喻 飛，鄭恒谷，羌培華

（珠海醋酸纖維有限公司，廣東珠海519050）

設(shè)備與控制

醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)選型要點(diǎn)探討

喻 飛，鄭恒谷，羌培華

（珠海醋酸纖維有限公司，廣東珠海519050）

醋酸纖維素絲束干燥系統(tǒng)是煙用醋酸纖維行業(yè)典型的干燥設(shè)備。而循環(huán)風(fēng)機(jī)作為干燥氣動力源，是整個干燥氣輸送系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。通過研究循環(huán)風(fēng)機(jī)的自身特點(diǎn)、輸送工藝和關(guān)鍵輸送參數(shù)計(jì)算等方面，來探討循環(huán)風(fēng)機(jī)選型的要點(diǎn)，具有一定的實(shí)用性和理論性。

干燥氣輸送；循環(huán)風(fēng)機(jī)；選型

0 引言

醋酸纖維素絲束干燥系統(tǒng)采用的是鏈板式物料輸送多區(qū)域干燥氣循環(huán)利用的方式對物料進(jìn)行可控干燥，而干燥氣輸送采用吸壓式氣力輸送，由循環(huán)風(fēng)機(jī)提供動力，經(jīng)多區(qū)循環(huán)路徑，將干燥氣通過各輸送通道依次進(jìn)行干燥后最終由風(fēng)管收集進(jìn)入下一步工藝回收流程，從而完成整個干燥過程。

循環(huán)風(fēng)機(jī)又稱離心式風(fēng)機(jī)，即氣流軸向駛?cè)腼L(fēng)機(jī)葉輪后，在離心力作用下被壓縮，主要沿徑向流動。風(fēng)機(jī)采用單吸入D型傳動結(jié)構(gòu)，由聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)和電機(jī)聯(lián)接起來，風(fēng)機(jī)本體由機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、轉(zhuǎn)子組 （葉輪及主軸）、軸承箱、聯(lián)軸器等部分組成。醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)采用的循環(huán)風(fēng)機(jī)有順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)兩種型式，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、噪音可控、風(fēng)量可改造性強(qiáng)、無脈沖輸氣、運(yùn)行平穩(wěn)、維保效率高，不足之處是由于其風(fēng)量容易受設(shè)備中風(fēng)壓變化的影響，同時對整個干燥氣的整體物料輸送平衡性和循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子平衡性要求比較高[1]。針對此，本文介紹了醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)選型的要點(diǎn)。

1 循環(huán)風(fēng)機(jī)選型的要點(diǎn)

1.1 從循環(huán)風(fēng)機(jī)自身特點(diǎn)分析

由于循環(huán)風(fēng)機(jī)工作效率受整個干燥氣的物料輸送平衡波動的影響，因此在選型時首先要確定干燥氣的流向，即風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，同時對葉輪入口間隙要有明確的計(jì)算要求，降低葉片磨損的概率。由于對循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子平衡性要求也比較高，故在選型時需考慮把它盡量布置在固定面平穩(wěn)的安裝面上，不要布置在支架平臺上，以減少因震動而帶來的平衡擾動，同時建議在與風(fēng)管連接處增加柔性波紋管連接件，減少進(jìn)風(fēng)管道偏移或破裂的現(xiàn)象，消除設(shè)備震動帶來的串聯(lián)影響，循環(huán)風(fēng)機(jī)安裝完成后對震動數(shù)據(jù)要進(jìn)行實(shí)測，其三維振值必須全部在范圍內(nèi)。表1是三個維度振值參考范圍。

表1 循環(huán)風(fēng)機(jī)三個維度振值范圍mm/s

1.2 從干燥氣輸送工藝分析

首先，整個醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)輸送物料和干燥氣介質(zhì)的物性作為選型的原始資料需要了解清楚。其中纖維素絲束的物性主要包括物料規(guī)格、變異系數(shù)、斷裂強(qiáng)度、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、油劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、殘余丙酮、二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)、卷曲數(shù)、截面形狀、毒性、異味等，干燥氣介質(zhì)的物性主要包括干燥氣成份等，這些物性參數(shù)在選型中至關(guān)重要。如果選擇的輸送設(shè)備和所輸送物料的物性不合，就會引起各種故障，甚至無法完成輸送。表2是纖維素絲束物性一覽表，僅供參考。

表2 醋酸纖維素絲束物性表 [2-3]

其次，需考慮設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口的走向，風(fēng)機(jī)連接的輸送設(shè)備甬道距離 （水平向、垂直向、彎轉(zhuǎn)數(shù)量等），連續(xù)工作時間，輸送能力，工藝要求的可靠性和安全性等。從而分析采用離心式循環(huán)風(fēng)機(jī)作為動力源的合理性和可行性。從設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口的走向來看，醋酸纖維干燥機(jī)是呈現(xiàn)對稱布局，故需要選擇順轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)兩種循環(huán)風(fēng)機(jī)，同時循環(huán)風(fēng)機(jī)兩轉(zhuǎn)子中心線在同一水平面上，氣流水平進(jìn)垂直出，結(jié)合輸送距離短的特點(diǎn)，選用離心式循環(huán)風(fēng)機(jī)更好。

1.3 從關(guān)鍵輸送參數(shù)分析

干燥氣輸送的關(guān)鍵輸送參數(shù)有風(fēng)量、風(fēng)壓、振值、輸送管徑和輸送總壓損、噪音等，這些參數(shù)的確定將直接影響離心式循環(huán)風(fēng)機(jī)選型。

確定關(guān)鍵參數(shù)的主要流程為：首先依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求來確定風(fēng)量，根據(jù)被輸送物料的物性和工藝要求來確定合適的送風(fēng)量，一般情況下，丙酮和空氣混合氣的輸送風(fēng)速區(qū)間可為10.4~30 m/s，在醋酸纖維行業(yè)因安全要求較高，考慮到經(jīng)濟(jì)適用的同時，更要注意安全使用的范圍，因此根據(jù)經(jīng)物料平衡計(jì)算和爆炸上限計(jì)算，對其風(fēng)量的要求區(qū)間 7 600～14 000 m3/h、風(fēng)壓 （全壓）區(qū)間960～1 400 Pa、振動 2.5級、噪音小于80 dbA為宜；再計(jì)算輸送系統(tǒng)的總壓損，總壓損一般由進(jìn)氣口、輸送管當(dāng)量長度、排氣口等的壓損組成[4]，各部分壓力損失的計(jì)算工作量較大且復(fù)雜，在此不一一贅述；最終確定循環(huán)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓。

1.4 從離心式循環(huán)風(fēng)機(jī)的細(xì)部構(gòu)造分析

醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求該設(shè)備全年不間斷24 h運(yùn)行，由于行業(yè)特性決定，設(shè)備大修需要兩年才進(jìn)行一次，當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時會導(dǎo)致整個生產(chǎn)工藝停車，同時造成公司經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，因此選型時還必須考慮到風(fēng)機(jī)設(shè)備的細(xì)部構(gòu)造，而細(xì)部構(gòu)造的特點(diǎn)將直接影響到維護(hù)保養(yǎng)的效率。下面從風(fēng)機(jī)的葉輪、機(jī)殼與進(jìn)氣室、軸承及其余配套設(shè)備的細(xì)部構(gòu)造方面進(jìn)行逐一分析：

表3 平衡面數(shù)參考范圍

（1）葉輪的維護(hù)保養(yǎng)主要檢查其是否有裂紋、磨損、積塵等缺陷。運(yùn)行中必須使葉輪保持清潔狀態(tài)，且定期要用鋼絲刷刷去上面的積塵和銹皮。因?yàn)楸靖稍锵到y(tǒng)的循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時間一般會達(dá)到15 000 h以上，而隨著運(yùn)行時間的加長，干燥氣中的雜物不均勻地附著在葉輪上，造成葉輪平衡被破壞以至引起轉(zhuǎn)子振動，因此葉輪的構(gòu)造須采用一次鑄造成型，不要采用卡件連接或焊接的方式。在安裝調(diào)試成功后須測試葉輪的單面和雙面動平衡，按照表3給出的平衡面數(shù)參考范圍進(jìn)行測試和調(diào)整。

（2）機(jī)殼與進(jìn)氣室的維修保養(yǎng)主要檢查機(jī)殼與進(jìn)氣室內(nèi)部是否有嚴(yán)重的磨損，緊固螺栓是否可靠牢固以及清除嚴(yán)重的粉塵及殘絲堆積。 因此在選型時須要求配備觀察窗，底座緊固件盡量采用蝶形彈簧緊固的形式。

（3）軸承部的維修保養(yǎng)主要檢查軸承潤滑油供油情況。因該設(shè)備全年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，在選型時盡量選取全密封少供油的軸承，尤其是密封填料要能達(dá)到超高壓耐高溫的要求。

（4）其余各配套設(shè)備在選型時需保持品牌的一致性，減少配件因品牌不同造成的磨合故障問題。

2 循環(huán)風(fēng)機(jī)選型流程

結(jié)合前文所述，醋酸纖維絲束干燥系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)的選型工作必須結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中所需的要求來進(jìn)行，要從生產(chǎn)工藝流程、物化性能計(jì)算、經(jīng)濟(jì)收益水平等多個方面綜合考慮，其中每個方面都牽涉到眾多細(xì)節(jié)，歸結(jié)起來涉及12個具體步驟，圖1是循環(huán)風(fēng)機(jī)選型的設(shè)計(jì)流程。

圖1 循環(huán)風(fēng)機(jī)選型的流程

3 結(jié)論

從循環(huán)風(fēng)機(jī)的自身特點(diǎn)、輸送工藝、關(guān)鍵輸送參數(shù)計(jì)算和細(xì)部構(gòu)造等方面來探討其選型的要點(diǎn)，是比較合理和全面的。我司通過此方法選型出來的循環(huán)風(fēng)機(jī)在正常生產(chǎn)期間未出現(xiàn)異常故障，生產(chǎn)的絲束產(chǎn)品水分和殘余丙酮含量近三個月統(tǒng)計(jì)分析的D(X)值均分別達(dá)到0.74和0.23，產(chǎn)品指標(biāo)穩(wěn)定，選型效果好，在煙用醋酸纖維行業(yè)具有參考意義。

[1] 王少慧.循環(huán)風(fēng)機(jī)不平衡的振動分析與診斷 [J].GM通用機(jī)械，2009（8）:40-43.

[2] 國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心.《煙用二醋酸纖維素絲束》系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南：第五章第四節(jié) 技術(shù)要求：YC/T 26-2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[3] 國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心.《煙用二醋酸纖維素絲束》系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南：第六章 煙用二醋酸性能的測定:YC/T 169-2009[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[4] 陳宏勛.管道物料輸送與工程應(yīng)用 [M].北京：化學(xué)工業(yè)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

喻飛 （1987-），男，湖北人，助理工程師，從事工藝及設(shè)備技術(shù)管理及支持工作。