卷烟制丝线异味处理系统增配风机电机烧毁原因研究

普云伟，方瑞萍，肖智斌，马加平，张兴礼，田德兴

（红云红河烟草集团会泽卷烟厂，云南 会泽 654200）

在卷烟生产的制丝线中，干燥和回潮设备在生产过程中会产生大量含尘埃、杂质和水汽的工艺尾气。为满足工艺除尘、除异味及环保节能的要求，近年来，制丝排潮尾气处理技术的改进、异味处理系统的研发、除尘除异味设备优化、除尘系统节能降耗等成为研究的热点。增配风机是卷烟生产过程中排潮除异味系统的中段增压设备，在生产过程中，随着使用时间的推移，增配风机电机短路烧毁问题逐渐突显，由于卷烟生产设备自动化程度较高，除尘系统和除异味系统均实行集中统一管理、联锁控制，往往造成制丝设备整线停机，极大地影响了车间生产效率和产品质量。本文对××卷烟厂制丝线异味处理系统增配风机烧毁的原因进行探究，寻求问题根源，为从根本上解决电机烧毁问题提供有力依据。

1 异味处理系统增配风机现状调查

1.1 增配风机工作状况调查

××卷烟厂增配风机的启动与停止由主机设备控制，一经运行起来，就按设定频率运行直至制丝主机设备停止运行。相应的变频器控制相应的电机进行转动，电机通过机械传动带动叶轮转动，废汽通过风机送入异味处理静压箱。当相应增配风机出现故障而停止运行时，监控系统将会出现相应报警信息，一旦增配风机出现报警而停止运行时，由于连锁控制的原因，相应的主机设备随之也会停止运行，导致停机断料。

1.2 增配风机故障原因调查

对2019 年3 ～10 月增配风机故障的原因进行统计分析，结果如表1。增配风机出现故障的原因主要有三种：电机烧毁故障、风机机械故障、信号联锁故障，其中电机烧毁故障出现次数较多，占比85.7%，由此判断电机烧毁是主要症结。

表1 2019 年3 ～10 月增配风机故障情况调查

2 异味处理系统增配风机烧毁原因研究

2.1 电机工作环境

电机工作环境的温湿度可能会影响电机的工作情况，通常电机工作的额定环境温度不能超过45℃，不能低于-10℃，环境湿度不能高于90%，环境湿度过高会使水汽浸入电机内部凝结成水，降低绝缘性能，造成短路、烧毁。多次监测了排潮风机室环境温度和湿度，结果表明，生产过程中排潮风机室最高环境温度（29℃）均低于增配风机电机工作的额定环境温度（45℃），最高环境湿度（68%）低于增配风机电机的额定环境湿度（90%），且电机冷却风扇运行正常，确保了电机工作环境温湿度的符合性，说明环境温湿度不是导致电机烧毁的直接原因。

2.2 电机运行负载

正常情况下，运行过程中的负载不会超过电机的额定负载，但当轴承损坏，或叶轮与电机不匹配，或管道电动阀门运行不正常的情况下，就会给电机产生额外负载，使得电机负载过大，甚至导致电机烧毁，本研究对这一因素进行深入探索。首先检查轴承是否损坏，根据《GB/T 1184-1996》，电机轴轴向同轴度＞0.2mm，分别对9 台增配风机电机轴的轴向同轴度进行了测量，结果如表2，可以发现9 台电机轴的同轴度均小于0.2mm，通过排查，增配风机工作时均无明显异响，说明轴承没有损坏，且运行状态良好，不会给电机带来额外的负载。

表2 电机轴轴向同轴度统计表

如果增配风机的叶轮与电机不匹配，可能使得电机运行时的电流大于电机的额定电流，导致电机烧毁。分别对9 台增配风机电机运行时电流大小进行了测量及统计，结果表明，9 台增配风机电机运行时电流均小于其额定电流，说明叶轮与电机是匹配的，运行过程中不会产生额外负载。

管道电动阀门运行不正常也可能给电机带来额外的负载。依次对9 台增配风机进入静压箱的管道电动阀门进行了单机开启与关闭实验，实验过程中仔细观察阀门动作的情况，结果表明，阀门动作顺畅，不存在卡塞现象，且增配风机运行时管道电动阀门实际状态与上位控制状态是一致的，说明管道电动阀门运行正常。

通过探究，电机轴承完好，叶轮与电机匹配，电动阀门运行正常，电机没有超负载运行，所以，电机负载不是导致电机烧毁的原因。

2.3 电机缺相运行

电机缺相运行时，电机不能获得较好的稳态输出，甚至存在较大的瞬态扭矩。若输出转矩仍达到全相运行时的额定值，相电流必然大于额定电流，将导致电机过热或过流，进而引起系统故障，甚至导致电机烧毁。在用的电机均为三相电机，根据电气原理图分别依次对9 台增配风机电机线电压进行测量，发现9 台电机的线电压均≥380V。通过查看变频器历史报警信息，均没有发现有关电机缺相报警的故障代码。综上两项验证，说明9 台增配风机电机运行时没有发生过缺相的现象。

2.4 电机与叶轮连接方式

烟草制丝过程中回潮和干燥工序产生的尾气含有杂质和水汽，尾气通过增配风机送入异味处理机，电机与叶轮的连接方式以及电机的密封性能会直接影响尾气中的水汽是否进入电机，导致电机受潮腐蚀。

根据以往故障率最高的松散回潮增配风机电机进行拆卸检查，发现电机密封性能极差，电机前段法兰与输出轴处仅安装有一个环形密封圈，且该密封圈无任何沉槽进行固定，金属密封圈已锈蚀，如图1。同时，对电机绕组情况进行检查，发现电机绕组中有水汽，更严重的是，部分区域已经形成了冷凝水，一些冷凝水已经渗透到了电机线圈内部，如图2。

通过理论分析和实践探究，电机与叶轮的连接方式是导致增配风机电机内部锈蚀的主要原因，异味处理系统在运行过程中，水汽和杂质很容易通过叶轮流窜到电机内部，烟草制丝尾气带有一定的腐蚀性，加速了电机金属密封圈的锈蚀和电机绕组的老化。

图1 锈蚀的金属密封圈

图2 电机绕组

3 降低增配风机电机烧毁次数对策浅谈

针对增配风机电机烧毁问题，根据探究，最主要的原因是增配风机结构上的缺陷，导致尾气中的水汽从叶轮流窜到电机内部，要从根本上解决电机与叶轮的串气问题，初步探究可以从三方面入手制定对策：一是将各工序产生的尾气进入异味处理系统之前进行去湿气处理；二是定期预防性更换增配风机电机；三是从改变叶轮与电机的连接方式上入手，对原有风机进行结构改造。具体采取哪种对策，需要从改造难度、改造费用、改造耗时、装配安装要求及后期维护等因素进行综合考虑。

4 结语

卷烟生产过程中，通过除尘除异味系统、排潮除异味系统等将杂质及有害物质过滤、分解，可以有效降低废气排放浓度。增配风机在异味处理系统中起着提供传输动能的作用，其工作性能的好坏会直接影响制丝整个生产线，本研究从环境因素、电机负载、缺相运行、风机结构等方面深入探究了增配风机电机频繁烧毁的原因，并提出了几种解决问题的对策，有望为异味处理系统设备优化提供思路启发和有效借鉴。