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

烘絲機作為制絲生產(chǎn)線的關鍵工藝設備，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]。目前國內(nèi)外卷煙生產(chǎn)企業(yè)基本上采用氣流式烘絲機或薄板式烘絲機在線干燥葉絲[1]。薄板式烘絲機干燥葉絲時出口煙絲存在有“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)束的時候，烘絲機內(nèi)聚集的煙絲偏少，但烘絲機內(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，為了應對“干頭燥尾”現(xiàn)象，多數(shù)卷煙廠會在生產(chǎn)過程中的料頭和料尾階段向烘絲機滾筒內(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通過噴嘴滴入煙絲造成水濕煙絲，存在質(zhì)量風險。而歷年來，通過改變料頭料尾階段烘絲機控制模式來降低干頭燥尾量的研究甚少。基于薄板式烘絲機工作機理的研究[5-6]，湖北中煙武漢卷煙廠制絲車間通過對SH625 薄板烘絲機采用干頭燥尾新型控制模式，降低料頭和料尾階段烘絲機內(nèi)的單位物料受熱量，通過降低料頭和料尾階段烘絲機薄板、熱風散熱器蒸汽壓力、減小排潮風門開度及熱風風機頻率等，同時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，達到提質(zhì)降耗的目的。

1 現(xiàn)狀調(diào)查及分析

對SH625 薄板烘絲機目前的干頭燥尾量實測見表1。干頭燥尾總煙絲量達到了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。

薄板式烘絲機原理是通過薄板熱量的直接接觸傳導和滾筒內(nèi)部順向流動的熱風烘燥煙絲，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，從而達到改變薄板溫度的目的。另一路蒸汽進入熱風散熱器，流過的冷風被加熱后進入烘絲機，通過調(diào)整熱風管道上風門的開度來改變冷熱風的配比、實現(xiàn)控制熱風溫度的目的。此外，熱風電機頻率、排潮風門開度等輔助因素在生產(chǎn)中需配合調(diào)整達到穩(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、熱風溫度、熱風風量、煙絲流量、薄板溫度六大相關因子。相關因子與設備參數(shù)的關系見表2。

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

表1 改進前烘絲機的干頭燥尾重量

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，才能最終達到烘干水分的目的，需與薄板溫度、熱風溫度及風量相適應。在一定范圍內(nèi)，排潮能力越強，煙絲水分越小，反之則越大；排潮能力通過調(diào)整排潮風門的開度來實現(xiàn)。

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

（4）熱風風量。一定程度上決定熱風的脫水能力，在一定范圍內(nèi)，熱風風量越大、煙絲水分越小，反之則越大；熱風風量通過調(diào)整熱風風機的頻率實現(xiàn)。

（5）煙絲流量。在烘絲機其他參數(shù)不變的情況下，煙絲流量增大，由于烘絲機的脫水能力恒定，更多的煙絲經(jīng)過烘絲機，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入薄板熱交換器的蒸汽壓力實現(xiàn)對薄板溫度的控制。

2 設計方案分析

通過對以上幾個影響薄板式烘絲機出口水分因子的分析，得出以下改進思路：在料頭和料尾階段改變一部分烘絲機的設備參數(shù)（以調(diào)控排潮風門開度為主，配合薄板、熱風溫度和筒體轉(zhuǎn)速等各參數(shù)進行綜合調(diào)控），適當降低烘絲機的脫水能力。在料頭階段適當降低滾筒轉(zhuǎn)速，在料尾階段提高進入烘絲機的煙絲瞬時流量，以此讓更多的煙絲物料聚集在烘絲機內(nèi)分攤熱量，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，降低排潮風門開度，降低熱風電機頻率，降低滾筒電機頻率。通過多次參數(shù)組合試驗，確定程序控制方式：當烘絲機前電子秤檢測到有物料時，烘絲機將運行干頭模式（圖1）。

2.2 燥尾的程序優(yōu)化

料尾時，提高進烘絲機流量（從正常時的5400 kg/h 提升至8000 kg/h）；關閉進熱風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)滯留時間；冷風風門全開，并提高風機電機頻率，使進入烘絲筒內(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，確定程序控制方式：當烘前喂料倉內(nèi)4 組對射光電管同時探測不到物料，且電子秤累計量大于5000 kg（每批物料投料量在（5000～5500）kg 時則判斷為尾料狀態(tài)（圖2）。

3 實施效果

程序改進后，分別對SH625 薄板烘絲機的干頭燥尾重量進行連續(xù)10 批次的統(tǒng)計，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 薄板烘絲機干頭燥尾控制程序，通過對各參數(shù)的綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)，摒棄傳統(tǒng)的向烘絲機內(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，通過對各參數(shù)的綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)，大幅降低烘絲機干頭燥尾量。該控制程序試驗成功后，分別在另外兩條制絲線薄板烘絲機上進行推廣，均在降低干頭燥尾物料量上取得明顯的效果。