，，

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 長(zhǎng)沙 410128； 2 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司貴陽復(fù)烤廠，貴陽 550081；3 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司畢節(jié)復(fù)烤廠，畢節(jié) 551700)

2012-07-14

陳隆暉(1988—)，男，貴州錦屏人，碩士研究生，Email:254996200@qq.com。

幾種打葉復(fù)烤設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)

陳隆暉1,2，王國斌1,3，劉洋1,3

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 長(zhǎng)沙 410128； 2 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司貴陽復(fù)烤廠，貴陽 550081；3 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司畢節(jié)復(fù)烤廠，畢節(jié) 551700)

打葉復(fù)烤設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)對(duì)煙葉質(zhì)量的提高有著非常重要的意義。在對(duì)熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)、打葉機(jī)的技術(shù)改造問題進(jìn)行探討的基礎(chǔ)上，深入分析了打葉復(fù)烤設(shè)備技術(shù)改造的重要性，以期能夠?qū)Υ蛉~復(fù)烤工藝配套設(shè)備的整體改造提供一些實(shí)質(zhì)性的建議。

烤煙；打葉復(fù)烤；設(shè)備；技術(shù)改進(jìn)

改進(jìn)打葉復(fù)烤設(shè)備工藝是保證企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先，提高煙葉復(fù)烤質(zhì)量，增強(qiáng)集團(tuán)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分[1～5]。設(shè)備是實(shí)現(xiàn)工藝的最基本條件，沒有可操作性的設(shè)備是不可能滿足生產(chǎn)工藝的，也不可能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品[3]。以下主要就熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)、打葉復(fù)烤機(jī)以及新型打葉復(fù)烤工藝配套設(shè)備的技術(shù)改造問題進(jìn)行討論。

1 熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)的技術(shù)改造

潤(rùn)葉機(jī)主機(jī)設(shè)備，在設(shè)計(jì)中過于理想化，未考慮到環(huán)境因素和人為因素，導(dǎo)致潤(rùn)葉溫度很難提升，水分控制效果差。其根本原因在于主機(jī)存在缺陷[6，7]。第一，除雜篩鼓和毛刷的設(shè)計(jì)不合理,造成風(fēng)管睹塞,回風(fēng)不暢，筒內(nèi)的循環(huán)風(fēng)力和風(fēng)速受影響。第二，溫控傳感器安裝位置不合理。在入口處安裝溫控傳感器僅限于對(duì)入口溫度的測(cè)量而對(duì)循環(huán)風(fēng)溫度沒有起到真正測(cè)量效果，對(duì)溫度控制起不到實(shí)際監(jiān)測(cè)反饋?zhàn)饔?。第三，在回風(fēng)入口處未加裝過濾裝置，導(dǎo)致麻絲和細(xì)小葉片容易被吸到風(fēng)管內(nèi)，造成風(fēng)管睹塞，影響回風(fēng)效果。解決方法：取消除雜篩鼓和毛刷，加裝過濾網(wǎng)板置于回風(fēng)口和除雜箱體，把安裝于入風(fēng)口處的溫控?zé)犭娕几难b于回風(fēng)口處。該方法實(shí)施后，成功解決了潤(rùn)葉筒溫度難以提升問題，煙葉水分控制效果改善明顯，并可以在不停機(jī)的狀態(tài)下對(duì)設(shè)備進(jìn)行清理保養(yǎng)，保障了生產(chǎn)連續(xù)性[8，9]。

2 打葉機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)改進(jìn)

2.1 打葉線機(jī)械和調(diào)速系統(tǒng)原理

打葉機(jī)是打葉線的主要設(shè)備，它通過打輥的高速運(yùn)轉(zhuǎn)將煙葉梗葉剝離，然后通過打葉風(fēng)分機(jī)將煙梗和葉片分離，電機(jī)功率都在22千瓦以上。打葉機(jī)打輥轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是通過電機(jī)縮張皮帶輪、齒形皮帶以及電機(jī)與打輥距離手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的[10,11]。

當(dāng)電機(jī)與打輥距離調(diào)小時(shí)，縮張皮帶輪的皮帶運(yùn)行半徑增大，變速比增大，從而打輥轉(zhuǎn)速增大；反之，電機(jī)與打輥距離調(diào)大時(shí)，縮張皮帶輪的皮帶運(yùn)行半徑減小，變速比減小，打輥轉(zhuǎn)速也減小。由于機(jī)械調(diào)速有很大的局限，因而調(diào)速范圍較窄，同時(shí)機(jī)械調(diào)速操作極不方便，不能滿足打葉生產(chǎn)工藝的要求[12]。

2.2 PWM變頻器在打葉機(jī)中的技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 工作原理

打葉機(jī)的負(fù)載由空載和煙葉流量?jī)刹糠纸M成，煙葉流量越大，打輥負(fù)載越大，煙葉流量越小，打輥負(fù)載越小。由于煙葉在預(yù)處理工段過程中，是通過電子皮帶秤來實(shí)現(xiàn)恒流控制的，因而打輥負(fù)載屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

PWM變頻器的啟動(dòng)、停機(jī)等是由主控柜的可編程序控制器進(jìn)行控制的。當(dāng)打葉機(jī)后序電機(jī)啟動(dòng)后，由PLC向打輥?zhàn)冾l器發(fā)出自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)，打輥開始啟動(dòng)，當(dāng)啟動(dòng)到一定頻率值時(shí)向PLC傳送頻率達(dá)速信號(hào)，操作人員可根據(jù)來料煙葉等級(jí)、水分和大中片率情況直接操作變頻器增/減打輥轉(zhuǎn)速。如：按實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，上等煙的一打轉(zhuǎn)速調(diào)至550～590 r/min，中等煙的一打轉(zhuǎn)速調(diào)至600～650 r/min[10～12]。

在電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)變頻器會(huì)送入主控柜PLC聲光報(bào)警，控制全線停機(jī)。

2.2.2 變頻器主要參數(shù)設(shè)定

確認(rèn)主、控線路連接無誤以后，主電源通電，即可進(jìn)行變頻器主要參數(shù)的設(shè)定：(1)P01——選擇何種方法啟動(dòng)變頻器。0：使用面板鍵，l：使用控制電路FWD或REV端子。(2)P02——設(shè)定電機(jī)運(yùn)行最高頻率。(3)P03——基本頻率。設(shè)定變頻器V/F輸出特性中電壓恒定時(shí)的頻率，三相異步電機(jī)設(shè)為50 HZ。(4)P05——啟動(dòng)加速時(shí)間。根據(jù)負(fù)載大小、電機(jī)容量確定加速時(shí)間，過小容易過流，因此應(yīng)選擇適當(dāng)。(5)P06——減速停止時(shí)間。不宜過小，過小容易造成過壓。(6)P07——選擇自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升模式。0.0：自動(dòng)提升，0.1～20.0：手動(dòng)提升。(7)P09——電子熱過載繼電器電流設(shè)定值。一般設(shè)定為100～120%Ie。(8)P11——頻率上限值。設(shè)定值不大于基本頻率。(9)P29——轉(zhuǎn)矩矢量控制。0：不動(dòng)作，1：動(dòng)作。(10)P51——過載預(yù)報(bào)電流值?；O(shè)定值應(yīng)低于P09值。(11)P76——反向旋轉(zhuǎn)禁止。0：無效，l：有效。(12)P86，P87，P88——分別為電機(jī)銘牌功率、額定電流和空載電流。(13)P90——選擇電機(jī)調(diào)諧功能。0：不動(dòng)作，1：自動(dòng)調(diào)諧，即自按基本頻率調(diào)諧電機(jī)一次側(cè)電阻和漏抗[2，10]。

2.2.3 PWM變頻器在打葉復(fù)烤中運(yùn)用的實(shí)際效果與意義

一是大幅度降低了維修費(fèi)用。以往打葉機(jī)單臺(tái)每年至少需要更換2條進(jìn)口齒形皮帶，采用PWM變頻器以后，將調(diào)速輪改為通用的皮帶輪，調(diào)速皮帶改為普通三角皮帶，僅此一項(xiàng)，5臺(tái)打葉機(jī)一年可節(jié)約5 2 3600元/根=36 000元；還未計(jì)算因更換皮帶而造成的生產(chǎn)誤工和人工消耗。同時(shí)電機(jī)啟動(dòng)平滑性能好，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命，變頻器對(duì)電機(jī)的各種保護(hù)功能使電機(jī)處于安全運(yùn)行狀態(tài)，減少了維修開支。

二是節(jié)約了大量的電能。原調(diào)速系統(tǒng)中，30千瓦電機(jī)始終是滿載運(yùn)行，額定電流為58安。經(jīng)我們實(shí)測(cè)(可從變頻器中直接讀出)，當(dāng)變頻器運(yùn)行時(shí)，電機(jī)運(yùn)行電流平均為25A，若原電機(jī)額定功率為P1，變頻器運(yùn)行時(shí)電機(jī)功率為P2，則有：

P2=(25/58) ×P1 ×00%=43.1%P1

即變頻器運(yùn)行時(shí)電機(jī)功率為原系統(tǒng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的43.1%，按單班8 h計(jì)算，一天8臺(tái)打輥電機(jī)可節(jié)約的電量為：

(30+30+30+30+22+22+22+22)kW×(l-43.1%)×8h=946.8(度)

由此可見，節(jié)電的幅度相當(dāng)大。

三是改善了生產(chǎn)工藝，提高了打葉質(zhì)量。經(jīng)抽樣檢測(cè)，相同等級(jí)的煙葉(如 C3F)經(jīng)變頻器調(diào)速打葉后，大中片率由原來的82.1%上升到88.7%，凈增加6.6%，其效果非常明顯，由此帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

四是在其他工藝段中運(yùn)用效果也很明顯。在對(duì)打葉變頻器進(jìn)行技術(shù)改造以后，我們根據(jù)實(shí)際使用效果，先后對(duì)打葉拋料器、一潤(rùn)、二潤(rùn)、篩砂筒和葉片復(fù)烤機(jī)的回潮風(fēng)機(jī)等進(jìn)行了變頻改造，均取得很好的效果。

3 打葉復(fù)烤工藝配套設(shè)備的技術(shù)改造

3.1 背景

隨著卷煙企業(yè)品牌整合的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)原料的供應(yīng)已成為制約卷煙產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高的主要因素[13]。為滿足大品牌對(duì)原料的要求，確保同一地區(qū)、同一品種、大批量原料品質(zhì)的一致性，不同地區(qū)原料的互補(bǔ)性，為卷煙企業(yè)高端、高檔品牌提供特色優(yōu)質(zhì)原料保障，必須建立煙葉分級(jí)體系及原料模塊加工體系，采用全新工藝?yán)砟詈湍Ｊ綄?duì)主導(dǎo)型煙葉進(jìn)行加工，有效解決原料與葉組配方、品牌需求脫節(jié)的問題，為產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

因此，為提升煙葉質(zhì)量，大部分復(fù)烤企業(yè)提出，要對(duì)煙葉的使用價(jià)值進(jìn)行重新分析和定位，并找出不同煙葉的最佳生產(chǎn)工藝指標(biāo)。同時(shí)，通過葉尖分切打葉技術(shù)的運(yùn)用，較好地實(shí)現(xiàn)葉梗分離，使得主線葉片結(jié)構(gòu)更加完整，中片比率、長(zhǎng)梗比率提高，造碎降低，比率摻配后同批次煙葉化學(xué)成分更加均勻。另外，通過對(duì)葉基輔線添加生物制劑，有效地控制并降低煙葉的有害物質(zhì)，從而提高煙葉的內(nèi)在品質(zhì)。所以，必須進(jìn)行配套工藝設(shè)備研究，為新的打葉復(fù)烤工藝提供硬件技術(shù)支持[14～17]。

3.2 對(duì)打葉復(fù)烤工藝配套設(shè)備技術(shù)改造的建議

(1)提升專業(yè)技術(shù)人員能力、水平。組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行新型預(yù)處理技術(shù)配套設(shè)備、新型葉梗分離技術(shù)配套設(shè)備、新型復(fù)烤技術(shù)配套設(shè)備的工藝技術(shù)調(diào)研，加強(qiáng)培訓(xùn)，不斷提升技術(shù)員的能力和水平。同時(shí)，邀請(qǐng)國內(nèi)專業(yè)公司作專項(xiàng)技術(shù)交流，以得到更權(quán)威的技術(shù)支持。

(2)在預(yù)處理段增加煙葉智能配方設(shè)備，實(shí)現(xiàn)煙葉配方復(fù)烤。這是一套智能化打葉信息控制系統(tǒng)，主要是通過將不同等級(jí)煙葉投入一路配方單元，在單元出口處由電子皮帶秤對(duì)投入煙葉數(shù)量準(zhǔn)確計(jì)量，達(dá)到精確控制配方，從而有效實(shí)現(xiàn)煙葉配方復(fù)烤。

(3)在預(yù)處理段增加風(fēng)選除雜設(shè)備。由于原煙與塑料、紙片、麻絲之間的密度重量不同，其懸浮速度不一樣。通過垂直氣流的空間，塑料、紙片、麻絲等輕物質(zhì)會(huì)隨氣流上升，而原煙會(huì)在重力作用下落下。因此，為了使原煙與雜物分離，達(dá)到風(fēng)選效果需使用一個(gè)垂直氣流空間-風(fēng)分倉，并且風(fēng)分倉的分離空間高度足夠高，才能使雜物充分分離出來。但是，如果進(jìn)入風(fēng)選除雜系統(tǒng)風(fēng)分倉中的原料速度很低，其原煙與雜物未形成線路不一的拋弧軌跡，則原煙在分離室內(nèi)將得不到充分散開，風(fēng)分效率降低。所以，在進(jìn)入風(fēng)分倉前引入高速皮帶機(jī)，使原煙獲得一定慣量。原煙質(zhì)量越大，獲得的慣量越大，進(jìn)入分風(fēng)倉的塑料、紙片、麻絲等的速度不一樣，產(chǎn)生的拋弧軌跡也不一樣，進(jìn)而使煙葉在分風(fēng)倉內(nèi)分布更廣、更均勻，分選效果更佳。

(4)改進(jìn)打葉風(fēng)分系統(tǒng)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)打葉機(jī)風(fēng)選風(fēng)門調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)控制，保證風(fēng)速、風(fēng)壓恒定，降低風(fēng)送造碎，提高葉、梗純度。

(5)改進(jìn)潤(rùn)葉機(jī)霧化系統(tǒng)，增加一定數(shù)量的溫度傳感器和自動(dòng)風(fēng)閥，實(shí)現(xiàn)溫度、水分的自動(dòng)調(diào)節(jié)，改善熱風(fēng)系統(tǒng)和排濕系統(tǒng)，保證筒內(nèi)煙葉溫度均衡，解決水漬煙和潮紅煙問題。

(6)增加水分在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。水分在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的增加，能夠?qū)崿F(xiàn)烤片機(jī)、烤梗機(jī)回潮段煙葉出口水分自動(dòng)控制，避免受人工操作水平高低及熟練程度的影響，保證產(chǎn)品質(zhì)量的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

(7)改變儲(chǔ)葉柜布料方式。通過往返布料方式(大約30 min，布滿一柜后再出料)或?qū)ざ巡剂戏绞?大約7 min，布料厚度可調(diào)，能邊進(jìn)料邊出料)之間的自動(dòng)切換，解決布料厚度太高，且柜底部煙葉容易結(jié)餅的問題。

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S572.09

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1001-5280(2012)07-0090-03

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.25

責(zé)任編輯：陳向科