KLD-2型烘丝机加热薄板泄漏的解决方法

胡旋　何磊　胡玉萍　刘明

摘 要：针对烘丝机加热薄板泄漏的现象，从材料热力学原理、蒸汽系统工作原理、加热薄板结构设计、烘丝机工作原理等角度，分析烘丝机加热薄板泄漏的原因，通过优化预热程序、规范预热步骤、改造连接方式，使加热板泄漏问题得到了解决，保证了烘后烟丝的水分稳定性。

关键词：烘丝机;加热薄板;泄漏;金属软管

引言：

烘丝机是卷烟制丝生产线的关键设备，其主要用途是对切丝后的烟丝进行烘干处理，使其水分达到工艺要求;同时提高烟丝的填充力，降低卷烟消耗。

薄板烘丝机是烘丝机中的一种主要设备，在许多烟厂被广泛使用。薄板烘丝机的关键部件为加热薄板，加热薄板由不锈钢薄板冲压成型、并经焊接而成。在生产中，蒸汽在加热薄板冲压成型的管道中流动，提高加热薄板的温度（筒壁温度）;通过改变蒸汽压力，改变筒壁温度，从而控制烘丝水分。其优点是加热效率高、温度响应快、易于控制。

然而，薄板烘丝机在生产过程中，经常出现加热薄板焊缝开裂，导致蒸汽泄漏的现象，造成烘丝水分波动较大，烟丝结块现象，严重影响烟丝质量。

正文

一、烘丝机工作原理简介

KLD-2型顺流式薄板烘丝机是HAUNI公司生产的。

烘丝机与前面的HT加温加湿机相配合实现对叶丝的膨胀干燥处理。通过烘丝机滚筒内加热薄板的高温迅速将高温高湿的来料烟丝中的水分烘干，并用高温的热风将烘出的水分带走，去除烟丝中的杂味，使烟丝达到工艺要求。

水份的控制主要是由两个方面：一是筒壁温度，二是热风和排潮风量。其中筒壁温度是控制水份的主要因素。

筒壁温度的控制原理：生产中烘丝机的PLC根据进口水分、进口物料流量、出口水份波动的情况进行计算，将反馈信号传给烘丝机蒸汽薄膜阀上的E/P转换器，通过信号的大小来控制薄膜阀的开度，以控制进入烘丝机加热薄板的蒸汽量，最终达到控制筒壁温度的目的。筒壁温度是否稳定对于烘丝机的出口水份有很大的关系，所以要想生产出合格的烟丝，筒温的稳定是至关重要的。控制热风和排潮风量的风门需人工调节。

二、存在的問题

KLD-2型薄板式烘丝机一共有12组加热薄板组成，每组加热薄板由弧形板和辐射板组成，弧形板与辐射板之间的夹角约为60°。每组加热板薄板上安装两进一回共3个法兰（即两路进汽、一路回汽），蒸汽分配器上安装有六路进汽管路和六路回汽管，每路管道与两组加热板薄板以法兰的形式连接（见图1）。

烘丝机在投产运行一年多时间后，就出现了加热薄板泄漏的现象，所有12组加热薄板的进汽法兰均出现过泄漏，并进行过烧焊;5#、3#加热薄板的弧形板和辐射板60°夹角内侧处出现泄漏，其中3#加热薄板内侧夹角处出现多次泄漏，加热板的泄露造成筒壁温度不稳定，影响烟丝出口水分。

为此，对泄漏点较多的3#加热薄板进行更换。但更换新加热薄板后，烘丝机的泄漏现象未得到明显改善。

三、主要原因

1、烘丝机加热薄板在预热过程中受热变形不均

烘丝机预热的时候，筒壁温度设定值为155℃，但是筒壁温度在开始阶段的2分钟内从100℃升到166℃，极易产生热冲击，造成加热薄板焊缝开裂泄漏。

2、烘丝机加热薄板在生产中受到蒸汽水锤的冲击

在烘丝机冷机启动过程中，蒸汽压力迅速提高，引起冷凝水流速的急剧改变，产生水锤现象，造成烘丝机滚筒加热薄板发出剧烈“噼噼啪啪”的响声，同时滚筒出料端（进汽端） 产生剧烈震动;有时由于操作人员操作不当，未对蒸汽管道进行充分的暖管，蒸汽在加热薄板内迅速凝结成大量冷凝水，造成疏水能力下降，出现冷凝水储罐内冷凝水溢出现象。水锤的产生，进一步造成加热薄板焊缝开裂的倾向，引起泄漏。

3、烘丝机加热薄板与分汽支撑座之间采用钢管焊接的刚性连接

直接用钢管的刚性连接很难消除加热薄板由于热胀冷缩时产生长度方向的应力及应变，造成在加热薄板与进出汽管的连接法兰根部易产生应力集中，反复的应变易导致该部位产生裂纹，出现该连接部位漏汽。

四、解决方法

1、对烘丝机预热程序进行优化

电器维修人员从主控程序中对预热温度控制进行跳转后分步调节，增加了132℃、142℃两级控制。完成优化后对生产进行了跟踪观察，效果不错，预热筒壁温度（压力）峰值、阀门开启度峰值都有了明显的下降，时间增加了一倍。从而减少了冲击热应力。

2、规范烘丝机的预热步骤

预热步骤如下：（1）打开主蒸汽疏水直排阀、减压后蒸汽疏水直排阀;（2）缓慢打开主蒸汽阀，仔细观察蒸汽管道工作情况（有无震动、有无异响），如果正常，可继续打开;（3）当主蒸汽阀全开后，大约5分钟后，将关闭主蒸汽疏水直排阀、减压后蒸汽疏水直排阀;（4）缓慢打开面板蒸汽阀，仔细观察蒸汽管道及热风加热器工作情况（有无震动、有无异响），如果正常，可继续打开;（5）当面板蒸汽阀全开后，打开薄板疏水直排阀;（6）打开空压、水源阀门等，点控制屏预热启动;（7）注意观察滚筒出料端薄板进口温度和出口温度，以及进口压力;（8）当滚筒出料端薄板进口温度和出口温度同时向上升，且两者温差越来越接近时，将薄板疏水直排阀关闭;（9）观察烘丝机预热趋势图，如果正常，方可进料生产。

3、烘丝机加热薄板与分汽支撑座之间采用软连接

将加热薄板与蒸汽分配器之间进、回汽硬管连接改为金属软管软连接，来消除薄板及法兰的应力及应变。

首先对进汽连接进行改造：蒸汽分配器出来的六路蒸汽管路用钢管连接，每一路在支撑架水平位置分两路由金属软管平行连接，每路金属软管由钢管分两路与加热薄板连接。蒸汽分配器出来的六路蒸汽管路分别由十二根金属软管与十二块加热薄板连接。

其次对回汽连接进行软连接改造：与蒸汽分配器连接回汽法兰组件有六组，每组承担两块加热薄板的回路。每组法兰组件上的两路回汽金属软管通过的地方空间有限，因此设计成上下结构，一长一短。

通过以上改造后，泄漏问题没有再出现，且检查和维修也较为方便。

五、实施效果

1、减轻了劳动强度，提高了维修效率

改造后只需拆卸与加热薄板连接的法兰和金属软管的接头即可更换法兰垫，不需要钻到滚筒里面作业，也不需要等滚筒彻底冷却，大大减轻了维修人员的劳动强度，提高了维修效率。

2、节约了维修成本

改造前出现泄漏时，更换薄板、法兰垫等需要的费用较为昂贵，改造后，烘丝机加热薄板从未出现过泄漏，因此节约了维修成本。

结束语：

通过此次改进，加热薄板泄漏的现象得到改善，并且缩短了维修时间，节约了维修成本，保证了烘后烟丝的质量。

参考文献：

[1]斯派莎克蒸汽和冷凝水系统手册[M].上海：上海科学技术文献出版社，2007.

[2]鲜春桥、刘晓芳、董亚莲 MSC software 2007论文集：薄板烘丝机热交换装置热应力分析

[3]HAUNI烘丝机KLD-2 操作说明书

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[5]毛尚涛. 蒸汽管道系统的安装技巧[J].中国设备，2001，（06）.

[6]黄桥生，万克洋 蒸汽管道裂纹原因分析及防治措施[J].华中电力，2009，（06）.