专利名称：膨胀烟丝线热端系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烟草加工机械领域，尤其涉及一种膨胀烟丝线热端系统。
背景技术：
图I为现有的膨胀烟丝线热端系统的结构原理示意图，图2为图I的结构示意图，图3为图2的右侧示意图。如图1-3所示，现有的膨胀烟丝线热端系统包括烟丝膨胀装置I、工艺风机2、尾气风机3、第一热交换器4、第二热交换器5、焚烧炉6和除尘器12。其中工艺热风由工艺风机2提供动力，进入第一热交换器4中进行加热以吸收热能，经过加热后的工艺气流进入烟丝膨胀装置I对其中的烟丝进行加热形式的瞬间脱水，之后通过除尘器12进行旋风除尘，完成热风循环。经过除尘后的热气流变成尾气，尾气再次进入工艺风机2中。尾气经由工艺风机2进入尾气风机3，由尾气风机3提供动力，进入第二热交换器5中加热以再次吸收热能，最后作为炉膛风进入焚烧炉6，焚烧炉6使用柴油作为燃料向第一热交换器4提供热能。从工艺风机2排出的尾气作为炉膛风进入焚烧炉6时，由于尾气中的含氧量不足，因此现有的膨胀烟丝线热端系统通常会采用从冷却振槽8上方的废气区域抽取的含有烟末的废气作为助燃气体，使该助燃气体通过第一管路9送入尾气风机3，与上述尾气混合，一同经由第二热交换器5进入焚烧炉6。上述助燃气体不仅可以提供足够的氧气，而且其中含有的大量烟末也可以作为燃料使用，符合绿色环保的要求。尽管上述膨胀烟丝线热端系统的结构本身具有能够实现热能回收利用的优点，但是仍然存在以下问题由于从出料振槽8上方抽吸过来的废气温度较低(约70°C)，且烟尘含量大，还含有水蒸汽。而尾气是温度较高(约340°C)且焦油含量大的气体，两者混合时，尾气中的焦油气遇冷的水蒸汽产生凝露效应，在尾气风机3的叶轮和风机蜗壳内壁以及管路和第二热交换器5的管束内壁上发生凝结，形成一层黏性很大的油膜。而从出料振槽8上方抽吸过来的废气经过上述油膜的时候，其中的烟尘将会附着在上面，如此反复，最终内壁上的烟垢越来越厚。而且，上述烟垢直接导致的后果是第二热交换器5的热交换效率降低，使得进入焚烧炉6的尾气温度偏低，从而需要提高焚烧炉6的炉温才能向第一热交换器4和第二热交换器5提供足够的热能，这样就需要提高柴油的供油量，而产生大量多余热能又无法通过第二热交换器5进行有效热传导而直接排放出去，因此造成了大量的热量损失，能耗增加，而且长时间的高温会造成对设备的损害。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种膨胀烟丝线热端系统，其解决了现有技术中从出料振槽抽取的废气与尾气因温差较大混合后容易产生凝露现象的问题。为实现上述目的，本实用新型提供了一种膨胀烟丝线热端系统，包括烟丝膨胀装置、工艺风机、尾气风机、第一热交换器、第二热交换器、焚烧炉和助燃气体供给装置，其中工艺热风由所述工艺风机提供动力，进入所述第一热交换器中加热，经加热后的所述工艺气流进入所述烟丝膨胀装置对其中的烟丝进行加热脱水后变成尾气，所述尾气再次进入所述工艺风机中；其中还包括第三热交换器，所述助燃气体供给装置提供的助燃气体经由所述第三热交换器加热后与所述尾气混合，一同进入所述尾气风机中，所述助燃气体和混合气体形成的混合气体由所述尾气风机提供动力，进入所述第二热交换器中加热，经加热后的所述混合气体作为炉膛风进入所述焚烧炉。进一步地，所述助燃气体供给装置的进口设置在上方的废气区域。进一步地，所述助燃气体供给装置的进口设置在新鲜空气区域。进一步地，所述助燃气体供给装置包括两个进口，一个所述进口设置在上方的废气区域，另一个所述进口设置在新鲜空气区域。 进一步地，所述第三热交换器的热量进口连接所述第二热交换器的热量出口，所述第三热交换器的热量出口连接排屋面风管。进一步地，所述第二热交换器的热量进口连接所述第一热交换器的热量出口，所述第一热交换器的热量进口连接所述焚烧炉的热量排出口。进一步地，所述烟丝膨胀装置与所述工艺风机相连接的管路上和/或第二管路上设有除尘器。进一步地，所述尾气风机与所述第二热交换器相连接的管路上设有膨胀节。进一步地，所述第二热交换器的两端并联设置有第三管路，所述第三管路上设有第一互动风门，所述第二热交换器的进气口设有第二互动风门。基于上述技术方案中的任一技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果本实用新型在现有的膨胀烟丝线热端系统的结构的基础上，增设了第三热交换器，其能够使助燃气体的温度首先得以升高，然后再与从工艺风机输出的尾气进行混合，并一同进入尾气风机中，由尾气风机提供动力进入第二热交换器中加热，经加热后的混合气体作为炉膛风进入焚烧炉，经过升温后的助燃气体的温度足够高，与尾气的温度之间的温差减小，因此尾气中的焦油不会与水蒸汽产生凝露效应，而是仍旧保持气态形式进入焚烧炉，这样，尾气风机的叶轮和风机蜗壳内壁以及管路和第二热交换器的管束内壁上就不会产生油膜，废气经过尾气风机以及管路和第二热交换器也就不可能附着在其内壁上，进而有助于提高系统的热利用率，减少热损失量。与现有的膨胀烟丝线热端系统相比，本实用新型解决了现有技术中尾气风机和第二热交换器内部黏附大量烟油和烟尘的问题。除此之外，本实用新型的优选技术方案至少还存在以下优点I、由于本实用新型可以采用新鲜空气作为助燃气体，空气中的含氧量足以满足助燃的要求，而且空气作为无成本气体，使用非常方便。2、由于本实用新型还可以采用出料振槽上方区域的废气作为助燃气体，且这种废气含有的烟尘也可以作为助燃燃料被燃烧掉，之后再排放到大气中，从而避免了将出料振槽上方抽取的废气直接排放到大气中而造成对大气环境的污染。3、由于本实用新型将新增设的第三热交换器的热量进口连接第二热交换器的热量出口，因此第二热交换器排出的带有热量的气体可以进入第三热交换器，第三热交换器便可以利用其热能，给进入第三热交换器的尾气和助燃气体二者形成的混合气体加热，从而有助于提高整个热端系统的热利用率，不仅减少热损失量，而且绿色环保。4、由于本实用新型在进口设置在出料振槽上方的废气区域的第二管路上设有除尘器，因此进一步地降低了烟尘附着在内壁上的可能性，有利于整个热端系统的热利用率，减少热量损失。5、由于本实用新型的尾气风机与第二热交换器相连接的管路上设有膨胀节，从而可以消除相关管路的热胀冷缩而引起的变形，延长整个热端系统的使用寿命。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I为现有的膨胀烟丝线热端系统的结构原理示意图；图2为图I的结构示意图；图3为图2的右侧示意图；图4为本实用新型提供的膨胀烟丝线热端系统的一实施例的结构原理示意图；图5为图4的结构示意图；图6为本实用新型提供的膨胀烟丝线热端系统的另一实施例的结构示意图；图7为图5和图6的右侧示意图；图8为改造前后柴油耗用率比较曲线；图中标记1、烟丝膨胀装置；2、工艺风机；3、尾气风机；4、第一热交换器；42、第一热交换器的热量出口 ；41、第一热交换器的热量进口 ；5、第二热交换器；51、第二热交换器的热量进口 ；52、第二热交换器的热量出口 ；6、焚烧炉；7、第三热交换器；71、第三热交换器的热量进口 ；72、第三热交换器的热量出口 ；8、出料振槽；9、第一管路；10、第二管路；11、排屋面风管；12、除尘器；13、膨胀节；14、第三管路；15、第一互动风门；16、第二互动风门；17、冷端出料系统。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。如图4 图7所示，本实用新型实施例提供的膨胀烟丝线热端系统包括烟丝膨胀装置I、工艺风机2、尾气风机3、第一热交换器4、第二热交换器5和焚烧炉6。其中，工艺热风由工艺风机2提供动力，进入第一热交换器4中进行加热以吸收热能，经过加热后的工艺气流进入烟丝膨胀装置I对其中的烟丝进行加热形式的瞬间脱水，之后变成尾气，尾气再次进入工艺风机2中，完成热风循环。尾气经由工艺风机2进入尾气风机3，由尾气风机3提供动力，进入第二热交换器5中加热以吸收热能，经过加热后的尾气作为炉膛风进入焚烧炉6。上述烟丝膨胀装置I中的烟丝是经过干冰膨胀烟丝生产线上的冷端系统处理到零下78°C左右后，从冷端出料系统17输送到烟丝膨胀装置I内的。由于焚烧炉6对物料C (例如柴油)进行燃烧必须具备足够的氧气和温度，然而，尾气中的含氧量不足而无法对物料C进行充分的燃烧，所以往往需要另外引入具有足够含氧量的气体作为助燃气体。因此，本实用新型还包括助燃气体供给装置，用于向焚烧炉6供应助燃气体D。助燃气体D由尾气风机3提供动力，经过第二热交换器5加热后，加热后的助燃气体D进入焚烧炉6。通常，空气中的含氧量足以满足助燃的要求，而且空气作为无成本气体，使用非常方便，因此目前很多厂家多选用空气作为助燃气体。现有技术中的膨胀烟丝线热端系统中的助燃气体供给装置可以包括第一管路9(如图2所示)，其开口设置在出料振槽8上方的废气区域，从出料振槽8上方抽取废气作为助燃气体D。由于废气含有大量的烟尘，因此当将废气通过尾气风机3送入第二热交换器5加热后，送入焚烧炉6的时候，废气不仅可以作为助燃气体D进入焚烧炉6，而且废气中的烟尘也可以作为助燃燃料被燃烧掉，之后再排放到大气中，从而避免将出料振槽8上方抽取废气直接排放到大气中而造成对大气环境的污染。但是，由于作为助燃气体D的废气与作为炉膛风的尾气温差较大，二者混合容易发生凝露现象，所以本实用新型还增设了第三热交换器7 (如图4所示)。利用第三热交换器7对助燃气体D进行加热，使二者的温差减小以致不发生凝露现象，从而作为炉膛风的尾气中的焦油仍然会以气体的形态出现，并被吹入焚烧炉6中，而不会黏附在尾气风机3的叶轮和风机蜗壳内壁以及管路和第二热交换器5的管束内壁上，从而作为助燃气体D的废气中的烟尘也就不容易黏附在内壁上，进而减小了在尾气风机3的叶轮和风机蜗壳内壁以及管路和第二热交换器5的管束内壁上形成烟垢的可能性。作为本实用新型的另外一个实施例，本实用新型中的助燃气体供给装置也可以包括第二管路10 (如图5、图6所示)，使第二管路10的开口设置在新鲜空气区域。当尾气风机3提供动力的时候，不含烟尘的新鲜空气便可以替代废气作为助燃气体D被抽入，经过第三热交换器7加热后温度可达到191°C左右，风温足够高，因此与尾气混合后也不会产生凝露现象，这样避免了尾气风机3的叶轮和风机蜗壳内壁以及管路和第一热交换器4的管束内壁上冷凝烟油的现象发生。实质上，本实用新型中的助燃气体供给装置还可以包括第一管路9和第二管路10，第一管路9的开口设置在出料振槽8上方的废气区域，第二管路10的开口设置在新鲜空气区域，这样，从出料振槽8上方抽取废气及从新鲜空气区域抽取的新鲜空气可以一同作为助燃气体D使用。 上述实施例中，如图4所示，可以新增一个热源为第三热交换器7提供热量，但是这样浪费成本。鉴于此，本实用新型将第三热交换器7的热量进口 71连接第二热交换器5的热量出口 52，第三热交换器7的热量出口 72连接排屋面风管11。这样第二热交换器5的热量出口 52排出的带有热量的气体可以从热量进口 71进入第三热交换器7，第三热交换器7便可以利用其剩下的热能，给进入第三热交换器7的尾气和助燃气体D 二者形成的混合气体加热，第三热交换器7将第一热交换器4排出的未使用完的热量进行了重复再利用，从而有助于提高整个热端系统的热利用率，减少热损失量。本实用新型中可以与现有技术相同，将第二热交换器5的热量进口 51连接第一热交换器4的热量出口 42，第一热交换器4的热量进口 41连接焚烧炉6的热量排出口 61，以将焚烧炉6提供的热量多次利用，减少热量损失，进一步提高系统的热利用率。上述各实施例中，如图5所示，可以在烟丝膨胀装置I与工艺风机2相连接的管路上设置除尘器12，也可以在第一管路9上设置除尘器12，还可以在烟丝膨胀装置I与工艺风机2相连接的管路和第一管路9都设置除尘器12，利用除尘器12提供除尘风将管路中的大量烟尘进行除尘处理，避免烟尘进入热端系统带来的安全隐患。上述各实施例中，由于本实用新型处于非工作状态的时候，管路均处于常温状态，而工作状态下的管路温度非常高，两种状态下的温差悬殊，因此尾气风机3的出口与第二热交换器5的进口之间的管路会出现热胀冷缩的现象，很容易造成管路的变形，因此本实用新型还可以在尾气风机3与第二热交换器5相连接的管路上设置膨胀节13 (如图6所示)，以避免管路变形现象的发生。上述各实施例中，如图4所示，第一热交换器4的两端并联设置有第三管路14，第三管路14上设有第一互动风门15，第一热交换器4的进气口设有第二互动风门16。这样，由于工艺热风的进入量是固定的，即进入第一互动风门15和第二互动风门16所对应管路的风量总和也是固定的，而通过分别控制第一互动风门15和第二互动风门16的开口度，即调节第一互动风门15和第二互动风门16的进风量，便可以调节进入第一热交换器4的需要加热的工艺热风量，而经过第三管路14的工艺热风的温度不变，从而进入焚烧炉6中的工艺热风的温度可以通过第一互动风门15和第二互动风门16进行调节控制。实际上，第一互动风门15和第二互动风门16的开口度是由一控制设备(图中未示出)进行控制的，而该控制设备根据设置在第一热交换器4与烟丝膨胀装置I相连接的管路上的温度传感器18采集到工艺热风的温度进行控制，以确保在生产过程中，整个热端系统的温度稳定在设定值，保证烟丝脱水质量。图6和图7为本实用新型提供的膨胀烟丝线热端系统的另一实施例的结构示意图。如图6、图7所示，作为本实用新型的一种变形，从出料振槽8抽入的废气可以通过除尘器12单独除尘处理后，直接排放到大气中。经过除尘后的废气达到排放标准，减少了对大气的污染。相应地，第一管路9的出口不与尾气风机3的入口相连接。采用本实施例后，可以有效解决尾气风机3内壁、风机叶轮和第二热交换器5管束内壁结烟垢的问题，使整个热端系统设备更稳定运行，保证安全生产。综上所述，对现有的膨胀烟丝线热端系统改进后的优点具体体现如下( I)改造后设备维修量降低改造前尾气风机每月要清理一次，尾气风机的叶轮和风机蜗壳内壁以及管路和第二热交换器等设备内壁每季度需要清理一次，清理工作量较大，维修成本较高，尾气风机传动轴承需要定期更换。改造后排除了设备结烟垢的可能，到目前为止，通过尾气风机的观察口可以看到叶轮上基本无烟垢，至今未对设备进行任何清理工作，明显降低了设备维护成本，延长设备清理周期，减轻了维修工的劳动强度。改造后，由于不再发生燃烧现象，生产停机时间大大降低，生产效率得到提高。(2)改造后生产停机时间降低改造前由于黏附在设备上的烟垢极易引起燃烧，造成设备停机，影响生产。改造后从根本上杜绝了管路自燃的可能，进入尾气风机的助燃气体的温度已达到191°C，远超过烟垢的燃点，仍未发生燃烧现象。改造前由于尾气风机、管路、热交换器内部的烟垢时常发生燃烧，一旦发生燃烧，热端系统需要进行停炉(此处的“停炉”指的是“使焚烧炉停止工作”)或降温，这种自然现象不但影响了设备生产效率，还缩短了设备的使用寿命。2009年I月至4月膨胀烟丝线热端系统的设备故障率平均为0. 16/千小时，改造后的5月至7月膨胀烟丝线热端系统的设备故障率平均为0/千小时。[0052](3)改造后生产用柴油损耗量降低改造后因为增设了一套热交换器，对助燃气体进行进一次的热交换，助燃气体经第三热交换器加热后温度可达到191 °C左右，与工艺气体分离出的尾气风混合后，风温足够高(> 160°C)，弥补了这些热量损失，而且新增热交换器不占用能耗，总体来说达到提高系统温度、降低柴油损耗以及节约用油的目的。现统计分析09年柴油使用状况，如表一所示，表一是改造前后柴油消耗产出数据表。
权利要求1.一种膨胀烟丝线热端系统，包括烟丝膨胀装置(I)、工艺风机(2)、尾气风机(3)、第一热交换器(4)、第二热交换器(5)、焚烧炉(6)和助燃气体供给装置，其中工艺热风由所述工艺风机(2 )提供动力，进入所述第一热交换器(4 )中加热，经加热后的所述工艺气流进入所述烟丝膨胀装置(I)对其中的烟丝进行加热脱水后变成尾气，所述尾气再次进入所述工艺风机(2)中；其特征在于 还包括第三热交换器(7)，所述助燃气体供给装置提供的助燃气体经由所述第三热交换器(7)加热后与所述尾气混合，一同进入所述尾气风机(3)中，所述助燃气体和混合气体形成的混合气体由所述尾气风机(3)提供动力，进入所述第二热交换器(5)中加热，经加热后的所述混合气体作为炉膛风进入所述焚烧炉(6 )。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于所述助燃气体供给装置的进口设置在上方的废气区域。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于所述助燃气体供给装置的进口设置在新鲜空气区域。
4.如权利要求I所述的系统，其特征在于所述助燃气体供给装置包括两个进口，一个所述进口设置在上方的废气区域，另一个所述进口设置在新鲜空气区域。
5.如权利要求I或2或3或4所述的系统，其特征在于所述第三热交换器(7)的热量进口(71)连接所述第二热交换器(5)的热量出口(52)，所述第三热交换器(7)的热量出口(72)连接排屋面风管(11)。
6.如权利要求I所述的系统，其特征在于所述第二热交换器(5)的热量进口(51)连接所述第一热交换器(4)的热量出口(42)，所述第一热交换器(4)的热量进口(41)连接所述焚烧炉(6)的热量排出口(61)。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述烟丝膨胀装置(I)与所述工艺风机(2)相连接的管路上和/或第二管路(10)上设有除尘器(12)。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于所述尾气风机(3)与所述第二热交换器(5)相连接的管路上设有膨胀节(13)。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述第二热交换器(5)的两端并联设置有第三管路(14)，所述第三管路(14)上设有第一互动风门(15)，所述第二热交换器(5)的进气口设有第二互动风门(16)。
专利摘要本实用新型涉及一种膨胀烟丝线热端系统，包括烟丝膨胀装置、工艺风机、尾气风机、第一热交换器、第二热交换器、焚烧炉和助燃气体供给装置，其中工艺热风由工艺风机提供动力，进入第一热交换器中加热，经加热后的工艺气流进入烟丝膨胀装置对其中的烟丝进行加热脱水后变成尾气，尾气再次进入工艺风机中；还包括第三热交换器，助燃气体供给装置提供的助燃气体经由第三热交换器加热后与尾气混合，一同进入尾气风机中，助燃气体和混合气体形成的混合气体由尾气风机提供动力，进入第二热交换器中加热，经加热后的混合气体作为炉膛风进入焚烧炉。本实用新型能够使尾气中的焦油保持气态形式进入焚烧炉，而不会与水蒸汽产生凝露效应，有助于提高系统的热利用率，减少热损失量。
文档编号A24B3/18GK202800105SQ2012204879
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者廖和滨, 吴永生, 张伟, 詹建胜, 马建化, 许可, 张志阳, 黄建明 申请人:龙岩烟草工业有限责任公司