滤棒成型机是卷烟厂生产卷烟过滤嘴棒的设备。目前,世界上大部分的卷烟过滤嘴都采用醋酸纤维作为过滤材料,滤嘴用的醋酸纤维的纤度一般在1.5～5.0 dpf之间[1]。滤棒成型机的作用就是将这些细小的纤维加工成满足要求的过滤嘴棒,ZL29型滤棒成型机的生产效率可以达到600 m/min[2],纤维丝束在机器中高速的运动,与机器的摩擦过程会有一部分的纤维断裂,滤棒的生产过程中会有部分细小纤维飘飞到周围环境中。如何控制车间的纤维粉尘,改善工作环境成为烟草工业企业技术改造工作重点之一。粉尘的集中收集系统在卷烟厂的卷接机组和滤棒成型机组中已经得到推广使用[3–4],但是目前的集中除尘系统一般是建立在同种设备上。为此结合卷烟厂的实际情况,对滤棒成型机和发射机2种不同设备建立一个集中除尘系统的设计和应用进行了探讨。

心电图作图是一项比较简单的操作，但日常工作中有可能忙中出错，大批量体检、心电远程会诊中，读图者与作图者分离，读图者无法了解作图时的导联连接情况，即使初步判断有可能发生导联错接，也需要重新作图方能验证，并出具正确的报告，以便临床下一步诊治。实际情况是，患者若了解是由于作图者的失误而要求自已再来诊室重新作图，其理解及配合度不会很高。利用本文中导联错接的判断及调整方法能实现“一键还原”，既不麻烦患者，也不影响诊断的效果，值得临床推广。

在区域水文地质调查过程中，未发现整个水文地质单元内有大型水源地或其他用途的大水量抽水井，可以认为单元内地下水仍处于天然状态，人为干扰较小，故可以用承压含水层稳定流来模拟地下水流场(图3)。模型建立时地形高程以2D散点方式输入模型，然后用IDW插值法对其赋值[11-12]。

1 滤棒成型机与发射设备的工作原理

1.1 滤棒成型机的结构及特点

滤棒成型机由开松机(YL12)、成型机(YL22)和装盘机(YJ35)组成。开松机主要由丝束导向装置、开松器、开松辊和上胶箱等部件组成。成型机主要由高压或低压喷嘴、成型枪、换纸盘、断条器、刀盘和磨刀装置等组成。装盘机主要由进料机构、填充装置、装盘装置、提升装置和烟盘输出装置等组成[5]。设备平面结构如图1所示。

  

图1 成型机平面(单位: mm)

1.2 滤棒成型机的工艺流程

醋酸纤维丝束由导向装置送入成型机内,丝束条经过开松器和开松辊 2次开松展开后施加增塑剂,然后经过成型枪收拢成圆筒状滤条,滤条在刀头部分切分为一定长度的滤棒,滤棒通过装盘机分装入小盒内,经过若干小时的自然固化后,达到最佳硬度的滤棒就可以装入包装大盒内,运往下游的卷烟工序。

近日，笔者参与了单位组织的“村村到”调研活动，走访了解村部建设及运行情况。总体感到，随着工作重心下沉、资金资源下移和各项惠民政策的有效落实，村部硬件设施普遍“提档升级”，综合服务大厅、党群活动室、农家书院、棋牌室、远程电教终端设备等一应俱全，村部俨然成了村里一道靓丽风景。但是，每个村部里除了坐班的工作人员和到村检查指导的镇干部，并没有多少前来办事或活动的村民，一些活动室要么大门紧锁、要么空无一人。

1.3 滤棒发射机工作原理

该除尘系统包括两种不同的设备,各点的除尘风量也不同,需对并联的除尘管路进行压力平衡计算。除尘系统要求两支管的压损差不宜超过10%,以保证各支管的风量达到设计要求。

2 尘源分析

当并联支管的压力损失差超过规定时,可用下述3种方法进行压力平衡调整。

3 除尘罩设计

3.1 除尘罩形式设计

醋酸纤维导向处: 该处尘源无热源、空间开放,设计冷过程伞形罩,尺寸和安装形式如图2所示。

除尘系统的总压力损失是管道压力损失和各设备(除尘器、消声器)压力损失之和。

  

图2 伞形罩布置方式

据美国每日科学网站11月报道，美国斯坦福大学科学家研制出一款屋顶设备，在收集太阳能的同时，还可将建筑物的红外辐射释放到太空，从而有助建筑物降温。

利用fluent软件对除尘罩内流场进行数值模拟,其速度矢量图如图 3所示[8–9]。由图3可知,加了挡板后的除尘罩能够使尘源周围空气保持0.25 m/s的流速,达到设计要求,能够有效的收集纤维粉尘。

滤棒发射机处: 拆除发射机自带集尘箱,除尘罩采用密闭罩的形式,罩口尺寸长1 m,宽0.5 m。

因为林露白跟家人住，加上两人都刚毕业，年纪也还小，没想过结婚的事。直到恋爱第三年的时候，才跟家里讲，双方见了父母，彼此都很满意，初步定下了结婚的日期。但是，林露白的父母都是教师，有些传统的观念，对她唯一的要求是不允许夜不归宿，她只能周末找个借口出去逛街的时候，跟魏舟去酒店开个房间温存一会儿，之后再匆忙地赶回家。

3.2 风速与流量计算

导向装置处: 该处四周都设有卷帘挡板,按密闭罩的形式考虑,即

 

式中: Q为所需排风量,m3/h; S为密闭罩截面积,m2; V0为垂直于密闭罩面的平均风速,一般取0.25～0.50 m/s。由于纤维粉尘较轻,取 V0 = 0.25 m/s,则Q = 2268 m3/h。

根据《内蒙古自治区水资源综合规划》成果，扎赉特旗多年平均地下水资源量为3.539 8亿m3，地下水资源模数约为 3.11 万 m3/（a·km2）。 采用面积—倍比法，将扎赉特旗多年平均地下水资源量折算到相应论证单元，项目区论证范围总补给量计算结果为19077.1万m3/a。将《内蒙古自治区水资源综合规划》中地下水资源量折算到相应论证单元，计算成果见表2。将面积—倍比法计算成果与均衡法计算成果相比较，可以看出，本次各论证单元地下水资源量计算结果与水资源综合规划面积折算成果相差误差为1.3%～8.8%，误差不大，故认为均衡法计算的各论证单元地下水资源量计算结果准确、合理。

膨散处: 按式(1)计算得Q = 315 m3/h。

发射机处: 按式(1)计算得Q = 630 m3/h。管道部分采用圆形截面,为保证粉尘不积累在管道内,管道风速宜大于18 m/s[7]。为降低环境噪音,风机出口处风速宜小于10 m/s。

为保证除尘罩吸气均匀,伞形罩开口角度设计为120°。为减小吸气范围,伞形罩四周设挡板,考虑到该处需给工作人员留出操作空间,挡板形式采用可升降的卷帘。为保证除尘效果,罩口尽可能靠近尘源,罩口距尘源的距离H以小于或等于0.3A为宜(A为罩口长边尺寸),设计取0.3A。罩口尺寸应大于尘源的平面尺寸,即A = a +0.8H,B = b +0.8H。式中: a、b为有尘物源的长、宽,m; A、B为罩口的长、宽,m; H为罩口距有尘物源的距离,m。有尘源为丝束包,丝束包长取1.4 m,宽取1.1 m。则罩口尺寸A=1.8 m,B=1.4 m,罩口离地面的距离为3 m。

3.3 除尘罩内流场数值模拟

醋酸纤维膨散处: 该处尘源空间较小,不需长期操作,除尘罩采用局部密闭罩的形式,罩口尺寸长0.7 m,宽0.5 m。

  

图3 除尘罩内速度矢量

4 系统管道阻力损失计算

4.1 摩擦阻力损失

在管道中流动的气体,其摩擦阻力损失ΔPL =λLVg2ρ/(2Dn)。式中: ΔPL为气体的管道摩擦阻力损失,Pa;λ为摩擦阻力系数,钢管取0.1; L为管道长度,m; Vg为气体在管道中的速度,m/s; ρ为气体密度,kg/m3; Dn为管道内径,m。

4.2 局部阻力损失

局部阻力损失在管件形状和流动状态不变的情况下正比于动压,即ΔPζ = ζVg2ρ/2。式中: ζ为局部阻力系数; Vg为气体在管道中的速度,m/s; ρ为气体密度,kg/m3。

4.3 管道总压力损失

除尘系统管道的总压力损失是直管的摩擦压力损失和管道中局部压力损失之和,即ΔP = mVg2ρ(λL/D + ∑ζ)/2。式中: m为流体压力损失附加系数,m = 1.15～1.20。

4.4 除尘系统总压力损失

导弹高速飞行时, 其弹头部分的红外导引头和GPS等导航定位系统为其制导, 这样才能做到有的放矢, 提高导弹的打击精度[1-2], 其头部的红外辐射光谱特性是目标探测和跟踪的重要信号特征, 同时也对导弹自身寻的产生一定的影响, 因而导弹头部的红外辐射光谱特性是识别、反识别、突防、反突防和红外跟踪技术中重要的研究内容[3].

4.5 系统风力平衡控制

YF27型滤棒发射机主要由机架部件、发射单元、进料装置、电控柜、气动部件、管道部件和风机部件等构成。发射机的工艺任务是将储存输送装置中的滤棒自动、高速、远距离传输给下游卷接机的设备。该装置采用静态发射原理,在滤棒入口处形成负压,在滤棒出口处形成正压,从而利用气压差将滤棒发射至卷接机。额定发射能力可达到1500 rods/min[6]。

设备本身大部分机体具有良好的密封效果,而且机台自带负压系统,可以将部分纤维粉尘吸走,但是仍然有部分机台裸露在空气中,导致纤维粉尘飘飞至空气中。根据滤棒成型机和发射机的结构组成及工艺流程特点,发现3处地方容易产生较多的纤维粉尘: 第1处为醋酸纤维丝束导向装置处,该处是堆放丝束包的地方,成型机通过导向装置将纤维丝束从丝束包中运送至机台,丝束在运送过程中和空气及机器壁摩擦容易产生纤维粉尘,而且此处完全暴露在空气中,产生的纤维粉尘直接进入周围空气中; 第 2处为醋酸纤维膨散处,丝束进入成型机后会通过开松辊和开松器进行两次开松作用,使丝束完全展开,纤维丝束在膨散展开过程中容易产生较多纤维粉尘; 第 3处为滤棒发射机处,滤棒在发射过程中高速运动与机器零件摩擦易产生纤维粉尘,该处尘源设计拆除发射机自带除尘器,用集中除尘系统代替。

(1) 调整支管管径。通过调整支管的管径改变支管的压力损失,达到压力平衡。调整后的管径D′ =D(ΔP/ΔP′)0.225。式中: D′为调整后的管径,m; D 为原设计的管径,m; ΔP 为原设计的支管压力损失,Pa; ΔP′为为了压力平衡,要求达到的支管压力损失,Pa。

(2) 增大排风量。当两支管的压力损失相差不大时(20%以内),可以不改变管径,将压力损失小的那段支管的流量适当增大,从而使两支管的压力达到平衡。增大的排风量Q′ = Q(ΔP′/ΔP)0.5。式中: Q′为调整后的排风量,m3/h; Q为原设计的排风量,m3/h。

(3) 增加支管压力损失。在除尘支管上安装手动蝶阀,通过改变阀门的开度,来调节管道压力损失。经过压力平衡计算后,该除尘系统 3个不同位置的除尘点管径确定为: 醋酸纤维导向装置处 D = 160 mm,膨散处D = 89 mm,发射机处D = 100 mm。

亮项目家底 抓工作关键 逼经济转型（沈振兴） .........................................................................................11-51

5 设备选型

5.1 除尘器选型

滤棒车间的粉尘主要为醋酸纤维断丝及纤维屑脱落等,其特点为: (1) 粉尘比重轻,在除尘器箱体内易受气流扰动而悬浮不易沉降; (2) 粉尘在管道中摩擦运动时易产生静电,使纤维粉尘附着在滤袋上难以反吹下来; (3) 粉尘为长条形纤维,易在两个布袋间形成搭桥; (4) 醋酸纤维有一定的吸水性,缠绕成团后易堆积在卸灰斗的内壁上; (5) 纤维粉尘成团后具有很强的韧性,极易缠绕堵塞旋转式卸灰阀。

根据醋酸纤维粉尘特点,在除尘器选型时可做以下优化措施: (1) 选用防静电覆膜滤料,并采用不锈钢材质的滤袋架,从而解决纤维粉尘静电附着问题[10]; (2) 选大容积的过滤的箱体,降低过滤风速,从而减少气流扰动对纤维粉尘沉降的影响,除尘器的过滤风速宜≤1.6 m/min; (3) 增大除尘器布袋间的间隙,防止醋酸纤维粉尘在布袋间的出现搭桥现象; (4) 除尘器采用单列单斗形式,增大除尘器灰斗的倾角,并在灰斗内壁采用增滑涂层,防止和减少纤维粉尘灰斗内壁上的附着; (5)滤棒成型工段各系统的尘量不大,不需要连续卸灰,采用手动插板阀替代电动卸灰阀。

除尘器选用型号2/3/12,过滤面积72 m2,过滤风速1.57 m/s。该类型除尘器在收集处理纤维粉尘的系统中可靠稳定运行,纤维粉尘分离效果良好,设备维护简单,解决了相关纤维状粉尘处理的问题。

5.2 其它主要设备选型

系统参数如下: 风机型号CREM01-28-0710-B,风机静压6000 Pa,风量8000 m3/h,30 kW。管道风速18～22 m/s,风机出口风速9.7 m/s。

6 效果分析

利用负压吸尘的原理,本文提出了集中除尘系统将纤维粉尘收集后进行处理。拆除了发射机的自带风机,减少了由风机运转产生的噪音和余热,拆除风机前实测噪声为 83 dB(A),拆除风机后车间噪声降低1～3 dB(A)。拆除自带风机后,免除了小风机的维修,降低了劳动强度和维修费用。采用密闭的除尘罩将尘源包裹且系统处于负压状态,能有效收集处理滤棒成型机和发射机产生的纤维粉尘,使车间纤维粉尘浓度降至3 mg/m3以下,改善车间工作环境。

参考文献:

[1]李静,任继春. 香烟滤嘴用纤维材料[J]. 黑龙江造纸,2005,33(4): 40–41.

[2]王坤明,刘杰,窦峰,等. 基于完全析因设计的KDF4/AF4成型机组滤棒得率提高分析[C]// 中国烟草学会2010年学术年会论文集,2010.

[3]谢海,袁国安,李国荣,等. KDF型滤棒成型机组集中风力供给与除尘装置的设计与应用[J]. 包装与食品机械,2007,25(2): 47–49.

[4]黄深海,周奇峰,马臣,等. 卷接机组集中工艺风力系统的改造与应用[J]. 湖南文理学院学报(自然科学版),2013,23(3): 85–88.

[5]徐尚军. KDF2滤棒成型机改进设计研究[D]. 合肥: 合肥工业大学,2008.

[6]许诺,符建文,戴石良,等. 卷烟厂联合工房滤棒车间除尘系统的设计[J]. 科技信息,2012(2): 391–392.

[7]王光举,陈卫民,袁国安,等. 卷烟厂粉尘风力收集系统设计与实现[J]. 工业安全与环保,2017,43(6): 73–75.

[8]陈卫民,袁国安. 风力送丝系统中S型弯管内纯空气流的阻力受管形影响研究[J]. 湖南文理学院学报(自然科学版),2013,23(4): 90–92.

[9]肖育林,沈磊,覃仕辉,等. GD121P卷接机组吸丝成形关键技术的CFD仿真分析[J]. 湖南文理学院学报(自然科学版),2014,24(4): 75–77.

[10]金风凯. ZL41型复合滤棒成型机组除尘器的设计改进[J]. 烟草科技,2013(9): 30–32.