义鹏，刘康健

贵州中烟工业有限责任公司贵阳卷烟厂  贵州省贵阳市  550009

摘要：在烟叶制丝生产过程中，当负荷增加时，蒸汽使用量增加，生成的细微水雾增加，蒸汽流速增大，使蒸汽携带水的数量增大，蒸汽品质变差，频繁启动影响正常生产而且浪费能源。在卷烟厂对动力车间低品质蒸汽产生原因分析的基础上将制丝线原来接在分支管上的重点关键工序设备蒸汽用管改接到主蒸汽管上并完善蒸汽疏水装置改造后蒸汽品质明显提高，关键工序的出口水分CPK值上升约20％，设备运行效率明显提高，大大降低了能源消耗量。

关键词：卷烟厂；蒸汽汽中带水；解决

引言

卷烟厂的制丝生产线一般包括叶丝线、膨丝线、梗丝线，这三条线生产的叶丝、膨丝、梗丝经混丝掺兑后供卷包车间生产成品卷烟。制丝线的关键设备有回潮机、除杂机、加料机、烘丝机、加香机、切丝（梗）机等，蒸汽通过相关设备对制丝生产的原料（一般为烟片和烟梗等）进行加温加湿使烟叶或烟丝的含水率、温度达到工艺设定值。制丝生产线几乎每一道工序都离不开蒸汽。贵阳卷烟厂制丝线生产能力为两条6000kg/h、一条3000kg/h，年加工卷烟100万箱左右。生产设备的正常运行、产品质量与蒸汽的品质有极大的关系，工艺所需蒸汽要求干度100％和不含有空气等不凝性气体。

1制丝线蒸汽系统

贵阳卷烟厂100万箱生产能力，制丝生产线蒸汽压力要求为大于0.8MPa，对应的动力车间出口蒸汽压力为1．0MPa，需要使用蒸汽的设备叶丝线有三台松散回潮设备、三台加料设备、三台烘丝设备，膨线有两台回潮设备，梗线有一台蒸梗机，一台加料机。查《蒸汽与冷凝水手册》工程数据表在蒸汽管道选型偏大时热损失会增加，形成冷凝水量多，也无形中会增加能耗。制丝线这几年采用大量的新设备和新工艺，但通过长期观察流量计数据，制丝线蒸汽用量管道直径选型依然合适。

2动力车间锅炉蒸汽带水原因分析

根据对炉水的分析化验，炉水水质满足《工业锅炉水质》GB/T1576-2008要求，基本排除锅炉操作运行上造成的“汽水共腾”现象,为此主要从以下几个方面进行分析。（1）对锅筒内部构件安装型式分析，炉内蒸汽经由集中上升管后对水下孔板造成冲力，而水下汽水分离隔板抗冲强度不足，水下孔板可能产生变形和连接件螺栓脱落，使得水下孔板不能起到分离作用，导致汽水混合物直接穿过水下孔板造成汽水短路，而使汽水混合物直接由丝网分离器分离，分离不充分，从而产生蒸汽带水的现象。（2）对炉内构件布局方式分析，汽包内汽水混合物经由上升管后直接冲击水下孔板，速度和冲力较大，导致筒内汽水流动不稳定，汽水无法正常分离和流动，因此产生蒸汽带水。（3）对锅炉本体设计图纸分析，随着锅炉负荷的增大，汽包内汽水混合物经由上升管后，有部分汽水混合物直接从水下孔板折边处穿出，造成局部汽水短路，从而使汽水混合物直接由丝网分离器分离，分离不充分，因此产生蒸汽带水。（4）对调试数据和参数分析，锅炉处于高水位运行，汽包内汽水空间分配不平衡，造成蒸汽分离时间过短，蒸汽分离不充分，从而产生蒸汽带水的现象。

3卷烟厂蒸汽汽中带水问题的解决

贵阳卷烟厂制丝线蒸汽由专管输送，输送距离最远约150米，由于制丝车间每天会有生产间隙，动力车间对蒸汽进行降压，这样就会导致蒸汽中的含水量增加。

筒类回潮和干燥设备是烟草行业制丝生产加工中的关键设备。回潮设备是通过筒体的旋转以及筒内耙钉的疏导作用，对烟丝进行松散、增温、增湿处理，干燥设备是通过筒体的旋转以及炒板的疏导作用，对烟丝进行干燥处理使烟丝满足生产加工的工艺要求。

WQ3215型滚筒式叶丝回潮机是秦皇岛烟机厂生产，在各卷烟厂得到广泛运用的筒类回潮设备。烟丝由振动输送机送入筒体内，筒体由传动装置带动旋转，由于筒体的轴向倾角及筒内耙钉的作用，烟丝能够松散、均匀地随着筒体旋转向出料端移动。回潮水在蒸汽的引射下，由进料端喷射进筒体内的烟丝上，对烟丝进行增湿，蒸汽通过蒸汽喷头喷射进筒体内，提高烟丝温度。

KLD-2型薄板式烘丝机是由德国豪尼公司生产，同样是在各卷烟厂广泛运用的筒类干燥设备,烟丝经由HT-63隧道式回潮机增温增湿后由振动输送机送入筒体内，烟丝在筒体内与薄板充分接触，由于筒体的轴向倾角及顺向工艺气的作用，烟丝随着筒体旋转向出料端移动。蒸汽进入筒体内薄板，通过薄板与烟丝进行热交换，令烟丝脱水干燥，烟丝内水分蒸发，达到烟丝干燥的目的。

WQ3215型滚筒式叶丝回潮机和KLD-2型薄板式烘丝机（3000Kg/h线）都存在蒸汽中带水导致烟丝质量指标波动的问题，急需解决。

贵阳卷烟厂制丝车间膨线工段的WQ3215型滚筒式叶丝回潮机，由于蒸汽中带水，导致料头烟丝含水率达到稳态的时间较长，且料头的烟丝含水率较高。

针对水分异常波动的情况，对常见原因进行了排查。经持续检查跟踪发现：叶丝回潮机存在冷凝水排放不畅的问题。在单独开启混合喷嘴引射蒸汽时（同时关闭了水通道的所有阀门），发现从混合喷嘴引射蒸汽通道喷出的介质不是蒸汽而是蒸汽含冷凝水，这使得物料在施加了水的同时还被施加了冷凝水。

由于工艺布局的限制，膨线工段的WQ3215型滚筒式叶丝回潮机安装于联合工房二楼的动力车间空调间旁。回潮机的蒸汽冷凝水疏水管直连在动力车间十余台空调机的蒸汽冷凝水疏水总管上，并最终输送到冷凝水回收罐。空调机保持24小时工作，其冷凝水疏水总管始终有2.5bar左右的压力。导致膨线工段的WQ3215型滚筒式叶丝回潮机蒸汽系统冷凝水疏水不畅。冷凝水集聚在回潮机蒸汽管路中引射时喷出，最终会出现料头水分偏高，料头水分调整时间过长。解决方法为单独安装一条通往动力车间冷凝水回收加压站的疏水管道，避开冷凝水排量大的空调系统疏水管道，不受背压影响，可实现顺畅疏水，降低蒸汽含水的问题。

制丝线3000KgKLD-2型薄板式烘丝机安装部位处在蒸汽管末端，蒸汽冷凝水特别容易积存，烟丝工艺质量得不到保证。为了保证蒸汽的干度，烘丝机除了要求提高蒸汽的供应品质，以及在蒸汽管道上增加疏水点选用合适的疏水阀尽可能排除主管道中的冷凝水外还对烘丝工序蒸汽管网进行了优化改造。

制丝线两台KLD-2型薄板式烘丝机（6000Kg/h和3000Kg/h各一台）及一台SH987气流式烘丝机原来共同接在各自的分支管上，现首先将3000Kg/h薄板式烘丝机蒸汽管改为直接接在动力车间的分汽缸上，即由“末端”改为“入口端”，同时在蒸汽管网低位设计相应的脱水装置一旦冷凝水量突然加大能够及时疏水。

改造工作还包括对蒸汽管网的疏水装置进行完善。生产线的蒸汽管道和分汽缸装原来装有疏水阀，基本上可以解决蒸汽中的含水问题。为了进一步降低蒸汽中的含水率，蒸汽设备的进口管道上单独安装一台斯派莎克汽水分离器，蒸汽在进入设备前通过该汽水分离器将蒸汽中水分完全排除掉。HT-63隧道式回潮机处将疏水装置管径由DN20改为DN32，并增加直排。将联合工房分汽缸房内的分汽缸直排管管径由DN25改为DN40，并更换原疏水阀提高疏水效率。另外，由于每天晚上24点至早上8点的时间段，制丝线基本不用蒸汽，该段时间蒸汽冷却后冷凝水积存现象严重，因此还制定了一套蒸汽使用操作方法，指导对不同的设备选择不同的时间段进行合理疏水，使改造后蒸汽管网设施发挥出最优效果。改造前，制丝线设备运行情况不稳，时常出现汽中含水量大，造成设备正常运转后烟丝的温度、水分不稳；改造后，生产过程中出现含水量大时，只需在两个末端打开直排即可保证两线蒸汽供应品质稳定，制丝重点工序蒸汽供应品质明显提高。

结束语

动力车间提供的蒸汽带水会影响机设备的运行效率及制丝产品的质量，甚至会对设备造成水冲击，降低设备运行寿命，因此我们要用科学合理的方法减少蒸汽带水的问题。动力车间就应从源头上严格控制蒸汽参数，在终端蒸汽使用设备上，进行良好的汽水分离，保证冷凝水的正常输送或排放。在生产运行过程中要对每个重要操作进行制度化、常态化，并对任何事故的原因进行科学分析。

参考文献

[1]朱明善.能量系统的分析[M].清华大学出版社,1998.

[2]龚光彩.冷凝热回收与冷热源优化的理论及方法[M].科学出版社,2013(01).

[3]聂梅生.水工业工程设计手册—水工业工程设备[M].中国建筑工业出版社,2000(03).

[4]动力管道编写组.动力管道手册[M].机械工业出版社,1994(04).