改进SH625型薄板烘丝机控制模式降低干头干尾量

魏祥王香娟

魏祥王香娟

（保定卷烟厂，河北保定071000）

中图分类号：TS43文献标识码：A文章编号：1003-2738（2011）10-0262-02

摘要：目前薄板烘丝机在烟草企业普遍应用，随着企业对生产过程控制精度要求的提高，此类烘丝机干头干尾量偏大的问题日益显现，对稳定产品质量和降低消耗产生了不利的影响。为此，有必要采取措施尽可能地降低烘丝过程中产生的干头干尾量。

关键词：薄板烘丝机；控制模式；干头干尾；降耗

一、SH625型烘丝机的工作原理及控制模式分析

（一）SH625型烘丝机的工作原理及运行状态。

物料在烘丝滚筒中向前运行时，蒸气经管路系统至旋转接头后进人烘丝筒内的簿板夹层中，不断地给烟丝间接加热；同时热空气从前室进入烘筒内，与物料进行热交换，同时，带走烟丝散发出来的水蒸气，以加快干燥，确保物料干燥均匀。烘丝过程中产生的湿热空气和粉尘由风机抽到除尘器中经除尘后排放。

设备启动后，滚筒需先经过20-30min的预热；当烘丝前电子称流量信号输入时，则自动转到启动状态；在连续供丝的情况下（称重带应供给连续均匀的烟丝），此状态持续一定时间后，系统转入生产状态，在运行过程中，若烘丝前电子称无流量信号后，系统则自动转入快速倒料状态；倒料完毕后，系统进入预热状态；当新一批物料及出口含水率正常后，系统又重新起动转入生产状态。因此，可以把上述状态概括地分为空料状态（基本状态、压力建立状态、预热状态、冷却状态）和有料状态（启动状态、生产状态、高速倒料状态、重新启动状态）两大类。SH625型烘丝机的工作原理见图一。

（二）SH625烘丝机的主要控制模式。

1.滚筒转速控制滚筒转速分为慢速20HZ（6rpm）、中速30HZ（9rpm）和高速35HZ（13rpm）3种。空料状态时为慢速，有料状态时为中速，倒料状态时为高速，滚筒电机采用变频器控制。

2.烘丝机入口HT蒸气压力控制。在实际生产过程中，HT采用单回路PID控制蒸气压力。HT蒸气压力会影响烟丝的膨胀效果及烟丝的含水率。

3.滚筒蒸气压力控制。影响烘丝机出口烟丝含水率的主要因素是蒸气压力的波动以及入口烟丝流量和含水率的变化。为实时有效地控制烘丝机出口烟丝含水率在规定的误差范围内，必须对蒸气压力及含水率实施双闭环串级控制。

（三）产生干头干尾的原因分析。

1.由于烘丝机的排潮风门、热风风门以及热风前后分配风门均为手动调节，一旦调好固定不变，不能根据工作状态的变化灵活进行调整。

2.启动状态。烟丝流量是由小到大逐步趋于稳定的，根据控制参数中烘丝机物料的延时时间及配方的相关参数，程序会自动计算出滚筒筒壁温度，并以此调节蒸气阀，此时出口含水率的调节回路不参与作用。由于烘丝机是一个大滞后、大惯性系统，烟丝开始通过滚筒时不可避免地会产生干头烟丝。

3.尾料状态。当烘丝机的入口电子秤显示无料后，系统经过延时转入尾料状态。同样，控制系统根据程序设定的物料运行时间、电子秤流量、入口烟丝含水率以及控制的目标含水率，自动计算出滚筒筒壁温度，调节蒸气阀（滚筒筒壁温度由正常到最小，直到蒸气阀完全关闭），同时进入尾料状态，滚筒高速运转，物料被快速倒出滚筒。同样由于烘丝机的大滞后、大惯性产生大量的干尾烟丝。

二、改进措施

（一）设备改进。

在隧道式叶丝回潮机进口安装加水加汽装置，料头料尾是根据电子秤流量信号自动开启加湿装置，对物料进行加湿，延时一定时间后自动关闭，这样有助于提高进入烘丝机的烟丝含水率，降低了头料烟丝去湿速度，减少在烘丝过程的水分过度散失，降低干头干尾量。下图为HT加湿装置图：

（二）控制模式的改进。

1．滚筒速度的控制。滚筒速度分为空车速度、起动速度、生产速度和尾料速度。烘丝机头料到来后采用起动速度，滚筒速度跟随烘丝机状态的改变而改变。

对薄板烘丝机尾料时滚筒转速与干尾量的关系进行试验统计：

从以上数据分析可以看出，烘丝机尾料时提高滚筒转速，缩短倒料时间，对干尾量有很大的影响。同时需要结合设备自身的能力及设备运行的安全性进行考虑，合理设置尾料时的滚筒转速。对烘丝机滚筒转速的各种状态进行了评价，如下表一所示：

经过综合评价，最终将尾料时的滚筒转速在控制程序中由35HZ调整到40HZ，干尾量有了明显的降低。

2．烘丝机筒壁温度的的控制。烘丝机的筒壁温度是调节料头、料尾含水率的主要手段。当料头、料尾出现时，准确控制筒壁温度的大小及设定时间，以最大限度地减少干头干尾烟丝量。

料头时根据各牌号入烘丝机烟丝水分的不同，合理设置筒壁温度及提高温度的时间，保证烟丝水分，降低烟丝干头重量；料尾时控制程序中设定延时后，关闭蒸汽薄膜阀，降低筒壁温度，降低烟丝烘干速度。

3．饱和蒸气直喷增湿蒸气阀的控制。控制阀采用开关阀，设定蒸气压力0.45MPa。当系统检测到入口电子秤的来料信号时，延时一定时间后，加湿蒸气阀立即打开，持续一定的时间，待来料正常后，加湿蒸气阀自动关闭。当系统检测到处于尾料状态时，延时一定时间，加湿蒸气阀再次打开，直到滚筒内的烟丝出空，加湿蒸气阀自动关闭。根据生产经验，合理调整尾料加湿的开始时间及延时时间，使水分控制平稳，干头干尾数量达到最少。

4．热风风机速度及排潮风门的控制。配合热风风机速度的变化，改变排潮风门的开度，保证烘丝机滚筒内有恒定的风压，从而保持风速和风向的平衡。尾料时提高热风风机速度，使物料利用风速的力量快速的离开烘丝机，减少在烘丝机内停留的时间，增湿蒸汽喷射后，再降低循环风机频率，降低排潮风门开度，增加烘丝机内的湿度，对降低干尾重量有很大帮助。此方法操作简单，而且流冷后烟丝含水率均符合工艺要求。

下图为控制界面增加的烘丝机干头干尾控制参数，如下图：

5．热风风门的控制。热风温度的设定值可随烘丝机的工作状态变化而改变，即预热状态用预热热风温度，生产状态用生产热风温度。通过改变热风风门的开度，实现热风温度PID闭环控制，保持生产过程中的热风温度恒定不变。当烘丝机进入起动状态后，强制关闭热风风门，同时让冷空气进入滚筒，以减少滚筒内的水分散失，待来料正常后热风风门转入自动控制。当烘丝机进入尾料状态时，烘丝机停止进料，强制关闭热风风门，同时让冷空气进入滚筒，直至滚筒内的烟丝全部出空后，热风风门转入自动控制。

三、应用效果

SH625型5000kg/h烘丝机通过设备改进和控制模式优化，大大减少了烘丝过程中产生的干头干尾量，据统计，改进前烘丝机产生的干头干尾量为45kg，改进后降低到20kg以下，达到了降低消耗、稳定提高产品质量的效果。

参考文献：

[1]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中央文献出版社，2003

[2]实用新型专利说明书，《可减少干头干尾现象的顺流式烘丝机》，专利号ZL200720090981.9,2008

[3]《SH625型薄板式烘丝机使用说明书》，昆明船舶设备集团有限公司，2002

作者简介：魏祥，助理工程师，保定卷烟厂制丝工艺技术员。王香娟，助理工程师，保定卷烟厂制丝工艺技术员。