二氧化碳膨胀烟丝生产线燃烧炉改进

二氧化碳膨胀烟丝生产线燃烧炉改进
刘悦\杨志和\王东旭\张建枝2
(1.秦皇岛烟草机械有限责任公司，河北秦皇岛066000;2.宁波金汇精密铸造有限公司，浙江宁波315135)
摘要：燃烧炉是二氣化碳膨胀烟丝生产线三大主机之一升华装置的核心设备,文中针对燃烧炉运行中存在的问题，对燃 烧炉内挡火墙及环墙结构设计进行优化,从而提高设备的使用性能。

关键词：燃烧炉;环墙;挡火墙;结构尺寸;耐火浇注料
中图分类号：T 543TK 2296 文献标志码：B 文章编号：1002-2333( 2017 )01-0161-02
引言
二氧化碳膨胀烟丝生产线是我公司的主机产品之 一。

燃烧炉是二氧化碳膨胀烟丝生产线三大主机之一升 华装置的核心设备，其功能是为升华器中工艺气体提供 热量以满足工艺要求，同时焚烧生产中产生的废气以保 护环境。

燃烧炉主要由炉头、炉身、工艺气体加热器、废气 加热器、管路系统、输送风道、废气管道、废气预热器、电 气控制系统组成。

挡火墙和环墙位于燃烧炉炉身部位，其 作用控制炉气流动速度、保持炉气紊流状态、促进热量混 合均匀，保证炉气滞留时间和有害物质充分氧化，节约能 源、保护环境。

维修通道用于维护加热器、燃烧炉内保温 涂层、挡火墙、环墙等。

本文主要针对目前燃烧炉运行中 的问题，对燃烧炉进行设计和运行的优化，以保证燃烧炉 持续稳定的运行。

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挡火墙和环墙现状
挡火墙原设计为整体饼形结构，直径800 mm ，厚度80 mm ,由耐火饶注料模铸烘干而成;环墙为外径1740 mm ,内 径810 mm ,厚度150 mm 圆环形结构，也是由耐火浇注料 模铸烘干而成。

底部维修通道为由耐火浇注料铺设，现场 烘干。

环墙为外径2000 mm ,内径546 mm ,轴向厚度150 m m 的圆环形结构，其作用是与挡火墙配合来增加炉气在炉 内的运行时间，使炉气充分加热。

这就要求环墙的材料具 有高强度和耐火性。

挡火墙及环墙运行后半年之内容易损坏，表现为坍 塌、碎裂，粉末覆盖在后面换热管表面影响工艺换热，维 修、更换极其麻烦，更换后还需要重新烘炉，耗时长 (10d )、对燃烧炉内部保温还有一定程度破坏。

环墙及挡 火墙底座由耐火浇注料制成，固定在炉身外壳上，耐火浇 注料导热系数大，与炉体外壳接触面积大，传热速度快、 传导热量多，造成外壳局部温度高。

环墙及挡火墙底座结 构尺寸大，与外壳接触面积过大，造成热储备及热传导增 加。

这些方面会导致设备表面温度超标，容易造成人员烫 伤，另一方面浪费热能，影响生产环境。

2挡火墙和环墙的改造 2.1原因分析
1)结构特点。

挡火墙及环墙使用耐火浇注料制作的
整体结构，结构尺寸相对较大，在运行初期烘炉阶段，容易 出现材料内外受热不均，内部水蒸气蒸发造成的裂纹和材 料热膨胀应力引起的裂纹。

环墙及挡火墙底座结构尺寸 大，与外壳接触面积过大，造成热储备及热传导增加。

2) 运行特点。

燃烧炉较长时间停产后，内部有环境潮 气进人，造成耐火浇注料内部受潮，在恢复生产时温升过 快潮气逸出时造成材料破裂。

3)
材料特点。

耐火浇注料导热系数大，与炉体外壳接
触面积大，传热速度快、传导热量多，造成外壳局部温度 高。

2.2挡火墙结构设计优化
考虑到原整体结构运输安装不方便、烘炉时容易出 现受热不均热应力无处释放造成损坏，将挡火墙设计为 分体结构，设计成榫槽式连接的4块(见图1 )，便于运输、 安装和烘透(烘干时分体放置，受热均匀），备件可单独更 换，降低备件成本;减小挡火墙底座圆周方向尺寸，用支 撑棒支撑挡火墙与底座重量，减少与壳体接触面积，进而 减少热传递；在挡火墙底座和壳体间隙填充导热系数低 的硅酸铝纤维保温，阻断热传导，降低表面温度。

2.3环墙结构优化设计
改变环墙与壳体固定方式，由原来接触式改为辐条 固定式，在辐条间隙填充导热系数低的硅酸铝纤维保温 层，减少热量贮存和传导。

如图2所示，减小环墙外直径尺 寸，环墙圆周方向分成4块，相邻之间有伸缩缝抵消热膨 胀，支撑箍圈通过内钉将4块环墙固定，形成一个整体，八 根辐条两端分别焊接在箍圈与外壳上，在箍圈与外壳环 形间隙内填充硅酸铝纤维，减少了热量的传导。

网址 电邮：hrbengineer@ 2017 年第 1 期 16
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新增护料机构在机械式垂直分切机中的应用
李佳，刘新颖，李志远，刘悦
(秦皇岛烟草机械有限责任公司，河北秦皇岛066318
摘要：机械式垂直分切机在切刀切料过程中，在翻料板翻转时，烟块下落，会发生折断、叠加的现象，采用增加护料机构的改进技术,使拆包后的烟块通过切刀切片以后分为厚度相等的烟片，烟片由护料机构托护,在可调角度的导料板的平稳导料下，顺利平滑地滑落在出料皮带上，以达到烟片的出料排列整齐，进入回潮筒的流量稳定。

关键词：护料机构;前挡板;卸料;可调导料板;垂直分切机
中图分类号文献标志码：B文章编号：1002-2333(2017)01-0162-02
0引言
机械式垂直分切机是烟草制丝生产线中片烟回潮工 艺段中的重要设备，是制丝线片烟生产精细化加工的保 证。

其工艺任务是将拆包的烟垛(包括再造烟叶)按规定的 厚度切成若干块。

分切后的烟块通过卸料板的翻转，沿导 料板滑向出料皮带输送机，经由电子皮带秤输送到回潮 机中[1]。

1设计背景
机械式垂直分切机包括:机架、切刀安全机构、切刀 机构、皮带输送机、前挡板机构、卸料机构、尾挡板机构、排尘管道及气动和电器控制系统[2]。

机械式垂直分切机在使用过程中存在一个主要的问 题:在切刀切烟块的动作中，前挡板机构挡住烟块，防止 切完的烟块下落，当卸料板翻转时，切好的烟片在下落 时，会发生折断、叠加的现象，通过导料板，烟片滑到出料 皮带上，由于烟片的折断、叠加导致烟块在出料皮带机上 摆放不整齐、不连续，造成后续工艺中，叶片回潮机人料 不均，影响回潮烟片水分的均匀性。

前挡板机构上安装有弹性触发装置，该装置包括弹 性部件和触发部件，弹性部件包括了设置在前挡板前表 面的弹簧板，弹簧板上部与前挡板固定连接，下部为与前挡板相离并可以弹性下压的弹性按压端，该弹性按压端 固定连接一浮动板，触发装置包括浮动板后部穿过前挡 板和基板的一套管，套管内设有一与套管通过第二弹簧 连接的推杆，推杆前端与浮动板滑动顶抵，推杆后部与推 杆间隔地设置一接触开关，接触开关与推杆后端间的距 离等于或略小于推杆前段伸出前挡板表面的距离。

从对前挡板机构的设计及导料板的设计、垂直分切机 切片功能的使用及其控制原理等各个环节进行剖析，分析 切后的烟片出现折断和叠加的问题，主要原因是切完的烟 块两切面下落速度不一致(见图1、图2)，切刀切完烟块之 后向上提升，此时切好的烟块被前挡板机构抵住，同时被 卸料版托住(图1)，随卸料机构上控制卸料板的气缸收缩，带动卸料板围绕着卸料旋转轴旋转，同时带动卸料板沿旋 转轴作为轴心向下翻转，前挡板机构抵住烟块，此时烟块 会随卸料板的旋转一同向下运动，但是由于烟块两侧A处 和B处到旋转轴的距离不一样，造成烟块A处的线速度比B 处的慢，也就是A点下落速度慢，B点下落速度快。

由于在 烟块下落过程中，烟块的上部被前挡板机构抵住，再加上烟 块为层状结构，所以烟块下部很容易在下落过程中发生折 断(图2)。

折断后的烟块大小形状存在很大差异，落到出料 皮带机上时就会出现排列不整齐、叠加的现象。

硅酸铝保温层__^支撑箍圈
支支撑箍圈内钉
——
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辐条50^
图2改进后挡火墙
3结论
按上述改进方案在我公司淮阴二氧化碳线上验证，经过一年多的实际运行表明，经过改进后，简化了制作工 艺，缩短了加工周期，减低了加工成本、原来的挡火墙和环墙制作阶段烘干工艺复杂、废品率高;降低烘炉技术要 求，便于操作和质量控制;提高了挡火墙及环墙的使用寿 命，燃烧炉环墙附近及底部外表面温度大幅下降。

[参考文献]
[1]日本耐火材料技术协会.筑炉工艺学[M].陈应中，刘绳武，译.北
京:冶金工业出版社，1987.
[2]田永豪.一种燃烧炉的内衬保温材料和烘炉的处理方法[J].贵
州化工，1995(2)49-52.
[3]压力容器:GB150.1~150.4-2011[S].
[4]《膨胀烟丝工专业知识》编写组.膨胀烟丝工专业知识[M].郑州:
河南科学技术出版社,2012. (编辑明涛）
作者简介：刘悦（1984—),女，助理工程师，主要从事烟草机械设计与 开发工作。

收稿日期：2016-08-02
162I 2017年第1期网址: 电邮：hrbengineer@。