wq39湿桶热水装置磁翻板液位计的改进

为解决wq39湿桶热水装置生产过程中故障率高、加热元件工作时现场振动大、噪音大的问题,水箱内部维修不方便,水温波动大,进行了设计改进:水箱设计更换水箱;将环形加热管改为蒸汽喷射器;将磁翻板液位计改为浮球液位计;将气动角阀改为带定位器的气动控制阀。热水装置改进后,热水装置故障率降至0,现场振动和噪声大大降低,水温波动由平均4.2℃降至1.2℃。介绍在烟叶丝生产过程中,烟叶丝超回潮工艺主要用于提高烟叶丝的含水率和温度,同时改善和提高烟叶丝的感官品质。江苏常州智思公司生产的Wq39叶丝超回潮滚筒在国内烟草企业中应用广泛,回潮效果良好。但在生产过程中存在着加水系统热水装置故障率高、水箱在水温加热过程中振动和噪声大、水箱内维护不方便、水温波动大等问题。近年来,随着烟草加工技术向精细化方向发展,对设备工艺指标保证能力的要求越来越高。为此,对热水装置的设计进行了改进,以解决其存在的问题,保证叶丝超级回潮滚筒加水系统的稳定性。1存在问题wq39叶丝超级回潮筒热水装置于2004年4月投入运行。主要由水源、汽源、角阀、手动截止阀、环形加热管、温度传感器、磁翻板液位计等组成。改进前热水装置管路示意图见图1 

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工作过程如下:(1)生产系统启动后,打开水箱进水角阀2。当达到水箱设定液位8时,关闭角阀2停止水箱补水

(2),同时打开蒸汽角阀4进行给水加热。当温度5达到设定值时,在生产过程中关闭蒸汽角阀

(3),当水位低于设定液位20秒时,水位达到后再次开始水箱补水

(4),如果水温未达到设定值,打开给水加热蒸汽阀。通过多年的使用,得出热水装置在生产和使用中存在以下问题

 1.1热水装置故障频率高。通过查询设备故障记录,上一年度因热水罐装置引起的设备故障统计见表1 

 1.2,加热元件工作时,振动和噪声较大。热水装置加热元件工作时,热水箱振动大;同时,蒸汽和水混合时会产生大量噪音

 1.3水箱中的水温波动很大。根据生产标准,水温设定为85℃,进行了10次试验。平均水温为89.2℃(见表2),超过设定温度4.2℃。2问题原因

 2.1水箱设计不合理,水箱开度<200mm,不方便维护水箱内部部件和清洗水垢

 2.2加热元件选择不当。热水装置的加热元件为环形加热管,直接向水中注入蒸汽进行水加热,属于简单的加热方法。在运行中,注入的蒸汽会引起水箱的振动和水箱内壁的冲刷,导致水箱安装接口处频繁损坏和泄漏;当蒸汽与水混合时,会发出很大的噪音;直接给水加热导致水温分层

 2.3如果磁性翻板液位计选择不当,当热水停留在水箱中时,很容易产生水垢,而磁性翻板液位计的磁性浮子位于与水箱连接的管道中。如果不及时清理水垢,很容易导致浮子卡住。这样,液位检测失败,导致水箱持续补水。2.4简单水温控制热水装置的水温控制为简单的开关量控制,未充分考虑温度控制的滞后性,导致水温控制实际值超过设定值,水温波动大

 3硬件改进方案根据热水装置出现问题的原因,提出以下改进原则:为了便于改进后水箱的维修保养,决定将水箱改为水箱;为解决水温分层和设备振动问题,确定采用蒸汽喷射器代替环形加热管;为解决液位检测失败的问题,决定将磁翻板液位计更换为浮球液位计;为解决水温控制波动大的问题,将进汽角阀改为带定位器的气动调节阀,以调节进汽量。结合硬件改进的原理,设计了热水装置的管路图,管路图如图2所示。改进后的热水装置主要由水源、蒸汽源、带定位器的气动控制阀、手动截止阀、蒸汽喷射器、温度传感器、浮球液位计、水箱和溢流管道组成,工作过程如下:(1)生产系统启动后,水箱进水角阀2打开。当水箱达到设定液位8时,关闭角阀2停止向水箱

(2)补水,同时在生产过程中打开水箱

(3)水温PID控制,当水位低于设定液位10s时,水箱补水重新开始;水位达到后,如果水温未达到设定值,开启水箱水温PID控制

(4)水箱多余的水从溢流管流出

 4根据改进方案实施改进方案,热水装置已执行以下方案实施。4.1水箱的改进为解决原热水箱维修维护不方便的问题,设计了带观察窗的水箱来代替水箱。经现场测量,热水箱外形尺寸为∅ 600毫米及以上;时代;900mm,液位元件检测高度700mm,热水箱计算容积约0.2m3。为降低水箱进汽阀、冷水阀的开启频率,结合安装场地的空间条件,决定将水箱容积增加至0.4m3。因此,水箱的外形尺寸设计为1000mm、600mm和800mm,液位元件的检测高度为670mm 

 4.2改进了加热元件。环形加热管直接向水中注入蒸汽进行水加热,容易引起储罐振动,损坏储罐连接部位,加热时现场噪音大。因此,选择spesak蒸汽喷射器代替环形加热管。蒸汽喷射器可充分混合水和蒸汽,确保加热过程安静、高效、经济;同时,避免水箱内水温分层。根据水箱容积和生产需要,在设备预热时间10min内,将水温从20℃提高到85℃。根据计算和chaspesak蒸汽喷射器选型图,当喷射器进口蒸汽压力为500kPa时,spesak蒸汽喷射器25m的饱和蒸汽流量为410kg/h,满足要求。因此,选用该型蒸汽喷射器

 4.3液位检测元件的改进磁翻板液位计的磁浮子位于连接管内,连接管容易结垢,经常导致磁浮子卡住,水位检测不准确。因此,将磁性翻板液位计更换为浮球液位计。浮球液位计具有结构简单、性能稳定、易于检查和维护的优点

 4.4改进了水温控制执行机构。原水温控制的蒸汽流量由气动角阀控制,不能调节进汽量,水温控制精度低;因此,它被带定位器的spesak气动控制阀所取代,它可以调节蒸汽进口量,提高水温