以免加濕的方式減少薄板烘絲機(jī)干頭燥尾量

林 敏，黃 堃，王樂軍，溫 延

（湖北中煙工業(yè)有限公司武漢卷煙廠，湖北武漢 430051）

0 引言

烘絲機(jī)作為制絲生產(chǎn)線的關(guān)鍵工藝設(shè)備，用于將加溫加濕后的煙絲烘干，使葉絲得到膨脹和卷曲，提高煙絲的填充能力[1-2]。目前國(guó)內(nèi)外卷煙生產(chǎn)企業(yè)基本上采用氣流式烘絲機(jī)或薄板式烘絲機(jī)在線干燥葉絲[1]。薄板式烘絲機(jī)干燥葉絲時(shí)出口煙絲存在有“干頭燥尾”（煙絲水分＜10%）現(xiàn)象[3]，即由于烘絲生產(chǎn)開始和結(jié)束的時(shí)候，烘絲機(jī)內(nèi)聚集的煙絲偏少，但烘絲機(jī)內(nèi)熱量較高而形成的煙絲被過度烘干的情況，具體表現(xiàn)為干燥后煙絲含水率明顯過低[4]，“干頭燥尾”現(xiàn)象嚴(yán)重影響卷煙產(chǎn)品的物理質(zhì)量和感官質(zhì)量。傳統(tǒng)上，為了應(yīng)對(duì)“干頭燥尾”現(xiàn)象，多數(shù)卷煙廠會(huì)在生產(chǎn)過程中的料頭和料尾階段向烘絲機(jī)滾筒內(nèi)施加增濕蒸汽。該方法雖能一定程度上減少干頭燥尾量，但由于蒸汽冷凝水會(huì)通過噴嘴滴入煙絲造成水濕煙絲，存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。而歷年來，通過改變料頭料尾階段烘絲機(jī)控制模式來降低干頭燥尾量的研究甚少?；诒“迨胶娼z機(jī)工作機(jī)理的研究[5-6]，湖北中煙武漢卷煙廠制絲車間通過對(duì)SH625 薄板烘絲機(jī)采用干頭燥尾新型控制模式，降低料頭和料尾階段烘絲機(jī)內(nèi)的單位物料受熱量，通過降低料頭和料尾階段烘絲機(jī)薄板、熱風(fēng)散熱器蒸汽壓力、減小排潮風(fēng)門開度及熱風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率等，同時(shí)在料頭階段降低滾筒轉(zhuǎn)速、料尾階段大幅提高煙絲流量等多方面手段相結(jié)合的方式使得干頭燥尾量明顯降低，達(dá)到提質(zhì)降耗的目的。

1 現(xiàn)狀調(diào)查及分析

對(duì)SH625 薄板烘絲機(jī)目前的干頭燥尾量實(shí)測(cè)見表1。干頭燥尾總煙絲量達(dá)到了85 kg，數(shù)量較大，這部分煙絲的由于水分較小，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且由于加工性差，后續(xù)加工極易造碎，增加物料損耗。

薄板式烘絲機(jī)原理是通過薄板熱量的直接接觸傳導(dǎo)和滾筒內(nèi)部順向流動(dòng)的熱風(fēng)烘燥煙絲，從煙絲中分離的濕潮氣通過排潮管道排走。烘絲機(jī)是通過蒸汽加熱烘筒來烘燥煙絲，吹入的熱氣使煙絲翻騰，受熱均勻并帶走水蒸汽。烘燥煙絲的熱能由兩路蒸汽管道供給，一路經(jīng)過蒸汽薄膜閥進(jìn)入烘筒內(nèi)異形薄板熱交換器，通過改變薄膜閥的開度調(diào)整薄板熱交換器的蒸汽壓力，從而達(dá)到改變薄板溫度的目的。另一路蒸汽進(jìn)入熱風(fēng)散熱器，流過的冷風(fēng)被加熱后進(jìn)入烘絲機(jī)，通過調(diào)整熱風(fēng)管道上風(fēng)門的開度來改變冷熱風(fēng)的配比、實(shí)現(xiàn)控制熱風(fēng)溫度的目的。此外，熱風(fēng)電機(jī)頻率、排潮風(fēng)門開度等輔助因素在生產(chǎn)中需配合調(diào)整達(dá)到穩(wěn)定水分的目的?？偟膩碚f，影響烘后水分的因子包括：滾筒轉(zhuǎn)速、排潮能力、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)量、煙絲流量、薄板溫度六大相關(guān)因子。相關(guān)因子與設(shè)備參數(shù)的關(guān)系見表2。

（1）烘筒轉(zhuǎn)速。決定煙絲在烘筒內(nèi)滯留的時(shí)間，也就是烘烤時(shí)間，烘烤時(shí)間越長(zhǎng)，烘絲機(jī)出口煙絲水分越小，由于在烘烤過程中，伴隨著一定的化學(xué)反應(yīng)，其過程需要一定的時(shí)間，不宜過短，也不宜過長(zhǎng)；滾筒轉(zhuǎn)速通過調(diào)整滾筒電機(jī)頻率實(shí)現(xiàn)。

表1 改進(jìn)前烘絲機(jī)的干頭燥尾重量

表2 烘后水分影響因子作用表

表3 改造后烘絲機(jī)的干頭燥尾重量

（2）排潮能力。從煙絲中分離的濕潮氣需通過排潮管道排走，才能最終達(dá)到烘干水分的目的，需與薄板溫度、熱風(fēng)溫度及風(fēng)量相適應(yīng)。在一定范圍內(nèi)，排潮能力越強(qiáng)，煙絲水分越小，反之則越大；排潮能力通過調(diào)整排潮風(fēng)門的開度來實(shí)現(xiàn)。

（3）熱風(fēng)溫度。在其他條件不變的前題下，熱風(fēng)溫度的高低將直接影響煙絲水分的蒸發(fā)量，因而，隨著熱風(fēng)溫度升高烘絲機(jī)出口煙絲水分減小，反之水分增大；熱風(fēng)溫度的控制主要通過調(diào)整熱風(fēng)風(fēng)門的開度來實(shí)現(xiàn)。

（4）熱風(fēng)風(fēng)量。一定程度上決定熱風(fēng)的脫水能力，在一定范圍內(nèi)，熱風(fēng)風(fēng)量越大、煙絲水分越小，反之則越大；熱風(fēng)風(fēng)量通過調(diào)整熱風(fēng)風(fēng)機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)。

（5）煙絲流量。在烘絲機(jī)其他參數(shù)不變的情況下，煙絲流量增大，由于烘絲機(jī)的脫水能力恒定，更多的煙絲經(jīng)過烘絲機(jī)，出口水分增大，反之則減小。

（6）薄板溫度。薄板溫度越高，煙絲通過傳導(dǎo)加熱而蒸發(fā)的水分越多，出口煙絲的水分越小，反之則越大。通過調(diào)整蒸汽薄膜閥的開度改變進(jìn)入薄板熱交換器的蒸汽壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)薄板溫度的控制。

2 設(shè)計(jì)方案分析

通過對(duì)以上幾個(gè)影響薄板式烘絲機(jī)出口水分因子的分析，得出以下改進(jìn)思路：在料頭和料尾階段改變一部分烘絲機(jī)的設(shè)備參數(shù)（以調(diào)控排潮風(fēng)門開度為主，配合薄板、熱風(fēng)溫度和筒體轉(zhuǎn)速等各參數(shù)進(jìn)行綜合調(diào)控），適當(dāng)降低烘絲機(jī)的脫水能力。在料頭階段適當(dāng)降低滾筒轉(zhuǎn)速，在料尾階段提高進(jìn)入烘絲機(jī)的煙絲瞬時(shí)流量，以此讓更多的煙絲物料聚集在烘絲機(jī)內(nèi)分?jǐn)偀崃?，減少單位物料的受熱量。

2.1 干頭的程序優(yōu)化

料頭開始時(shí)，降低排潮風(fēng)門開度，降低熱風(fēng)電機(jī)頻率，降低滾筒電機(jī)頻率。通過多次參數(shù)組合試驗(yàn)，確定程序控制方式：當(dāng)烘絲機(jī)前電子秤檢測(cè)到有物料時(shí)，烘絲機(jī)將運(yùn)行干頭模式（圖1）。

2.2 燥尾的程序優(yōu)化

料尾時(shí)，提高進(jìn)烘絲機(jī)流量（從正常時(shí)的5400 kg/h 提升至8000 kg/h）；關(guān)閉進(jìn)熱風(fēng)散熱器和薄板的蒸汽閥門，將滾筒轉(zhuǎn)速提升以減少物料在筒內(nèi)滯留時(shí)間；冷風(fēng)風(fēng)門全開，并提高風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率，使進(jìn)入烘絲筒內(nèi)的空氣溫度迅速降低，從而降低筒內(nèi)空氣溫度。通過多次參數(shù)組合試驗(yàn)，確定程序控制方式：當(dāng)烘前喂料倉內(nèi)4 組對(duì)射光電管同時(shí)探測(cè)不到物料，且電子秤累計(jì)量大于5000 kg（每批物料投料量在（5000～5500）kg 時(shí)則判斷為尾料狀態(tài)（圖2）。

3 實(shí)施效果

程序改進(jìn)后，分別對(duì)SH625 薄板烘絲機(jī)的干頭燥尾重量進(jìn)行連續(xù)10 批次的統(tǒng)計(jì)，見表3。與改造前相比，改造后下干頭量下降49.32%，燥尾量下降52.94%，總體干頭燥尾量下降51.89%。

圖1 干頭模式控制程序原理

圖2 燥尾模式控制流程

4 結(jié)束語

SH625 薄板烘絲機(jī)干頭燥尾控制程序，通過對(duì)各參數(shù)的綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)，摒棄傳統(tǒng)的向烘絲機(jī)內(nèi)施加增濕蒸汽的方式，創(chuàng)新的確立在料頭和料尾階段減小單位物料受熱量的思路，通過對(duì)各參數(shù)的綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)，大幅降低烘絲機(jī)干頭燥尾量。該控制程序試驗(yàn)成功后，分別在另外兩條制絲線薄板烘絲機(jī)上進(jìn)行推廣，均在降低干頭燥尾物料量上取得明顯的效果。