煙草制絲設(shè)備故障停機(jī)存在的問(wèn)題及優(yōu)化策略分析

趙奕喻，張碧昕，余彬煬，徐 琦

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司玉溪卷煙廠(chǎng)，云南 玉溪 653100）

引言

煙草制絲設(shè)備是煙草制造企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，生產(chǎn)的煙絲質(zhì)量高低，會(huì)直接影響卷煙的整體質(zhì)量[1]。煙草制絲設(shè)備的工作效率影響著煙草的制造量，直接關(guān)系到煙草制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。當(dāng)前，與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)相比，我國(guó)的煙草制造質(zhì)量還有一定提升的空間，而煙草制絲這一環(huán)節(jié)成為提升煙草生產(chǎn)質(zhì)量和效率的關(guān)鍵步驟[3]。煙草制絲設(shè)備在運(yùn)行中，常出現(xiàn)故障，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。在故障檢查、設(shè)備維修過(guò)程中，一方面，大大增加了人力成本和維修成本，另一方面，由于停機(jī)無(wú)法生產(chǎn)，也降低了煙草制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。為了在激烈的國(guó)際煙草市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)得一席之地，煙草制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)針對(duì)設(shè)備故障原因，加以改進(jìn)，創(chuàng)新升級(jí)技術(shù)，優(yōu)化作業(yè)流程，最大化地發(fā)揮煙草制絲設(shè)備的作用，這樣才能夠在提升煙草制絲效果的同時(shí)保證卷煙生產(chǎn)質(zhì)量的大幅提升，從而實(shí)現(xiàn)煙草制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的提高[5]。為此，本文從研究煙草制絲設(shè)備的構(gòu)造和工作原理出發(fā)，多方面分析導(dǎo)致煙草制絲設(shè)備停機(jī)的故障原因，并以此為基礎(chǔ)，深入探討了提高煙草制絲設(shè)備運(yùn)行效率的改進(jìn)措施，并拓展了煙草制造過(guò)程中質(zhì)量提升的相關(guān)策略，以此為生產(chǎn)高質(zhì)量的煙草提出了一些可行性思路。

1 煙草制絲設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煙草制造企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了升級(jí)換代，煙草制絲設(shè)備較原來(lái)的制絲設(shè)備有了較大的改進(jìn)。當(dāng)前，煙草制絲的生產(chǎn)多以流水線(xiàn)方式作業(yè)，自動(dòng)化程度不斷提高，煙草制造企業(yè)對(duì)制絲設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求。因此，在研究煙草制絲設(shè)備故障停機(jī)原因前，需要明確煙草制絲設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)及其工作原理。

煙草制絲設(shè)備主要分為加料機(jī)、切絲機(jī)和烘絲機(jī)三個(gè)部分。煙草原料通過(guò)加料機(jī)的入口進(jìn)入，進(jìn)入速度和原料質(zhì)量由后臺(tái)程序控制。切絲機(jī)通過(guò)刀輥電機(jī)制動(dòng)器控制切削刀片切割煙葉和煙梗，后臺(tái)程序控制切割寬度和切割速度。烘絲機(jī)通過(guò)后臺(tái)程序控制熱風(fēng)的溫度和速度，將煙葉烘制到標(biāo)準(zhǔn)的溫度和濕度閾值內(nèi)。最后輸出制備完畢的煙草以供后續(xù)的卷制和運(yùn)輸。

2 煙草制絲設(shè)備故障停機(jī)原因分析

煙草制絲設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致停機(jī)的原因多種多樣，本文主要從電氣故障、機(jī)械故障和外部原因三個(gè)角度進(jìn)行分析，確定故障的關(guān)鍵點(diǎn)，以備后續(xù)改進(jìn)，保障煙草制絲設(shè)備正常運(yùn)行。

2.1 電氣故障

煙草制絲設(shè)備的電氣故障主要是指電氣設(shè)備零部件的性能或者是調(diào)試異常，出現(xiàn)運(yùn)行故障。

1）切絲機(jī)電氣故障。切絲機(jī)工作狀態(tài)下，刀輥電機(jī)的溫度會(huì)持續(xù)升高，此過(guò)程中不僅出現(xiàn)異味，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，如果設(shè)備安裝了自動(dòng)報(bào)警裝置，則屏幕顯示It.ac。發(fā)生這種情況的主要原因是：切削刀片長(zhǎng)時(shí)間使用不夠鋒利，在切削操作時(shí)受到較大阻力的影響。刀輥電機(jī)的制動(dòng)器鎖死，設(shè)備生產(chǎn)車(chē)間空氣中含有大量灰塵，積累在剎車(chē)片之間，摩擦力大大增加，電機(jī)承擔(dān)了較重的負(fù)荷。

2）烘絲機(jī)電氣故障。烘絲主要是在設(shè)定溫度和濕度下，通過(guò)控制熱風(fēng)使生產(chǎn)的煙絲的溫度和濕度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)閾值。若熱風(fēng)的控制出現(xiàn)問(wèn)題，不能有效控制水分和溫度，煙絲的彈性就難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，將嚴(yán)重影響煙絲的生產(chǎn)質(zhì)量。

3）煙葉加料機(jī)電氣故障。因加料機(jī)內(nèi)部設(shè)置的問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)中文簡(jiǎn)體不能識(shí)別的故障，此時(shí)屏幕顯示出F0070、F0022、F0001或F0002。通過(guò)排查本地開(kāi)關(guān)開(kāi)啟情況、變頻器周邊和本地信號(hào)的發(fā)送、接收情況、斷路器閉合情況、I/O供電箱供電信號(hào)情況等，確定變頻器和DP網(wǎng)的運(yùn)行狀況、是否過(guò)壓、過(guò)流等，供電箱故障是主要原因。

2.2 機(jī)械故障

煙草制絲設(shè)備的機(jī)械故障主要是指設(shè)備機(jī)械部件在長(zhǎng)時(shí)間工作后出現(xiàn)磨損、老化造成的損耗，當(dāng)部件損耗嚴(yán)重時(shí)，會(huì)影響煙絲的生產(chǎn)質(zhì)量，需要及時(shí)更換或修復(fù)，保證制絲設(shè)備的運(yùn)行效率和煙絲的生產(chǎn)品質(zhì)。

1）切絲機(jī)機(jī)械故障。煙葉梗的構(gòu)造決定了其硬度較大，在切絲機(jī)切斷葉梗時(shí)，由于長(zhǎng)時(shí)間的操作，刀片易產(chǎn)生缺口，在下切過(guò)程中受力不均，會(huì)導(dǎo)致刀片脫落，造成煙葉的損失并威脅到員工的人身安全。

2）烘絲機(jī)機(jī)械故障。烘絲機(jī)出料時(shí)煙絲水分或溫度異常，并伴有黑色液體流出，出料口的水蒸氣濃度較高，可以表明烘絲機(jī)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的機(jī)械故障，需要打開(kāi)氣塵抽箱的風(fēng)門(mén)，確定故障的零部件，更換零部件后重新開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，觀察故障情況是否有所改善。

3）加料機(jī)機(jī)械故障。加料機(jī)主要的構(gòu)成部分是滾筒進(jìn)出料臺(tái)。在加入煙葉的過(guò)程中，常出現(xiàn)進(jìn)出料臺(tái)向上超限運(yùn)行的情況，特殊情況下，還會(huì)出現(xiàn)進(jìn)出料臺(tái)上下跳動(dòng)的情況。這是由于四只支承輥輪與軌道之間不是線(xiàn)接觸，滾筒和滾輪不在一個(gè)水平面上，導(dǎo)致滾輪在垂直方向上跳動(dòng)，加料過(guò)程不穩(wěn)定。

2.3 外部原因

煙草制絲設(shè)備的控制系統(tǒng)更新較為頻繁，控制操作的空間和時(shí)間上相隔較大，操作員工在日?？刂七^(guò)程中需要來(lái)回行走進(jìn)行調(diào)試操作。并且設(shè)備的電氣元件繁多且布置復(fù)雜，在發(fā)生故障時(shí)，各元件周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生一定范圍的電磁場(chǎng)，各電磁場(chǎng)之間相互疊加并且產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致設(shè)備延誤自動(dòng)停機(jī)的時(shí)間，需要操作員工手動(dòng)關(guān)閉機(jī)組電源，易造成設(shè)備的損傷。

3 煙草制絲設(shè)備故障停機(jī)優(yōu)化策略

3.1 技術(shù)優(yōu)化措施

3.1.1 設(shè)備開(kāi)發(fā)和升級(jí)

對(duì)現(xiàn)有的煙草制絲設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)和改造，并加快研發(fā)新型設(shè)備，讓設(shè)備的生產(chǎn)流程得到明顯提升。對(duì)煙草制絲設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)當(dāng)和實(shí)際生產(chǎn)條件和要求相融合，保證制作過(guò)程合理，在此基礎(chǔ)上提升煙絲生產(chǎn)質(zhì)量、降低設(shè)備故障率。以烘絲機(jī)為例，煙草中包含煙葉和煙梗，由于其硬度和含水量等生物特性的不同，在烘絲的過(guò)程中，需要采用不同的溫度和濕度進(jìn)行熱風(fēng)烘制，造成烘絲機(jī)頻繁調(diào)制熱風(fēng)，增大了熱風(fēng)機(jī)部件的損耗。且頻繁切換熱風(fēng)控制參數(shù)，運(yùn)行成本提高，資金投入較大，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不利影響。為此，引進(jìn)一種新式的管道式烘絲機(jī)，其干燥管道升級(jí)為管塔相結(jié)合的方式，干燥管道的烘制長(zhǎng)度和氣料比得到了綜合提升，大幅度減少了熱風(fēng)溫度，并利用了在封閉、低氧環(huán)境下產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽，同時(shí)對(duì)煙葉和煙梗進(jìn)行了高速膨脹及干燥定型，煙草質(zhì)量得到大幅度提高。

在設(shè)備升級(jí)改造過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)改進(jìn)煙草制絲設(shè)備的操作、保養(yǎng)、檢查和維修等技能水平。

3.1.2 輔助部件的改造

煙草制造企業(yè)的發(fā)展理念應(yīng)當(dāng)以技術(shù)創(chuàng)新為重，在生產(chǎn)環(huán)境滿(mǎn)足設(shè)備改造的前提下，不斷引進(jìn)新型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煙草制造自動(dòng)化。輔助部件作為煙草制絲設(shè)備的重要組成，也具有不可忽視的作用。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)輔助部件的升級(jí)改造，優(yōu)化煙草生產(chǎn)過(guò)程，增強(qiáng)其工作能力，提高煙草生產(chǎn)質(zhì)量。例如，在煙草進(jìn)入烘絲機(jī)前，增加一道篩網(wǎng)，篩網(wǎng)上使用分腰形孔和月牙形孔，將小于6 mm的煙草葉碎片篩出，再通過(guò)運(yùn)輸皮帶傳送到烘絲機(jī)入料口。由此，提高了煙草篩選的效率，并實(shí)現(xiàn)了煙草制造質(zhì)量的提升。另外，輔助部件中還包括單元式貯柜等，其主要功能是存儲(chǔ)煙葉和煙絲，在煙草制絲過(guò)程中負(fù)責(zé)進(jìn)料和出料的輸送和存儲(chǔ)。在進(jìn)料過(guò)程中，通常采用時(shí)間法進(jìn)行進(jìn)料的百分比控制。但在某個(gè)比例時(shí)，貯柜的中間部位存在煙葉原料，在出料的時(shí)候，增加了貯柜空運(yùn)行的無(wú)效流程，進(jìn)而增加了煙草出料的時(shí)間，不僅進(jìn)出料效率低下，而且還浪費(fèi)能源，不利于煙草制造企業(yè)節(jié)能。通過(guò)加裝激光測(cè)距裝置可解決這個(gè)問(wèn)題，將激光測(cè)距器放置在貯柜的后部，并將反射板放置在貯柜布料車(chē)，從而確定了布料車(chē)與出料口的最遠(yuǎn)距離，并以此計(jì)算貯柜配料的百分比，實(shí)現(xiàn)了貯柜中間部位有料的情況下正常進(jìn)料。由此，提升了加料機(jī)前煙葉的初配比，加強(qiáng)了原料的醇化效果，提升了生產(chǎn)效率，避免因加料配比失調(diào)導(dǎo)致的煙草制絲設(shè)備停機(jī)的問(wèn)題。

3.2 設(shè)備故障預(yù)防措施

當(dāng)煙草制造企業(yè)首次將煙草制絲設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)時(shí)，相關(guān)工作人員記錄下設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以備在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行參數(shù)的對(duì)比分析。對(duì)故障時(shí)的參數(shù)特征進(jìn)行總結(jié)，從而針對(duì)不同的故障現(xiàn)象提出更有針對(duì)性的解決方案，避免相同的故障重復(fù)出現(xiàn)。取消煙草制絲設(shè)備的集中檢查程序，改為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)結(jié)合的點(diǎn)檢流程。在設(shè)備未啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)靜態(tài)檢查法進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢，若是出現(xiàn)設(shè)備異常，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在啟動(dòng)前對(duì)損壞或消耗過(guò)重的設(shè)備零部件進(jìn)行維修或替換。當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)后，通過(guò)動(dòng)態(tài)檢查法進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢，隨時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，排除由于振動(dòng)等原因?qū)е碌慕泳€(xiàn)松動(dòng)，避免設(shè)備出現(xiàn)故障停機(jī)。例如，利用萬(wàn)用表對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)，確定直流電壓、電流等，由此確定線(xiàn)路故障的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)于煙草制絲設(shè)備PLC控制模塊，可以利用延時(shí)控制的方式，借助故障的偶然性和瞬發(fā)性，進(jìn)行延時(shí)數(shù)秒的處理對(duì)策，迅速排查接觸器及邏輯開(kāi)關(guān)的接觸不良問(wèn)題，從而控制煙草制絲設(shè)備故障發(fā)生的概率。

調(diào)整煙草制絲設(shè)備檢修方式，將檢修人員分為小組，如烘絲機(jī)檢修小組、切絲機(jī)檢修小組、滾筒檢修小組和輸送帶檢修小組等，由各小組負(fù)責(zé)相應(yīng)的設(shè)備部件檢修工作，在設(shè)備發(fā)生故障停機(jī)時(shí)，可同時(shí)協(xié)作，顯著提高檢修效率，進(jìn)一步減少故障停機(jī)時(shí)間，提升生產(chǎn)能效。

4 結(jié)語(yǔ)

煙草制絲設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易出現(xiàn)各種各樣的故障，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備故障停機(jī)。煙草制造企業(yè)需要耗費(fèi)人力、物力進(jìn)行維修，不僅提高了大量生產(chǎn)成本，還因停機(jī)嚴(yán)重降低了煙草制絲的生產(chǎn)效率。通過(guò)分析煙草制絲設(shè)備的故障原因，并針對(duì)故障情況提出優(yōu)化策略，做好技術(shù)升級(jí)，加強(qiáng)檢查維護(hù)工作，排除設(shè)備隱患，采取科學(xué)、合理的改進(jìn)措施，降低故障停機(jī)時(shí)間，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。