滾筒烘絲機煙絲含水率控制系統(tǒng)的改進

楊 強

廣東中煙工業(yè)有限責任公司韶關卷煙廠，廣東 韶關 512000

滾筒烘絲機煙絲含水率控制系統(tǒng)的改進

楊 強

廣東中煙工業(yè)有限責任公司韶關卷煙廠，廣東 韶關 512000

滾筒烘絲機是控制煙絲含水率的重要設備，本文基于烘絲機出口煙絲含水率不穩(wěn)的現(xiàn)象，提出改進滾筒烘絲機控制系統(tǒng)的具體方法，以此通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝等提高煙絲生產(chǎn)質(zhì)量。通過改進控制系統(tǒng)烘絲機出口煙絲含水率的穩(wěn)定性得了明顯的提高，標準誤差由原來的0.14倍提高到了0.10以內(nèi)。

烘絲機；含水率；改進

滾筒烘絲機是卷煙制絲生產(chǎn)線中的重要設備，烘絲機的工作模式主要由：生產(chǎn)啟動、正常生產(chǎn)和尾料生產(chǎn)構(gòu)成。在具體的生產(chǎn)中為了保證物理質(zhì)量需要盡可能提高烘絲機出口煙絲含水率的穩(wěn)定性，以此提高產(chǎn)品質(zhì)量。然而基于工作實踐在車間生產(chǎn)過程中，每批次開始或者結(jié)束時，烘絲機會殘留低于標準含水率的煙絲，而且還存在煙絲含水率波動較大的問題，因此基于針對烘絲機含水率控制系統(tǒng)所存在的不足，提出相應的改進以此提高含水率波動較大的問題。

一、滾筒烘絲機煙絲含水率控制系統(tǒng)存在的問題

滾筒烘絲機控制模式為封閉控制，在具體的工作中首先需要對烘絲機進行預熱，將筒壁和熱風系統(tǒng)加熱到預定的溫度。然后在煙絲烘干的過程中，恒定流量的煙絲進入滾筒內(nèi)，經(jīng)過熱傳導方式不斷給煙絲進行加熱，以此將煙絲中的水分蒸發(fā)掉。結(jié)合相關理論研究與實踐操作，影響烘絲機煙絲含水率的因素：(1)外部變量主要有：來料煙絲含水率、來料煙絲流量、環(huán)境溫度以及煙絲的物理特性等；(2)內(nèi)部變量主要有，滾筒壓力、工藝氣流溫度以及出料罩壓等等。由于外部變量在具體的生產(chǎn)中影響比較小，例如對于外部變量中的煙絲流量完全可以通過恒流型電子皮帶控制，以此實現(xiàn)煙絲流量的穩(wěn)定，因此本文忽視外部變量因素對于煙絲含水率的影響。

滾筒烘絲機控制系統(tǒng)主要是通過調(diào)節(jié)筒壁壓力或工藝氣流的風量實現(xiàn)對煙絲含水率的控制，但是由于烘絲機工作是通過預定設定好的參數(shù)值進行的，采取的是PID封閉反饋控制模式，其具有一定的滯后性。具體的控制系統(tǒng)工作模式見圖1：

圖1 烘絲機含水率控制示意圖

二、改進方法

基于采取封閉式控制系統(tǒng)所導致的煙絲含水率波動較大的問題，需要對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計?；诠ぷ鲗嵺`在煙絲脫水作業(yè)中，影響煙絲烘絲機質(zhì)量的重要因素就是烘絲機的脫水速度與煙絲的脫水效率不協(xié)調(diào)造成，從而造成出口煙絲的含水率不穩(wěn)定。例如當烘絲機滾筒內(nèi)的轉(zhuǎn)速小于煙絲脫水所需要的轉(zhuǎn)速之后就會出現(xiàn)脫水不穩(wěn)定的現(xiàn)象。所以基于種種因素的考慮，需要計算脫水轉(zhuǎn)速與烘絲機滾筒之間的關系，以此更好的對設備進行調(diào)節(jié)，從而達到合理控制煙絲的目的。

(一)增加料頭工作溫度自動修正環(huán)節(jié)。由于入口煙絲的含水率對于出口煙絲含水率波動影響比較大，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)中操作人員往往憑借工作經(jīng)驗調(diào)整烘絲機的工作溫度，尤其是在烘絲機預熱階段此種問題較為突出，因此需要增加料頭工作溫度的自動修正環(huán)節(jié)，這樣可以保證烘絲機可以快速穩(wěn)定的進入到符合系統(tǒng)預定的工作狀態(tài)。

(二)控制烘絲機預熱溫度。實踐證明主要合理控制烘絲機預熱溫度有助于提高煙絲含水率。由于烘絲機在啟動后滾筒需要經(jīng)過20min的預熱，預熱溫度就會通過空氣的傳導作用在滾筒內(nèi)形成高溫環(huán)境，實現(xiàn)對煙絲的脫水作業(yè)。因此在某種程度上預熱溫度的高低影響出絲含水率，而根據(jù)相關理論研究計算，當預熱溫度在130℃時煙絲的含水率波動最小，出現(xiàn)干頭干尾的現(xiàn)象最少，因此在具體的生產(chǎn)中需要嚴格控制預熱溫度。

(三)優(yōu)化滾筒溫度控制方式。由于烘絲機蒸汽疏水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與溫度存在對應的關系，因此通過檢測烘絲機蒸汽壓力可以獲取滾筒內(nèi)的溫度，從而實現(xiàn)對煙絲含水率的穩(wěn)定控制。具體的改建措施是：在當前管板式烘絲機設備中增加壓力檢測裝置，以此實現(xiàn)對烘絲機管路蒸汽壓力的檢測，實現(xiàn)對滾筒內(nèi)壓力的實時監(jiān)測。當然壓力檢測器要安裝在烘絲機的主蒸汽管路上。結(jié)合運行經(jīng)驗，輸出蒸汽質(zhì)量對溫控系統(tǒng)閉環(huán)控制的擾動量/擾動因素，復合運算后參與筒溫調(diào)節(jié)，可以對筒溫控制過程進行補償校正，減少蒸汽質(zhì)量波動等干擾因素引起的筒溫控制不穩(wěn)定性。優(yōu)化后的筒溫控制原理框圖如圖2所示:

圖2 改進后的筒溫控制原理框圖

(四)優(yōu)化料頭噴蒸時間。在烘絲機工作中料頭噴蒸的主要目的就是對煙絲進行增溫、增濕，以此提高滾筒內(nèi)的溫度，達到最優(yōu)的脫水作業(yè)效果，然而基于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，料頭噴蒸的時間控制存在不合理的現(xiàn)象，這樣容易造成干頭干尾現(xiàn)象。因此具體的改進措施：一方面要在控制系統(tǒng)中增設料頭噴蒸開始時間和停止點2個參數(shù)；另一方面要優(yōu)化噴蒸控制工藝。例如適當增加尾料階段的加蒸汽量，并且延長停止蒸汽噴吹。

三、效果對比

將改進的控制系統(tǒng)方案應用到具體的烘絲機生產(chǎn)過程中，通過改進有效解決了工藝氣流風量隨出口煙絲含水率變化而變化的現(xiàn)象，實現(xiàn)了在入口煙絲含水率發(fā)展變化，工藝氣流風量通過預定的調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)了對出口煙絲含水率的穩(wěn)定控制，有效解決了烘絲機出口煙絲水分檢測滯后而導致含水率波動較大的問題。本次控制系統(tǒng)改進最大的特點就是增加了前饋控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這樣通過系統(tǒng)的計算，烘絲機出口煙絲的含水率的標準誤差由過去的0.14倍提高到了0.10以內(nèi)，大大增強了煙絲的品質(zhì)與質(zhì)量。

[1]楊少華，梁逢春.滾筒式薄板烘絲機基于排潮風風量的煙絲含水率控制方法[J].煙草科技，2015(03).

[2]婁琦，薛梅.改進烘絲機控制模式[J].山東工業(yè)技術，2016(07).

[3]成皓，喻鵬程.滾筒管板式烘絲機干頭干尾的技術改進[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014(05).

[4]王登兵，趙永祥，何偉，韓磊.SH38型管板式烘絲機控制系統(tǒng)改進[J].電氣技術，2016(07).

TS

A

1006-0049-(2017)24-0229-01