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干冰膨胀线燃烧炉熄火故障及处理分析

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摘要:烟厂干冰膨胀线热端燃烧炉长期存在生产过程中异常熄火故障,确定故障原因并采取增加新风含氧量、提高火焰检测准确性、降低工艺风含水率等措施,解决燃烧炉熄火问题,降低燃油损耗量,保证生产的连续性与稳定性。

关键词:燃烧炉;熄火;故障分析;火焰检测;新风

引言

燃烧炉是柳州卷烟厂干冰膨胀线的关键设备,是热端升华装置的重要设备组成。经过二氧化碳液体浸渍形成的干冰烟丝被均匀地送入升华器,在升华管中干冰烟丝与由空气、二氧化碳气体、蒸汽组成的高温工艺气体接触,在输送过程中,烟丝与工艺气体充分混合并被加热,高温气流使烟丝中的干冰急剧升华、水分急剧蒸发,在两者共同作用下,烟丝得到充分膨胀。燃烧炉作为工艺气体的加温设备,一旦出现故障、熄火,将无法保证工艺气体的温度要求,影响产品质量。

1燃烧炉系统组成及工作原理

燃烧炉主要由炉头、管路系统、助燃风管道、炉体、输送风道、烟道连接管路、工艺气体加热器、废气预热器、电气控制系统等组成。燃油经油枪进入炉头的燃烧器,点火后燃烧器喷出的火焰在炉体内充分燃烧,并将由助燃风管道切向流入的工艺废气中的有机物质焚化,同时将炉膛内的热空气送入工艺加热器壳体。升华系统中的工艺气体从工艺加热器管束内流过,被加热后流向升华器。管束外热空气继续前行进入废气加热器壳体。升华系统中废气风机送来的助燃废气从废气加热器管束内流过,被加热后由助燃废气管道送入炉头后助燃焚烧,壳体内的热气体由烟道排入大气。

2问题

柳州卷烟厂干冰膨胀线燃烧炉自投入使用以来,熄火故障时有发生,虽然进行过多次应急维修,但一直未能根本解决。工艺风温度是膨胀烟丝生产工艺的重要控制指标,按照生产膨胀丝牌号的不同,工艺风温度要求(300~330)℃,而一旦出现燃烧炉熄火故障,工艺风温度会在20min内下降40℃,不能满足生产工艺要求,整个升华膨胀系统需要停机,燃烧炉需要重新点火预热才能继续生产。燃烧炉熄火→点火预热→重新进料生产,整个过程需要25min左右,燃油每小时消耗65L/h,每次熄火会造成约9kg的烟丝浪费。燃烧炉熄火故障不仅造成生产成本的增加,同时严重影响膨胀烟丝生产的连续性及膨胀烟丝产品质量。分析燃烧炉熄火原因并采取相应措施,防范焚烧炉熄火现象发生,降低给产品质量及生产效率带来的影响。

3原因分析

针对焚烧炉熄火问题,运用头脑风暴法分别从人、机、料、法、环、测等方面进行原因分析,如图1所示,共辨识出13个可能造成燃烧炉熄火的末端影响因素。通过现场调查、试验、检测和统计分析等方法及手段对13个可能造成燃烧炉熄火的末端影响因素进行逐一排查,最终确认干冰膨胀线燃烧炉熄火主要有3方面原因。(1)助燃新风含氧量低,燃烧前含氧量只有12%左右,导致燃油不能充分燃烧。助燃新风含氧量低主要因为有部分工艺风通过新风管道进入炉膛燃烧,而工艺风含有水汽、粉尘、二氧化碳气体等杂质。(2)火焰检测装置因线路干扰或性能不稳定误报熄火信号,导致燃油供给系统自动切断供油,造成燃烧炉熄火。(3)进入炉膛燃烧的工艺风含水率高,影响炉膛燃烧环境。

4解决(改进)方案

(1)通过补充新风,增加炉膛内燃烧含氧量,在废气风机前端加装1台新风补充风机,提高燃烧前的含氧量。(2)增加1个火焰检测器,增加的火焰检测器与原火焰检测器并联使用,即2个火焰检测器同时输出火焰检测信号,燃烧炉控制器同时接收2个火焰信号,只要其中一个检测器有火焰信号,即可认为燃烧正常,避免火焰检测器误报。(3)加装排水装置,通过工艺风管道排水,减少进入炉膛内废气的含水率,改善炉膛内的燃烧环境。

5实施过程

5.1增加新风补充风机设备原设计燃烧炉膛新风主要由废气风机提供,新风口距离废气风机15m,且为自然吸风口,新风含氧量检测只有12%左右(图2),在风口加装1台新风补充风机,增加新风量从而提高新风的含氧量。(1)补充新风风机选型。原燃烧炉新风主要由废气风机提供,生产过程中废气风机运行状况:运行频率30Hz,风机额定风量138m3/min,进入炉膛的风量4968m3/h。参考废气风机的风量、现场的安装位置、需要的风机尺寸、运行噪声等因素,选择输入约为同等风量的风机。风机型号为多翼式离心风机ZCF-3A,风量(3399~5019)m3/h。(2)安装新风补充风机。利用原来的新风补充风管,在风管入口处安装新风补充风机(图3)。(3)安装风机电气控制器。在废气风机控制电柜中安装新风补充风机电气控制器,并编写新风补充风机控制程序,对原新风控制程序及操作画面进行完善。

5.2增加一个火焰检测器为避免火焰检测器误报熄火信息,在原有火焰检测器的对面,利用火焰观察孔,加装一个火焰检测器,加装的火焰检测器与原检测器相对独立,两路信号并联输入控制器,只要其中一个火焰检测器的信号不为0,即认为燃烧炉运行正常,原理见图4。(1)在原火焰检测器的对面,对原镜式人工火焰观察孔进行改造,加装一个火焰检测器,2个火焰检测器同时检测同一火焰区域。(2)安装、连接新装火焰检测器的控制信号线路,将新火焰探测器的信号并入燃烧炉控制器,并修改、完善相应的控制程序。

5.3工艺管道加装排水装置燃烧炉运行过程中,有部分工艺风进入炉膛内燃烧,工艺风主要成分有粉尘、膨胀后的二氧化碳气体、水汽等,为避免过多的水汽进入炉膛对柴油燃烧环境产生影响,在工艺管道热交换器前端,蒸汽喷加口下方加装冷凝水排放装置,及时排放存积的冷凝水。

6结束语

通过对燃烧炉熄火末端影响因素的分析和验证,明确造成燃烧炉熄火的根本原因,针对各项原因实施相应改进措施。改进后,平均每月减少燃烧炉熄火故障时间4h,通过折算可降低干冰膨胀线设备故障率0.3%,生产过程连续性得到有效改善,保障了膨胀丝产品内在质量,同时减少了燃油、物料的消耗。

参考文献

[1]陈良元.卷烟生产工艺技术[M].郑州:河南科学技术出版社,2002

[2]苏福彬.制丝干冰线燃烧炉异常熄火的原因分析及改进[J].硅谷,2012(17):65-66.

[3]李其仲,刘枫,廉凯.CO2膨胀烟丝线燃油焚烧炉熄火问题的解决[J].烟草科技,2008(3):16-18.

[4]江泉.CO2膨胀烟丝生产线热端改造[J].中国科技纵横,2012(8):74-75.

[5]郝世林,范爱军.CO2烟丝膨胀线焚烧炉异常熄灭现象处理[J].设备管理与维修,2011(2):24-25.

作者:黄海松 单位:广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂

膨胀剂与膨胀混凝土杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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