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        氣流烘絲機燃燒爐頭溫度控制的穩(wěn)定與優(yōu)化

        2020-06-01 18:40:45朱煒平
        科學(xué)大眾 2020年3期

        朱煒平

        摘? ?要:氣流烘絲機作為制絲車間的主要烘絲設(shè)備之一,其各參數(shù)的控制精度和穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。氣流烘絲機工作時燃燒爐頭的溫度是其關(guān)鍵參數(shù)之一。以質(zhì)量評價指標即QI提升為目標,系統(tǒng)分析當(dāng)前氣流烘絲機的主要問題并查找原因,提出并實施各項穩(wěn)定優(yōu)化措施,以提升該參數(shù)的QI得分為目標,保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

        關(guān)鍵詞:氣流烘絲機;爐頭溫度;QI

        1? ? 現(xiàn)狀調(diào)查

        氣流烘絲機工作時燃燒爐出口氣流溫度的控制精度主要通過質(zhì)量評價指標(Quality Evaluation Index,QI)進行評價。目前氣流烘絲機工作時燃燒爐出口氣流溫度QI占氣流烘絲機總QI評分權(quán)重較大,因此,提高工作時燃燒爐出口氣流溫度QI,將有效地提高氣流烘絲機的QI總分,達到車間精益求精的工藝要求。

        對2019年4月份燃燒爐頭溫度QI值進行分析,并提取了QI分數(shù)最低和最高的10批次的QI得分。綜合發(fā)現(xiàn),最低10批平均QI分數(shù)為43.57,最高10批平均QI分數(shù)為48.18,4月份平均QI分數(shù)為64.50。

        通過比較4月份QI分數(shù)最低和最高的10批,可以發(fā)現(xiàn)最低10批的非穩(wěn)態(tài)QI分數(shù)基本為0,且穩(wěn)態(tài)分數(shù)也相對偏低,都存在比較大的提升空間。

        2? ? 目標確定

        本著精益求精的精神,盡可能地提高QI分數(shù)無論是對生產(chǎn)班組還是車間來說都是不懈追求的理想目標,因此,將4月份分數(shù)最高的10批QI平均分48.18設(shè)為月平均QI目標將是一個挑戰(zhàn)。

        3? ? 原因分析

        氣流烘絲機分預(yù)熱、空閑、正常生產(chǎn)、冷卻、清洗等5個狀態(tài)。預(yù)熱和空閑時燃燒爐頭溫度的設(shè)定值為168,正常生產(chǎn)時設(shè)定值按照工藝配方設(shè)定。當(dāng)設(shè)備進入生產(chǎn)模式后,按照設(shè)定好的時間,工藝氣溫度按照所設(shè)定的生產(chǎn)模式設(shè)定值調(diào)節(jié)燃燒爐的爐頭溫度,料頭階段燃燒爐頭的溫度緩慢上升需要一定的過程。在料尾階段,設(shè)備進入空閑模式后,按照設(shè)定好的時間,工藝氣的溫度按設(shè)定的空閑模式溫度預(yù)設(shè)值控制爐投溫度,在尾料階段溫度下降,并持續(xù)一段時間。根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)研分析,得出原因分析的樹形圖,如圖1所示。

        3.1? 爐頭溫度PID調(diào)節(jié)效果較差

        燃燒爐頭溫度控制回路,檢測元件溫度傳感器TT-01,執(zhí)行元件燃燒爐頭控制器。燃燒爐由伺服電機控制油氣配比閥,助燃風(fēng)機提供助燃空氣;當(dāng)工藝氣溫度低于設(shè)定值時,燃燒爐增加火力開大閥位,當(dāng)工藝氣溫度高于設(shè)定值時,燃燒爐減小火力關(guān)小閥位,始終保持工藝氣體溫度的穩(wěn)定,制模型如圖2所示。

        在進料開始階段,溫度從168 ℃以較快的速度上升到173 ℃,此時,設(shè)備需要燃燒爐頭的控制器能夠快速動作并響應(yīng),設(shè)備整體的熱轉(zhuǎn)換效率要持續(xù)提升。在整個過程中,燃燒爐頭的轉(zhuǎn)換效率主要從兩方面改進,一是整體爐腔的清潔程度,二是控制油氣配比的閥門調(diào)整需要快速達到最佳的燃燒狀態(tài),使整體含氧量控制在7%左右。

        利用月度生產(chǎn)空隙對爐頭進行打開檢查并對燃燒爐內(nèi)的積碳進行檢查,可以發(fā)現(xiàn)爐腔的內(nèi)壁已被積碳覆蓋,用工具深入檢查發(fā)現(xiàn)積碳量厚度較大,影響到了燃燒爐整體的熱轉(zhuǎn)換效率。在燃燒爐燃燒時監(jiān)測了含氧量,為3.5%,此時爐腔內(nèi)的燃燒狀態(tài)處于非完全燃燒,即油氣配比不佳,進一步造成了燃燒不充分,進而影響到了爐頭的PID控制效果。

        3.2? 存在堵料現(xiàn)象

        堵料現(xiàn)象導(dǎo)致一批料出現(xiàn)多次料頭料尾,影響QI值。通過統(tǒng)計21次非穩(wěn)態(tài)較低批次的原因,發(fā)現(xiàn)其中19批次存在斷料情況。

        斷料后重新進料,導(dǎo)致多個料頭時PID的超調(diào)時間過長、非穩(wěn)態(tài)時間過長,因此斷料為要因。

        3.3? 料頭溫度異常降低導(dǎo)致非穩(wěn)QI值降低

        3—7月周末停產(chǎn)后的第一批,出現(xiàn)6次料頭溫度異常,快速降低后又提升。

        4? ? 實施對策

        針對以上分析采取如下措施。

        4.1? 清理燃燒腔

        利用停產(chǎn)時間,對爐頭燃燒腔進行清理,如圖3—4所示。

        4.2? 重新調(diào)整各火位下的油氣比例

        手動設(shè)置各火位進行燃燒,同時測試各火位下尾氣中的成分比例,以達到完全燃燒又節(jié)省燃料的數(shù)值,對助燃風(fēng)機風(fēng)門凸輪進行調(diào)整(油量沒調(diào)整)。其中調(diào)整主要元器件如圖5所示。

        4.3? 氣流烘絲機斷料整治

        氣流烘絲機斷料問題主要由另外一個小組負責(zé),經(jīng)過一些綜合措施,堵料問題已經(jīng)得到了比較好的解決。

        4.4? 針對燃燒爐爐頭溫度異常降低的現(xiàn)象

        在以上整改的基礎(chǔ)上,對爐頭的溫度檢測器進行檢查并查找其他原因,初步分析排水閥的設(shè)計及使用過程可能影響到爐頭的溫度。鑒于燃燒爐內(nèi)部存在加大的負壓,排水管路存在的少量污水會被負壓抽入爐腔內(nèi)部,并影響和干擾到了爐頭溫度的監(jiān)測,進一步可能影響到爐頭的溫度控制過程。

        改進措施為針對排水閥的使用情況進行調(diào)查,并最終確定每天生產(chǎn)首批前由現(xiàn)場人員開啟排水閥進行排水,引流出燃燒爐內(nèi)部雜物,預(yù)熱時關(guān)閉排污閥。對該項操作進行了3個星期的檢查與跟蹤,發(fā)現(xiàn)爐頭溫度降低現(xiàn)象不再出現(xiàn)。

        與技術(shù)組進行溝通確認后,將排污閥的操作規(guī)范寫入《巡視作業(yè)指導(dǎo)書》,并納入考核標準。

        5? ? 效果驗證

        經(jīng)過采取一系列措施,9月起,氣流烘絲機燃燒爐出口QI得分得到了有效提高。結(jié)合整改前和整改后的數(shù)據(jù),如表1和圖6所示。

        通過以上措施,較大程度地提升了燃燒爐頭溫度的非穩(wěn)態(tài)分數(shù),同時也促進了穩(wěn)態(tài)得分一定程度的提升。目前燃燒爐頭溫度QI得分已達到初始目標值。

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