CO2干燥器排空管道改造

摘要：文章对CO₂干燥嚣经常出现积水引起CO₂盘管结冰现象进行分析研究，发现排空管道没经优化是故障的主要成因，并采取了针对性的措施。

关键词：CO₂干燥器；排空管道；管道改造

中图分类号：TKl73　文献标识码：A　文章编号：1006—8937(2010)20—0133—03

1、设备概况

1.1　CO₂回收盘管的工作原理

根据膨胀烟丝介质CO₂的特性要求，通过浸渍塔、CO₂气球、压缩机、干燥器以及CO₂回收盘管、CO₂工艺罐所组成的回收系统，当浸渍烟丝整个程序完成后，浸渍塔将约压力为3.3MPa的C02气体输送往CO₂气球内储存，当CO₂压缩机将浸渍过烟丝的CO₂气体，通过机械功能将CO₂气体输送干燥器进行物理干燥，去除浸渍烟丝过程中CO₂气体含有的水分，保证了CO₂气体的纯度，不含有任何杂质及水分。再将干燥后纯CO₂气体输送至V-801 CO₂储存罐内，并CO₂气体通过CO₂储存罐的V-802冷却管人口阀门流入到V-801储存罐内的冷凝盘管中，进行热交换作用，将加工工序过程中回收的气体CO₂冷却液化变成液态CO₂便于储存工艺罐，而得到的液态CO₂便通过V-803冷却管出口阀门流出，再回到CO₂工艺罐罐内，当再进行浸渍烟丝程序时再输送往浸渍塔内，如此循环利用CO₂盘管的热交换作用将CO₂由气化转换成液化。

1.2　CO₂回收盘管与干燥器之间的关联

浸渍塔每当在工作到第九步排大气时，是通过公共排空管道排走塔内剩余的CO₂气体到大气中去，同时排大气过程中由于管壁内温差较大而形成倒流水。加上排空管道设计上的不合理，倒流水会回流至处于最低位置的干燥器的排空管道内。同时由于当干燥器正常作业时将含有水分的CO₂气体进行物理干燥，不论处于加热或冷却、吹除状态下，干燥器的排空致动阀都处于常开状态，从而将其排空管内的水分通过排空制动阀，一并带进经过物理干燥不含水分的气态CO₂，此时CO₂已经含有大量的水分，那么干燥器的作用等于形同虚设不起作用，致使CO₂回收盘管中，当含有大量的水分气态CO₂被热交换作用后，当中含有的水分便迅速形成冰块堵塞CO₂回收盘管。CO₂回收盘管处于回收设备系统中属于唯一的连接输送管道，如果堵塞一旦出现，便影响整个回收系统正常运作，须停机解冻，方可对CO₂气体进行热交换作用。

2、问题的提出

在膨胀烟丝生产线中，CO₂储存罐内的回收冷凝盘管作为降低压力和输送气体介质的管道，起着举足轻重的作用，并且是车间生产工艺流程的重要储存回收设备，此回收冷凝盘管能否按车间生产需要长周期安全运行是对车间正常生产起着重要作用。

自从2008年四月开始，回收冷凝盘管经常发生故障，导致压缩机不能正常工作回收CO₂。若盘管内有冰块，则需花费40 min吹除管内冰块才能利用工艺罐压力。

如果一旦发生故障，将会导致车间因设备故障停机，影响车间的生产进度，造成无法挽回的经济损失。可见，CO₂回收盘管的工作稳定性对保障车间的正常生产就显得十分重要，所以必须解决CO₂回收冷凝盘管故障现象。

3、故障的原因与分析

3.1　数据收集及分析

要解决问题，首先要了解问题产生原因，针对正常生产中多次出现因CO₂回收系统设备引起故障停机的现象，本人经过一段时间观察及查阅了2008年03月01日至04月31日车间设备记录本。以下是本人对造成设备停机所产生的故障类型及其维修工时进行了分类统计，最后分析得出CO₂回收系统设备产生故障停机次数共为12次，而因故障停机所需总维修工时共为9.08个h，CO₂回收盘管故障问题占CO₂回收系统设备故障总维修工时的76.21％，而非CO₂回收盘管故障造成的故障总维修工时仅占9.10％。

通过现场调查得出结论：造成设备多次出现CO₂回收系统故障停机的主要原因是CO₂回收盘管故障”也是本次研究要解决的主要症结。

笔者对现时CO₂回收系统的设备运行状况进行了详细的调查研究，根据CO₂回收盘管出现的故障，主要是考虑连接回收系统中干燥器所处于最低位置的排空管道设计上的不合理。如管道经过优化后，可消除CO₂回收盘管故障现象，能达到预期效果。

希望能够通过管道优化改造，使CO₂回收盘管的正常运转，能够防止发生因单一设备的故障而导致车间全面停产的情况。使CO₂回收盘管以满足生产线的工作需要以及保证车间正常生产。

3.2　查找故障的主要原因症结

为了进一步探讨CO₂回收盘管故障现象为何经常出现，我还对其采取头脑风暴法进行原因分析，如下故障分析树图如图1所示。

气体到大气中去，同时排大气过程中由于管壁内温差较大而形成倒流水。排空管道设计上的不合理，倒流水会回流至处于最低位置的干燥器的排空管道内。同时由于当干燥器正常作业时，不论处于加热或冷却、吹除状态下。干燥器的排空致动阀都处于常开状态，从而将排空管内的水分通过排空制动阀一并带进含有气态CO₂的回收盘管中，当气态CO₂被热交换作用后，当中含有的水分便迅速形成冰块堵塞盘管。

经过观察分析干燥器的排空管道情况，依据得出造成干燥器排空管道积水引起盘管结冰的主要原因是盘管所连接回收系统中的干燥器的排空管道处于最低位置，管道设计没经过优化，引致回流冷凝水积聚在管道内不易排走，不利于车间日常巡检。

3.3　管道改进

为深入了解并解决问题，本人通过多方寻找资料，反

复研究，针对这个问题分析论证了各种可行的办法，最终根据理论结合实际的方法，提出了两种可行的解决方法，分别为：①在原排空管道积水处增加一个排水阀；②改良并独立设置干燥器排空管道。

而经过不断的摸索思考，进一步深层论证后，问题的关键在于优化连接盘管的干燥器排空管道。所以选取不锈钢为原材料，以及口径为一寸的水管及其配件作为铺设排空管道的材料，这样有利于管道持久耐用，以及不受外界环境温湿度和内在因素的影响，而使管道产生锈蚀造成泄露，保证了设备正常运转。再为排空制动阀设置一个专用的排空管道，将其与公共排空管道隔离开，从而避免冷凝水倒流积聚在排空管道的最低处。按照5W1H原则制定了具体的对策，并且通过优选法选取方案2：改良并独立设置干燥器排空管道。

改造的方案

根据现场情况，对其进行调查，安排人员明确其职责分工，制订切实可行的维修计划时间表。

水管材料选取不锈钢为原材料，以及口径为一寸的水管及其它配件作为铺设排空管道的主要材料，这样有利于管道持久耐用，以及不受外界环境温湿度和内在因素的影响，而使管道产生锈蚀造成泄露。

在不影响正常生产的情况下，利用保养日拆除连接干燥器排空致动阀的一段原公共排空管道，

在干燥器排空管道与公共管道的交汇管道接驳口处，通过利用电焊技术进行烧焊割断，将两管道之间接驳处截断，然后将公共排空管道的接驳口直接选用一寸管堵将其密封堵塞，防止泄漏。再截断从干燥器的排空管道截断口起长度为2.6m／寸的管道，便于设计安装。在干燥器排空管道截断口处，用规格公制一寸的螺纹牙规制成一寸的螺纹牙距，便于安装一寸不锈钢活接头，按照车间的规定，排空管道必须再指定位置设置，所以再根据原公共排空管道的走向和布置，将干燥器的排空管道设置再公共排空管道旁，测量所需排空管道的长度及其所需连接的水件，将连接干燥器的排空管道独立布置。整个改造工程完成了。

3.5　改进后效果

根据制定的方案实施后，对干燥器的排空管道进行了改造，通过一段时间的不懈努力，反复研究试验，按计划提前完成任务并投入使用。

对实施后的效果进行了跟踪调查研究，改良后干燥器的排空管道达到生产的工况需求，满足了设备的特性需求。

并对改进前后CO₂回收系统设备所产生故障次数统计分析后得出：CO₂回收系统中的CO₂压缩机、干燥器以及其它设备在改进期间均未出现故障。

很明显，通过实施对策后，调查统计结果表明已基本消除C02回收盘管堵塞现象造成的故障。CO₂回收盘管的故障维修工时由原来415.2分钟降至0分钟，达到预期目标。

改进后，通过两个月的设备运行，CO₂回收盘管进行热交换作用时，从未出现过盘管结冰堵塞现象，而且盘管的工作稳定性比以往有了明显的提高。干燥器排空管道经检测，当干燥器正常作业时，其排空管道并无积水积聚在管道内的情况，并完全消除CO₂回收盘管堵塞现象，改进后达到了预期效果，并减少停机率，消除了故障隐患，确保车间正常生产。

为保证改进后的CO₂回收盘管的稳定工作，对改进后的CO₂回收盘管的工作性能进行了长时间的跟踪观察，对改进后干燥器排空管道，无出现积水积聚的痕迹。在2008年06月01日至07月30日内并没有出现CO₂回收盘管堵塞现象，逐一观察更加证实了改进后CO₂回收盘管的工作的稳定性，有了显著的提高。

3.6　改进后的结果

通过管道优化改造后，使CO₂回收盘管的正常运转，防止了发生因单一设备的故障而导致车间全面停产的情况。使CO₂回收盘管以满足生产线的工作需要以及保证车间正常生产。

从这次管道改进的效果来看，改进后干燥器的排空管道结冰现象再没出现过，取得了圆满成功，通过仔细的分析、详细的思考下，才能发现真正问题的源头所在，才能找到解决问题的有效方法。将会以本次改进作为经验，只有不断提高现有设备的性能和完善设备，才能适应厂部生产的需求，才能适应时代前进的步伐。为即将建成的新广州卷烟二厂的发展以及做中国最有竞争力烟草企业而做出贡献。

它的成功，对提高企业的生产效益起了一定的积极作用，也有助于调动广大员工的技术革新热情，激励员工们大胆创新的积极性，亦使我们广大员工获得很多宝贵的实战经验，为今后的工作打下坚实的基础。

参考文献：

[1]周开勤，机械零件手册[M]北京：高等教育出版社,1994

[2]《机械设计手册》联合编写组编，机械设计手册[M]，北京：化工工也出版社，1982