宋海茫 王小沈

（河南中煙工業(yè)有限責任公司駐馬店卷煙廠，河南 駐馬店 463000）

引言

近年來，隨著精益生產(chǎn)和六西格瑪管理模式的深入推進，對設備狀態(tài)的要求不再滿足于單純符合工藝要求，而是盡可能可靠控制影響設備狀態(tài)的各種因素，將外界因素對設備穩(wěn)定的影響降到最低，這樣產(chǎn)品質(zhì)量的保障才能有堅實的基礎，從而契合更高精度的質(zhì)量要求。

在卷煙生產(chǎn)中，常用集中收塵式的卷接高壓風機作為卷接機組風力輸送和環(huán)境除塵的動力來源，通過卷接高壓風機的負壓風輸送煙絲等原材料同時將機組在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵等廢棄物通過風送進行集中處理，風機的風壓波動尤其是風壓不足會直接影響卷接機組的產(chǎn)品質(zhì)量，因此對卷接高壓風風壓的控制是保障卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過技術措施提高卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性可以大大降低后段生產(chǎn)的質(zhì)量問題的發(fā)生概率，也可以為新時期動力設備運行管理提供有力借鑒。

一、卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性對卷煙生產(chǎn)的作用

卷煙行業(yè)中廣泛使用集中收塵式除塵設備進行廢氣和粉塵處理，這類除塵設備由除塵機組同時提供卷包機組的原料輸送和除塵的動力負壓風，由于卷包機組的負壓風供應穩(wěn)定性對卷煙生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定十分重要，如ZJ19 卷煙機工藝風壓范圍為9000～11000Pa，平均10000Pa 左右，PASSIM卷煙機為11000～13000Pa，平均12000Pa 左右。

在風壓穩(wěn)定的情況下，卷煙在卷制過程中原料輸送平穩(wěn)，各工藝參數(shù)波動小，該工藝過程中產(chǎn)品質(zhì)量能得到有力保證；風壓不穩(wěn)定時，原料供應波動大，卷包機組內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定性差，一些受空氣壓力影響大的設備部件狀態(tài)穩(wěn)定性下降，導致工藝過程產(chǎn)生質(zhì)量隱患，如煙絲供應不均勻，噴膠、粘接等部件會由于風壓波動導致膠液噴涂不勻，增大空頭、掉嘴等不良的發(fā)生率，甚至造成批量質(zhì)量問題引發(fā)質(zhì)量事故，因此卷接高壓風機的風壓穩(wěn)定性是影響卷包生產(chǎn)質(zhì)量的重要因素，也是除塵設備乃至動力設備管理的重要環(huán)節(jié)。

由于長期以來動力設備的狀態(tài)監(jiān)控較制絲、卷包等設備相對薄弱，又受到設備、人員、環(huán)境等多種因素影響，一些卷煙廠卷接機組負壓風風壓穩(wěn)定性低的問題比較突出，風壓穩(wěn)定性低直接影響卷包制程的穩(wěn)定，對設備管理和產(chǎn)品質(zhì)量的提升帶來很大挑戰(zhàn)。

二、導致風壓不穩(wěn)定的原因

導致卷接高壓風機風壓不穩(wěn)定的原因來自人員、設備、環(huán)境等方面，對風壓穩(wěn)定性影響因素的查找可從人、機、料、法、環(huán)等方面分析研究，根據(jù)多年來的實踐經(jīng)驗，這類影響因素主要有：

（一）人員操作不規(guī)范

除塵崗位人員或者維修人員對變頻器進行了不規(guī)范操作，如改動變頻器頻率設置，卷接高壓風機臨時停機未及時復位，卷包機組人員在卷包機組工作時閥門未按照生產(chǎn)要求開閉等，有些機組在沒有開動時高壓風送風管道的閥門沒有關閉，存在漏源，生產(chǎn)進行時正常生產(chǎn)的機組風壓由于風力泄露導致壓力降低。

（二）卷包機組風壓傳感器故障

除塵風壓由卷包機組內(nèi)部安置的風壓傳感器測量采集，所以傳感器若存在故障情況就可能導致風壓數(shù)據(jù)丟失或者失真，如在傳感器故障后若未及時進行維修處理使風壓數(shù)據(jù)失真，就會導致風壓數(shù)據(jù)不達標，同時也可能引發(fā)風壓控制程序控制電磁補償閥動作，引起風壓不穩(wěn)定。

（三）除塵管道內(nèi)部煙塵集聚

除塵管道內(nèi)部煙塵由于長時間生產(chǎn)發(fā)生集聚、消散現(xiàn)象，煙塵集聚導致管道內(nèi)部有效通風管徑變化，風壓損失增大，導致風壓下降，有時煙塵也能將管道內(nèi)的積塵帶走從而使管道積塵消散，引起風壓波動，使風壓穩(wěn)定性下降。

（四）除塵箱內(nèi)濾袋煙塵集聚

除塵箱內(nèi)部除塵濾袋在長時間工作或者在超出更換周期未予更換的情況下由于煙塵粘附導致過濾能力下降，也會增大風壓損失，偏離工藝范圍，使風壓穩(wěn)定性下降，

（五）電機/風機工作狀態(tài)下降

電機/風機在長時間工作的條件下出現(xiàn)老化或者故障狀況，電機轉(zhuǎn)速波動，風機轉(zhuǎn)動機構磨損、潤滑不到位都會使卷接高壓風機機組運行狀態(tài)出現(xiàn)變化繼而使風壓發(fā)生變化。

（六）機組維保不到位

月初開班是風壓不穩(wěn)定的高發(fā)時段，導致這一時段風壓不穩(wěn)定的主要原因是：開班前通常進行設備維保，維保過程中對機組內(nèi)部部件進行拆解安裝造成不可避免的設備部件狀態(tài)變化，一些變化難以觀察，有些需要使用儀器才能檢測發(fā)現(xiàn)，因而出現(xiàn)由于維保導致設備隱病的情況，在生產(chǎn)過程中設備狀態(tài)變化對設備運轉(zhuǎn)造成影響，導致風壓狀況發(fā)生變化。

（七）設備試車檢驗不到位

除塵和卷包機組在開班試車時如果設備試車檢驗不全面或時長不到位，就有可能使設備存在的問題不能及早暴露發(fā)現(xiàn)，在正式生產(chǎn)開始后由于工作條件遠較試車狀態(tài)嚴苛，設備存在的問題就有可能在高生產(chǎn)條件下暴露，引發(fā)設備偏離正常狀態(tài)，設備及風壓穩(wěn)定性下降。

（八）控制程序不合理

有的高壓風設備控制程序長年沒有升級優(yōu)化，在設備技改后運行參數(shù)變化或生產(chǎn)條件發(fā)生變化的條件下沒有針對新的生產(chǎn)狀況進行運行調(diào)試，不適應新的生產(chǎn)要求，導致風壓控制程序不能滿足穩(wěn)定性要求，如某廠卷接高壓風機補償閥開度使用固定開度（38%），在2018 年該廠卷包機組改用PASSIM 機組后（工藝風壓－10000～12000Pa）由于開度不達標導致風壓偏低。

（九）電磁補償閥工作狀態(tài)下降

作為風壓控制系統(tǒng)的硬件基礎，電磁補償閥的工作狀態(tài)對風壓穩(wěn)定意義重大，由于電磁補風閥常年暴露在車間頂部，受大氣、降水及自然老化等因素影響，出現(xiàn)執(zhí)行機構在執(zhí)行動作時反應慢、動作不到位甚至不動作的情況，在生產(chǎn)過程中不能很好地執(zhí)行風壓控制程序，對風壓穩(wěn)定性造成不利影響。

三、提高卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性的途徑和措施

通過上述對卷接高壓風機穩(wěn)定性影響因素的分析可知，提高卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性的根本途徑在于提高影響風壓各種因素的穩(wěn)定性，減少設備內(nèi)外部因素對運行狀況的干擾。

根據(jù)實踐經(jīng)驗，上述導致風壓穩(wěn)定性低的因素在生產(chǎn)中的占比情況大體為：

（一）加強設備狀態(tài)管理

開班時段是設備故障的高發(fā)時段，也是卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性波動較大的時段。實踐證明，卷包機組的風壓波動60%以上發(fā)生在月度生產(chǎn)開始一周之內(nèi)，這一時段由于設備通常經(jīng)歷過停產(chǎn)、設備維保檢修，設備狀態(tài)與連續(xù)生產(chǎn)期間有較大變動，因此故障高發(fā)，對生產(chǎn)影響極大。在這一時段，應著重進行傳感器的調(diào)校，機組的維保和安裝復原，全面深入進行設備試運行，以充分掌握設備狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題隱患。維修班組要強化責任，嚴格維保的規(guī)范操作，充分發(fā)揮維保消除故障提升設備性能的作用，減少維保對設備的影響，防止維保引發(fā)設備新問題。

設備試運行時應強化人員的技能和責任要求，對設備應全面檢驗，確保及早發(fā)現(xiàn)和排除故障，在正式生產(chǎn)時各部位達到運行工藝要求。

（二）強化人員管理

對操作人員應強化其責任意識和操作規(guī)范性，通過質(zhì)量管理責任鏈將員工行為規(guī)范化，促使其在生產(chǎn)中嚴格按照作業(yè)指導書操作設備，在設備運行中關注設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，與維修人員密切交流合作，及早排除異常故障，積極參與提出改善建議、創(chuàng)意，提高設備運行質(zhì)量。

由于卷接高壓風機風壓控制牽涉卷包和動力兩個部門，因此跨部門的交流和協(xié)同十分重要，在設備試運行過程中要密切協(xié)同，通報設備試運行狀況，卷包部門人員要檢查卷接機組風送閥門的開閉情況，在開班及收班時做好閥門的開閉確認。動力操作人員要及時通報設備運行狀況和風壓狀況。

（三）改進設備控制

風壓控制涉及設備軟硬件兩方面，需要從軟、硬兩方面對風壓控制系統(tǒng)進行針對性改進優(yōu)化。對電機和電磁補償閥要強化設備維保，消除部件故障狀態(tài)，如電機、風機要按時進行檢修，更換老化部件，設備潤滑要到位，對電磁補償閥要進行開度測試，檢查執(zhí)行結(jié)構的動作情況，確保執(zhí)行動作靈活可靠，必要時可考慮使用高靈敏度電磁補償閥，減少響應時間，提高風壓控制精度。

對電機和補風閥控制程序要針對卷包生產(chǎn)狀況設計、改進，變頻器電機頻率設置要保證風壓達到生產(chǎn)工藝要求，適應長時間連續(xù)生產(chǎn)。電磁補償閥控制程序要針對工藝要求進行設計，確保與風機配合能夠提供達標且穩(wěn)定的風壓，對不適應生產(chǎn)狀況的控制程序要由專業(yè)人員與生產(chǎn)一線、部門管理人員密切配合及時進行重新設計和運行調(diào)試，不斷優(yōu)化，提高其控制精度，防止出現(xiàn)程序老化不適應生產(chǎn)要求的情況。

（四）改進風壓管理工具

近年六西格瑪管理在各廠普遍開展推進，通過MES 與六西格瑪管理工具的綜合運用，將生產(chǎn)全過程的風壓數(shù)據(jù)和控制手段納入統(tǒng)一管理，做好預警，將風壓穩(wěn)定在工藝范圍中。在風壓控制中使用風壓傳感器測量，可通過MES 系統(tǒng)進行采集及監(jiān)控，常用的衡量指標有風壓瞬時值和風壓平均值，風壓瞬時值為風壓傳感器現(xiàn)場采集的實時風壓數(shù)據(jù)，風壓平均值一般取各傳感器數(shù)據(jù)瞬時值的平均值，二者可以反映風壓的瞬時狀況和集中趨勢，但是缺乏風壓隨時間變化規(guī)律的信息。

隨著六西格瑪管理的逐漸普及，對風壓的控制可引入風壓CPK 指標和控制圖工具：

x 為所有取樣數(shù)據(jù)的平均值，USL，LSL 分別為規(guī)格上下限，σ 為取樣數(shù)據(jù)標準差

控制圖是用于分析和判斷過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)所使用的帶有控制界限的圖，具有區(qū)分正常波動和異常波動的功能，是現(xiàn)場質(zhì)量管理中重要的統(tǒng)計工具。控制圖可采用計量值控制圖，具體實踐中多選用單值控制圖、平均數(shù)和極差控制圖等。

風壓CPK 和控制圖由工藝質(zhì)量部門負責制定和監(jiān)控，反映風壓數(shù)值在一定時間段內(nèi)風壓的離散狀況，兩個指標與風壓瞬時值和風壓平均值相結(jié)合可以比較全面地反映風壓的穩(wěn)定情況，實踐表明，風壓平均值接近工藝范圍中間值，風壓CPK 在1.3～1.6 范圍內(nèi)風壓穩(wěn)定性好，對生產(chǎn)最有利。

四、提高卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性的實踐

2020 年河南中煙某卷煙廠針對3 號卷接高壓風機風壓低的問題通過查找問題原因，采取改進電磁補償閥控制程序、增加除塵濾袋反吹時間等措施，同時引入風壓CPK 指標等措施，將該卷接高壓風機風壓CPK 由1.0 提高到1.4～1.5 的水平，大大提高了該高壓風機的風壓穩(wěn)定性，同時該高壓風機對接的卷接機組由風壓波動引發(fā)的質(zhì)量問題數(shù)相比下降15%左右，對卷接質(zhì)量有明顯的提升作用。

五、結(jié)束語

鑒于提高卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性對產(chǎn)品質(zhì)量的重要作用，對提高卷接高壓風機風壓穩(wěn)定性對動力設備管理的作用應當提高認識，充分運用精益和六西格瑪管理工具，將對風壓的控制貫穿設備運行和管理全過程，在自動化和智能化趨勢深入推進的形勢下還可以考慮引入大數(shù)據(jù)技術和優(yōu)化的控制算法等工具，提高控制精度和反應能力，實現(xiàn)更深入的人機協(xié)同，將風壓穩(wěn)定性提高到新的水平。