消除膨胀烟丝生产线零压传感器不归零现象

项庆伟，陆 磊

（江苏中烟工业有限责任公司徐州卷烟厂，江苏徐州 221005）

0 引言

在长期的生产运行中，机械零部件的磨损、电气元件的老化、自身设计的缺陷、生产方式的改变、操作的不规范化、维保不及时、环境的差异等不确定因素，均可造成设备出现不同原因的停产故障，进而造成原材料、能源、备品备件、劳动力的浪费。公司干冰膨胀烟丝生产线冷端浸渍器内零压传感器频繁出现报警故障，导致浸渍器下盖无法开启，进而无法继续浸渍烟丝，严重影响生产线的正常运行。

1 干冰膨胀烟丝生产线冷端零压传感器不归零现象

1.1 冷端相关设备介绍

干冰膨胀烟丝生产线的冷端主要是在浸渍器内利用液态二氧化碳在高压（2.7～3）MPa下对来料烟丝的细胞内壁进行浸渍，然后降低压力使其成为-78℃的干冰烟丝，并在升华管道内利用高温气体（330～380）℃使干冰升华，从而对烟丝进行膨胀，最终实现降焦并提高填充值的作用。零压传感器位于冷端阀门架输送高压气态二氧化碳的主压力管道上，共计2处，作用主要有3个。

（1）检测浸渍器内的压力是否低于设定值。

（2）将浸渍器内的压力情况传递到操作监视屏上，通过报警信号反馈给操作员。

（3）安全方面主要反映在与下盖开启的联锁上，当浸渍器内的压力值跃0.3 MPa时，浸渍器下盖无法打开，避免安全事故的发生。

1.2 设备故障与问题

2018年1月，公司实行三班运行，冷端阀门架二氧化碳输送管道上的零压传感器频繁出现报警现象，最初约每两班一次，后来发展到一班三次。经排查，当管道内的剩余压力通过消音器排入大气后，零压传感器出现不归零现象，浸渍器下盖无法开启，导致冷端无法继续进行浸渍烟丝。

1.3 零压传感器不归零现象的分析

经分析，浸渍器上下盖开启过程中，电磁阀与上盖之间的一段管路与大气连通，游离在空气中的水分子通过浸渍器上盖进入管道内部，部分水分子与二氧化碳分子结合成碳酸分子。当再次浸渍时管道内温度骤降，碳酸分子便结晶粘附在管道内壁，并逐渐增厚，最终冰晶将传感器探头与主管道的联接入口处堵塞，使两者之间密封了一定压力的气态二氧化碳。当程序运行到剩余气体排放到大气时，管道内已无压力，但零压传感器依然感应到压力的存在，无法归零。

2 基于气压传动原理的空气吹除法

当故障发生后，传统维修清理一次约20 min，即停产约一批料的时间，严重影响了生产的正常运行。同时维修需拆除零压传感器的电磁阀，并将其与管道连接的管件拆除，频繁的拆装降低了电磁阀的使用寿命和灵敏度。清理过程中需用尖状工具从连接入口处向下将冰晶冲散，尖头工具不可避免的要撞击管壁，加速了高压管路的老化，增加了一处危险源。

考虑到冰晶堵塞的特点，为了更安全，更节约成本，本文利用气压传动原理，使用空气吹除法，定时定点对冰堵区域进行吹除，使其无形成冰晶条件。因该方法使用的介质为空气，故不会对生产工艺及设备造成损害。

该方案需重新布设管道，将零压传感器与主管道连接处的直通改为三通，利用车间的空压站作为气源从三通引入。

空气吹除原理如图1所示，气源压力一般为0.73 MPa，先经调压阀减压稳定至0.5 MPa；经空气过滤器过滤，清除杂质；为实现自动控制，设一电磁阀，控制气路通断；并配有机械通断阀，便于维修及电磁阀失效时使用；最后经节流阀、单向阀抵达冰堵点，在实现节流控制的同时，防止气体倒流。逻辑关系如图2所示，由于从关闭下盖工序至第一次加压工序，浸渍器内基本无压力限制，时长约3 min，利用该时间段进行吹除，将不会对生产造成影响。故利用电磁阀实现在该时段的自动清除工作。且经过现场多次吹除试验可知，当气源压力为0.5 MPa时，吹除约1.5 min即可将冰堵点清理干净。

3 结论

图1 空气吹除原理

图2 逻辑关系

利用气压传动原理，借助车间空压站作为气源，通过空气吹除法在膨胀烟丝生产线工序空档期实现了对冰堵点的自动清理，消除了零压传感器不归零故障。该方案成本低廉，易于实现，无需人工干预。在稳定设备性能的同时，保证了生产的连续性及干冰烟丝质量的稳定性。