醋酸纤维丝束干燥系统循环风机选型要点探讨

喻 飞，郑恒谷，羌培华

（珠海醋酸纤维有限公司，广东珠海519050）

设备与控制

醋酸纤维丝束干燥系统循环风机选型要点探讨

喻 飞，郑恒谷，羌培华

（珠海醋酸纤维有限公司，广东珠海519050）

醋酸纤维素丝束干燥系统是烟用醋酸纤维行业典型的干燥设备。而循环风机作为干燥气动力源，是整个干燥气输送系统中最为关键的设备之一。通过研究循环风机的自身特点、输送工艺和关键输送参数计算等方面，来探讨循环风机选型的要点，具有一定的实用性和理论性。

干燥气输送；循环风机；选型

0 引言

醋酸纤维素丝束干燥系统采用的是链板式物料输送多区域干燥气循环利用的方式对物料进行可控干燥，而干燥气输送采用吸压式气力输送，由循环风机提供动力，经多区循环路径，将干燥气通过各输送通道依次进行干燥后最终由风管收集进入下一步工艺回收流程，从而完成整个干燥过程。

循环风机又称离心式风机，即气流轴向驶入风机叶轮后，在离心力作用下被压缩，主要沿径向流动。风机采用单吸入D型传动结构，由联轴器将风机和电机联接起来，风机本体由机壳、进风口、转子组 （叶轮及主轴）、轴承箱、联轴器等部分组成。醋酸纤维丝束干燥系统采用的循环风机有顺转和逆转两种型式，其主要优点是结构紧凑、噪音可控、风量可改造性强、无脉冲输气、运行平稳、维保效率高，不足之处是由于其风量容易受设备中风压变化的影响，同时对整个干燥气的整体物料输送平衡性和循环风机的转子平衡性要求比较高[1]。针对此，本文介绍了醋酸纤维丝束干燥系统循环风机选型的要点。

1 循环风机选型的要点

1.1 从循环风机自身特点分析

由于循环风机工作效率受整个干燥气的物料输送平衡波动的影响，因此在选型时首先要确定干燥气的流向，即风机的旋转方向，同时对叶轮入口间隙要有明确的计算要求，降低叶片磨损的概率。由于对循环风机的转子平衡性要求也比较高，故在选型时需考虑把它尽量布置在固定面平稳的安装面上，不要布置在支架平台上，以减少因震动而带来的平衡扰动，同时建议在与风管连接处增加柔性波纹管连接件，减少进风管道偏移或破裂的现象，消除设备震动带来的串联影响，循环风机安装完成后对震动数据要进行实测，其三维振值必须全部在范围内。表1是三个维度振值参考范围。

表1 循环风机三个维度振值范围mm/s

1.2 从干燥气输送工艺分析

首先，整个醋酸纤维丝束干燥系统输送物料和干燥气介质的物性作为选型的原始资料需要了解清楚。其中纤维素丝束的物性主要包括物料规格、变异系数、断裂强度、水分质量分数、油剂质量分数、残余丙酮、二氧化钛质量分数、卷曲数、截面形状、毒性、异味等，干燥气介质的物性主要包括干燥气成份等，这些物性参数在选型中至关重要。如果选择的输送设备和所输送物料的物性不合，就会引起各种故障，甚至无法完成输送。表2是纤维素丝束物性一览表，仅供参考。

表2 醋酸纤维素丝束物性表 [2-3]

其次，需考虑设备进出风口的走向，风机连接的输送设备甬道距离 （水平向、垂直向、弯转数量等），连续工作时间，输送能力，工艺要求的可靠性和安全性等。从而分析采用离心式循环风机作为动力源的合理性和可行性。从设备进出风口的走向来看，醋酸纤维干燥机是呈现对称布局，故需要选择顺转和逆转两种循环风机，同时循环风机两转子中心线在同一水平面上，气流水平进垂直出，结合输送距离短的特点，选用离心式循环风机更好。

1.3 从关键输送参数分析

干燥气输送的关键输送参数有风量、风压、振值、输送管径和输送总压损、噪音等，这些参数的确定将直接影响离心式循环风机选型。

确定关键参数的主要流程为：首先依据实际生产需求来确定风量，根据被输送物料的物性和工艺要求来确定合适的送风量，一般情况下，丙酮和空气混合气的输送风速区间可为10.4~30 m/s，在醋酸纤维行业因安全要求较高，考虑到经济适用的同时，更要注意安全使用的范围，因此根据经物料平衡计算和爆炸上限计算，对其风量的要求区间 7 600～14 000 m3/h、风压 （全压）区间960～1 400 Pa、振动 2.5级、噪音小于80 dbA为宜；再计算输送系统的总压损，总压损一般由进气口、输送管当量长度、排气口等的压损组成[4]，各部分压力损失的计算工作量较大且复杂，在此不一一赘述；最终确定循环风机的风量和风压。

1.4 从离心式循环风机的细部构造分析

醋酸纤维丝束干燥系统的生产工艺要求该设备全年不间断24 h运行，由于行业特性决定，设备大修需要两年才进行一次，当风机出现故障时会导致整个生产工艺停车，同时造成公司经济损失和安全隐患，因此选型时还必须考虑到风机设备的细部构造，而细部构造的特点将直接影响到维护保养的效率。下面从风机的叶轮、机壳与进气室、轴承及其余配套设备的细部构造方面进行逐一分析：

表3 平衡面数参考范围

（1）叶轮的维护保养主要检查其是否有裂纹、磨损、积尘等缺陷。运行中必须使叶轮保持清洁状态，且定期要用钢丝刷刷去上面的积尘和锈皮。因为本干燥系统的循环风机运行时间一般会达到15 000 h以上，而随着运行时间的加长，干燥气中的杂物不均匀地附着在叶轮上，造成叶轮平衡被破坏以至引起转子振动，因此叶轮的构造须采用一次铸造成型，不要采用卡件连接或焊接的方式。在安装调试成功后须测试叶轮的单面和双面动平衡，按照表3给出的平衡面数参考范围进行测试和调整。

（2）机壳与进气室的维修保养主要检查机壳与进气室内部是否有严重的磨损，紧固螺栓是否可靠牢固以及清除严重的粉尘及残丝堆积。 因此在选型时须要求配备观察窗，底座紧固件尽量采用蝶形弹簧紧固的形式。

（3）轴承部的维修保养主要检查轴承润滑油供油情况。因该设备全年连续运转的特点，在选型时尽量选取全密封少供油的轴承，尤其是密封填料要能达到超高压耐高温的要求。

（4）其余各配套设备在选型时需保持品牌的一致性，减少配件因品牌不同造成的磨合故障问题。

2 循环风机选型流程

结合前文所述，醋酸纤维丝束干燥系统循环风机的选型工作必须结合实际生产过程中所需的要求来进行，要从生产工艺流程、物化性能计算、经济收益水平等多个方面综合考虑，其中每个方面都牵涉到众多细节，归结起来涉及12个具体步骤，图1是循环风机选型的设计流程。

图1 循环风机选型的流程

3 结论

从循环风机的自身特点、输送工艺、关键输送参数计算和细部构造等方面来探讨其选型的要点，是比较合理和全面的。我司通过此方法选型出来的循环风机在正常生产期间未出现异常故障，生产的丝束产品水分和残余丙酮含量近三个月统计分析的D(X)值均分别达到0.74和0.23，产品指标稳定，选型效果好，在烟用醋酸纤维行业具有参考意义。

[1] 王少慧.循环风机不平衡的振动分析与诊断 [J].GM通用机械，2009（8）:40-43.

[2] 国家烟草质量监督检验中心.《烟用二醋酸纤维素丝束》系列标准实施指南：第五章第四节 技术要求：YC/T 26-2008[S].北京：中国标准出版社，2011.

[3] 国家烟草质量监督检验中心.《烟用二醋酸纤维素丝束》系列标准实施指南：第六章 烟用二醋酸性能的测定:YC/T 169-2009[S].北京：中国标准出版社，2011.

[4] 陈宏勋.管道物料输送与工程应用 [M].北京：化学工业出版社，2003.

DISCUSSION ON THE LECTOTYPE OF CIRCULATING FAN IN DRYING SYSTEM OF CELLULOSE ACETATE TOW

YU Fei， ZHENG Heng-gu， QIANG Pei-hua
(Zhuhai Cellulose Fibers Co.， Ltd， Zhuhai 519050， China)

drying system of cellulose acetate tow is a typical drying process for acetic acid fiber industry.The circulation fan， as the power supply of drying gas， is one of the most critical equipment in the dry gas transportation system.In this paper， through studying the characteristics， the conveying process and the calculation of key transport parameters of circulating fan， to explore the lectotype of circulating fan， has a certain practicality and theoreti

dry gas transportation， circulation fan， lectotype

TQ051.892

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.04.012

1672-500X(2017)04-0049-04

2017-10-24

喻飞 （1987-），男，湖北人，助理工程师，从事工艺及设备技术管理及支持工作。