梗絲低速氣流干燥機SH23B控制特點及應用存在問題

許世民

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心設備管理部，河南 鄭州 450000）

梗絲低速氣流干燥機SH23B控制特點及應用存在問題

許世民

（河南中煙黃金葉生產(chǎn)制造中心設備管理部，河南 鄭州 450000）

梗絲在線膨脹干燥技術在煙草行業(yè)普遍使用，文章系統(tǒng)介紹新型梗絲低速氣流干燥機SH23B控制特點，有五個工藝控制點，采用六個工藝控制點，正常工作時均處于自動調(diào)節(jié)狀態(tài)，形成閉環(huán)回路控制，能夠使干燥后梗絲水分控制穩(wěn)定均勻，造碎低，滿足生產(chǎn)工藝需求。

梗絲低速氣流干燥機；工藝控制點；PID工藝；水分穩(wěn)定性

1　SH23B梗絲低速氣流干燥機結構

SH23B型梗絲低速氣流干燥機主要由閃蒸膨化裝置、進料氣鎖、進料管道、干燥塔、切向氣料分離裝置、旋風除塵器、回風管道、循環(huán)風機、排潮及冷熱風分配管道、熱風爐、冷熱風混合箱、蒸汽加熱器、檢修平臺、電控柜以及水、氣、汽管路系統(tǒng)等組成（見圖1）。

圖1　系統(tǒng)結構組成圖

2　SH23B梗絲低速氣流干燥機工作原理

加料回潮梗絲（35～38%MC）由進料振槽均勻地將梗絲送入進料氣鎖、經(jīng)氣鎖落下的梗絲由飽和蒸汽將梗絲吹入文氏管，通過文氏管產(chǎn)生壓力差使梗絲能得以迅速膨化。膨化后的梗絲通過切向落料器進入氣鎖，隨之落入進料管道。在梗絲膨脹時梗絲和蒸汽直接接觸，蒸汽品質(zhì)會影響干燥梗絲水分，為了保證蒸汽品質(zhì)，增加功率為40kW加熱器對膨脹蒸汽加熱。

SH23B干燥部分則采用“短管+倒錐管”相結合的氣流干燥方法。其原理是：梗絲落入進料管道以后，由熱風將物料送入干燥塔，在進料管道的出口處有一個均料輥，均料輥在電機的帶動下旋轉的同時將物料均勻地拋灑在干燥塔內(nèi)，均料輥的另一個作用是吸收了物料和進料熱風的一部分動能，降低了物料和熱風在干燥管內(nèi)的運動速度，降低了物料和干燥塔內(nèi)壁的撞擊力，減小梗絲的造碎。

物料被均勻拋灑進干燥塔后，另一路熱風由干燥塔底部吹入，使物料懸浮在塔內(nèi)向上移動，由于干燥塔是上大下小的倒錐形結構，風速從下到上是逐漸減小的，而梗絲不斷地脫水，重量由重變輕，不會因風速降低而往下沉，基本上是處于勻速向上運動，水分小的較輕梗絲會運動快點，水分大較重的梗絲將運動慢一點，因此采用這種干燥方法梗絲會自行調(diào)節(jié)水分，使干燥后的梗絲趨于一致。較重的梗頭，團塊等重物將直接落到干燥管道底部由除雜裝置排出。

干燥后的梗絲經(jīng)切向落料器實現(xiàn)氣料分離，成品梗絲由出料氣鎖排出，回風經(jīng)兩個旋風除塵器除塵后，由循環(huán)風機抽回，經(jīng)排潮后分兩路（由伺服氣缸控制），一路進入熱風爐加熱，另一路不進熱風爐加熱，兩路風在混合箱混合后再次作為工藝干燥熱風利用。

3　SH23B梗絲低速氣流干燥機控制特點

SH23B控制系統(tǒng)一共有一臺主柜和4個子站，硬件包括西門子S7-400系列PLC，3套ET200S子站系統(tǒng)，一臺MP377觸摸屏，4臺丹佛斯變頻器等，系統(tǒng)內(nèi)部的用PROFINET網(wǎng)絡，由PLC作為主站，設備按功能及相對位置劃分從站（包括I/O子站箱（ET200S）、變頻器和工控機）；上層主干網(wǎng)絡采用工業(yè)以太網(wǎng)，用于中控與現(xiàn)場PLC數(shù)據(jù)采集，也與梗絲段其它PLC進行通訊；

SH23B梗絲干燥機有五個工藝控制點，采用六個PID工藝控制，正常工作時均處于自動調(diào)節(jié)狀態(tài)，形成閉環(huán)回路控制：

（1）出口水分控制：根據(jù)設定的出口水分與實際水分的比較，調(diào)節(jié)冷熱風分配風門的開度，使出口水分達到工藝要求。

（2）爐膛負壓控制：點火前，引風機運行在固定6HZ的頻率，點火后，小火時，爐膛負壓設定為3mbar，小火轉大火時，引風機先開到固定20HZ運行，運行20S后，再跟蹤爐膛負壓4mbar，系統(tǒng)自動調(diào)整尾氣風機的工作頻率，使爐膛負壓穩(wěn)定在4mbar左右。

（3）閃蒸蒸汽流量控制：當混合風溫度達到設定溫度時，飽和蒸汽開始噴射，流量為700kg/h（對應來料流量是1600 kg/h），減壓后蒸汽壓力為0.5MPa，蒸汽工作壓力為0.2～0.4MPa，通過蒸汽流量來調(diào)節(jié)薄膜閥的開度。冷卻時蒸汽停止噴射。

（4）增濕蒸汽流量控制：有兩種情況，①當熱風爐出口溫度到達160℃時，開啟模擬蒸汽閥門，流量為50kg/h，蒸汽壓力為0.5MPa，一直持續(xù)到熱風爐出口溫度到達180℃為止；②生產(chǎn)開始后，等到上游設備的皮帶秤瞬時流量到達180 kg/h以上，開啟模擬蒸汽閥門，流量為50kg/h，蒸汽壓力為0.5MPa，一直持續(xù)到進料皮帶上方的探料光電開關檢測到物料為止。

（5）增濕水流量控制：當熱風爐出口溫度到達設定溫度時，改加模擬水，此時即為待料狀態(tài)。等到上游設備的皮帶秤瞬時流量到達300 kg/h以上，停止加水。

（6）熱風爐出口風溫度回路：溫度傳感器作為反饋，將燃燒器的設定溫度和溫度傳感器采集的實際溫度通過AO模塊輸出給燃燒器的RWF-40比調(diào)儀，比調(diào)儀控制伺服電機的連桿機構來調(diào)節(jié)油或燃氣閥開度和燃燒器底部的風門開度，從而控制火焰的大小，達到穩(wěn)定溫度的作用。

工藝控制點采用閉環(huán)控制回路，能有效控制干燥梗絲水分穩(wěn)定性和控制精度，水分控制在±0.5%以內(nèi)，提高梗絲整絲率，梗絲整絲率一般可以達到91%，降低梗絲造碎率，碎絲率一般小于1.5%。

4　SH23B梗絲低速氣流干燥機使用中存在問題

SH23B梗絲干燥機采用的是RDK160-00型間接式燃油和燃氣兩用熱風爐，間接式熱風爐進行熱交換，燃燒器熱風和工藝干燥熱風完全隔離，并能進行充分的熱交換。間接式熱風爐最主要性能指標就是換熱效率，熱交換面積越大，熱轉換率越高，熱風爐的節(jié)能效果越好，爐體及換熱器的壽命越長。反之，熱交換效率也可以從排出煙氣溫度上看出。煙溫越低，熱轉換率越高（見圖2）。

SH23B梗絲干燥機熱風爐最大換熱量160萬kcal/h，換熱風量為58000m3/h，熱風排潮后循環(huán)使用，回風溫度為120℃，回風是5%的含塵濕空氣；最高工藝干燥溫度260℃，允許波動±3℃。

圖2　RDK160-00型間接式燃油熱風爐內(nèi)部結構圖

但SH23B低速梗絲干燥機是江蘇智思機械集團有限公司最新研制的設備，黃金葉生產(chǎn)制造中心使用的3000公斤/小時生產(chǎn)能力的低速梗絲干燥機設備是全國第一臺，運行使用不到一年半時間，熱交換器靠近爐膛的熱交換管一部分已燒蝕透，與干冰膨脹線相比，干冰線工藝干燥溫度340℃，但熱交換器能用4年多時間，且三班運行，因此，SH23B低速梗絲干燥機熱交換器選型不合適，建議設備選用熱交換器時，選用耐溫性能、耐腐蝕性能更好的材料熱交換器。

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［2］高玉梅，李輝，孫革，等.新型葉絲、梗絲高膨脹干燥設備的設計應用［J］.煙草科技，2008，（10）：12-15+29.

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1671-3818（2016）09-0117-02