楊 強(qiáng)

廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司韶關(guān)卷煙廠，廣東 韶關(guān) 512000

滾筒烘絲機(jī)煙絲含水率控制系統(tǒng)的改進(jìn)

楊 強(qiáng)

廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司韶關(guān)卷煙廠，廣東 韶關(guān) 512000

滾筒烘絲機(jī)是控制煙絲含水率的重要設(shè)備，本文基于烘絲機(jī)出口煙絲含水率不穩(wěn)的現(xiàn)象，提出改進(jìn)滾筒烘絲機(jī)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(jìn)控制系統(tǒng)烘絲機(jī)出口煙絲含水率的穩(wěn)定性得了明顯的提高，標(biāo)準(zhǔn)誤差由原來的0.14倍提高到了0.10以內(nèi)。

烘絲機(jī)；含水率；改進(jìn)

滾筒烘絲機(jī)是卷煙制絲生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，烘絲機(jī)的工作模式主要由：生產(chǎn)啟動(dòng)、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(jī)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(shí)踐在車間生產(chǎn)過程中，每批次開始或者結(jié)束時(shí)，烘絲機(jī)會(huì)殘留低于標(biāo)準(zhǔn)含水率的煙絲，而且還存在煙絲含水率波動(dòng)較大的問題，因此基于針對烘絲機(jī)含水率控制系統(tǒng)所存在的不足，提出相應(yīng)的改進(jìn)以此提高含水率波動(dòng)較大的問題。

一、滾筒烘絲機(jī)煙絲含水率控制系統(tǒng)存在的問題

滾筒烘絲機(jī)控制模式為封閉控制，在具體的工作中首先需要對烘絲機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，將筒壁和熱風(fēng)系統(tǒng)加熱到預(yù)定的溫度。然后在煙絲烘干的過程中，恒定流量的煙絲進(jìn)入滾筒內(nèi)，經(jīng)過熱傳導(dǎo)方式不斷給煙絲進(jìn)行加熱，以此將煙絲中的水分蒸發(fā)掉。結(jié)合相關(guān)理論研究與實(shí)踐操作，影響烘絲機(jī)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(shí)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(jī)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(fēng)量實(shí)現(xiàn)對煙絲含水率的控制，但是由于烘絲機(jī)工作是通過預(yù)定設(shè)定好的參數(shù)值進(jìn)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(jī)含水率控制示意圖

二、改進(jìn)方法

基于采取封閉式控制系統(tǒng)所導(dǎo)致的煙絲含水率波動(dòng)較大的問題，需要對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于工作實(shí)踐在煙絲脫水作業(yè)中，影響煙絲烘絲機(jī)質(zhì)量的重要因素就是烘絲機(jī)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(dāng)烘絲機(jī)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(huì)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(jì)算脫水轉(zhuǎn)速與烘絲機(jī)滾筒之間的關(guān)系，以此更好的對設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到合理控制煙絲的目的。

(一)增加料頭工作溫度自動(dòng)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(dòng)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(yàn)調(diào)整烘絲機(jī)的工作溫度，尤其是在烘絲機(jī)預(yù)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(dòng)修正環(huán)節(jié)，這樣可以保證烘絲機(jī)可以快速穩(wěn)定的進(jìn)入到符合系統(tǒng)預(yù)定的工作狀態(tài)。

(二)控制烘絲機(jī)預(yù)熱溫度。實(shí)踐證明主要合理控制烘絲機(jī)預(yù)熱溫度有助于提高煙絲含水率。由于烘絲機(jī)在啟動(dòng)后滾筒需要經(jīng)過20min的預(yù)熱，預(yù)熱溫度就會(huì)通過空氣的傳導(dǎo)作用在滾筒內(nèi)形成高溫環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對煙絲的脫水作業(yè)。因此在某種程度上預(yù)熱溫度的高低影響出絲含水率，而根據(jù)相關(guān)理論研究計(jì)算，當(dāng)預(yù)熱溫度在130℃時(shí)煙絲的含水率波動(dòng)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(yán)格控制預(yù)熱溫度。

(三)優(yōu)化滾筒溫度控制方式。由于烘絲機(jī)蒸汽疏水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與溫度存在對應(yīng)的關(guān)系，因此通過檢測烘絲機(jī)蒸汽壓力可以獲取滾筒內(nèi)的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對煙絲含水率的穩(wěn)定控制。具體的改建措施是：在當(dāng)前管板式烘絲機(jī)設(shè)備中增加壓力檢測裝置，以此實(shí)現(xiàn)對烘絲機(jī)管路蒸汽壓力的檢測，實(shí)現(xiàn)對滾筒內(nèi)壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測。當(dāng)然壓力檢測器要安裝在烘絲機(jī)的主蒸汽管路上。結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，輸出蒸汽質(zhì)量對溫控系統(tǒng)閉環(huán)控制的擾動(dòng)量/擾動(dòng)因素，復(fù)合運(yùn)算后參與筒溫調(diào)節(jié)，可以對筒溫控制過程進(jìn)行補(bǔ)償校正，減少蒸汽質(zhì)量波動(dòng)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(jìn)后的筒溫控制原理框圖

(四)優(yōu)化料頭噴蒸時(shí)間。在烘絲機(jī)工作中料頭噴蒸的主要目的就是對煙絲進(jìn)行增溫、增濕，以此提高滾筒內(nèi)的溫度，達(dá)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(shí)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(jìn)措施：一方面要在控制系統(tǒng)中增設(shè)料頭噴蒸開始時(shí)間和停止點(diǎn)2個(gè)參數(shù)；另一方面要優(yōu)化噴蒸控制工藝。例如適當(dāng)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(jìn)的控制系統(tǒng)方案應(yīng)用到具體的烘絲機(jī)生產(chǎn)過程中，通過改進(jìn)有效解決了工藝氣流風(fēng)量隨出口煙絲含水率變化而變化的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了在入口煙絲含水率發(fā)展變化，工藝氣流風(fēng)量通過預(yù)定的調(diào)節(jié)功能實(shí)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(jī)出口煙絲水分檢測滯后而導(dǎo)致含水率波動(dòng)較大的問題。本次控制系統(tǒng)改進(jìn)最大的特點(diǎn)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(jì)算，烘絲機(jī)出口煙絲的含水率的標(biāo)準(zhǔn)誤差由過去的0.14倍提高到了0.10以內(nèi)，大大增強(qiáng)了煙絲的品質(zhì)與質(zhì)量。

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