薄板式烘丝机与管板式烘丝机的选型比较研究

薄板式烘丝机与管板式烘丝机的选型比较研究

刘浤澍

刘浤澍

（中国五洲工程设计集团有限公司，北京100000）

摘要：随着国内卷烟厂的工艺提升和技术升级，做为工艺关键设备的烘丝机也在不断的更新和改造。在不同的滚筒烘丝机之间需要进行细化对比。滚筒薄板式烘丝机与滚筒管板式烘丝机两种烘丝方式原理基本相同、功能相同、设备外形相似，区别主要体现在烘筒结构、热风工作方式、换热器控制方式、烟丝水分控制方式、料头料尾处理方式等不同。如果追求烘丝机温度的控制的便利与稳定，可选用管板烘丝机；如果需要温度响应快速，可选用薄板烘丝机。

关键词：卷烟厂；烘丝机；比较

前言

随着国内卷烟厂的工艺提升和技术升级，做为工艺关键设备的烘丝机也在不断的更新和改造。在烘丝机的选型比较中，除了不同原理的滚筒烘丝机与气流烘丝机之间的比较选择外，相同原理但不同结构形式的滚筒烘丝机之间还需要进行细化对比，以便选型更加符合工艺需求的滚筒烘丝机。

1薄板式烘丝机与管板式烘丝机的相同点

1.1应用环节

薄板式烘丝机与管板式烘丝机均可以应用在卷烟厂制丝线上的叶丝干燥与梗丝干燥工艺环节。

1.2工作原理

薄板式烘丝机与管板式烘丝机均采用复合干燥技术，通过传导、辐射、强制对流（热风）三种加热方式，使烟丝快速加热方式，使烟丝快速加热烘干，集中除尘系统把蒸发的水分和灰尘快速排出。通过烘丝机的烘焙，烟丝中的青杂气和部分游离烟碱将随水分的蒸发而有所逸出，使烟丝香气显露，烟味变得醇和。

2薄板式烘丝机与管板式烘丝机的不同点

国内现在生产的薄板式烘丝机与管板式烘丝机的技术来源不同，薄板式烘丝机是消化吸收德国HAUNI公司技术，管板式烘丝机是消化吸收英国LEGG公司及意大利COMAS公司技术的基础上加以创新设计的烘丝设备。

2.1烘筒结构的不同

烘丝的主要加热部件分别为薄板式结构和管板式结构，分别见下图：

薄板式烘丝机采用单筒结构。采用模块化薄板加热结构，筒温反应速度快。设备加热提升板采用30°倾角式设计，适当延长物料在炒料板上的停留时间，保证物料均匀干燥。筒体及炒料板均采用不锈钢材料。薄板式烘丝机也可设计为两段式机型，可将筒体分为不同的温度反应区域，并可根据工艺需求进行分区温度控制，以达到不同分组模块采用不同处理温度的目的。薄板式烘丝机可选筒体调角装置。

薄板式烘丝机的烘筒内壁均布有数组热交换装置，每组热交换装置分别由两块1.5mm厚的薄不锈钢板经专用模具压制而成的弧状热交换板和辐射状热交换板组焊而成的，其上有均匀分布的汽道，在汽道之间再用滚焊机将上下板滚焊焊接在一起；它具有加热表面连贯、加热面积大、温度均匀、热响应快（因板薄的缘故）、人工焊缝极少、不易泄漏、更换方便等优点，但加工制造复杂，制造成本较高，需要专用模具和大吨位压力机等专用加工设备。每组热交换板通过压条等固定在烘筒内壁的底座上，设备大修改造时，根据实际需要可以很方便地对烘筒内部的薄板进行单独的更换使用，不用更换整个烘筒，维修费用较低。

薄板式烘丝机能最大限度提高烟丝与热交换板的接触面积，更能体现高温快速干燥，使叶（梗）丝的膨胀状态迅速固定下来，提高烟丝的填充值，出料含水率均匀稳定，标偏较小。

滚筒管板式烘丝机可采用双筒结构或单筒结构。采用管板加热结构，提高加热器筒体可靠性。若采用双筒结构，双筒同步旋转，烟丝落差较小，造碎率较低，热效率高。烟丝脱水速度快，卷曲强烈、均匀，膨胀效果明显，能获得较高的填充值。管板式结构热惯性大，适合以筒温稳定为主的控制方式。筒体和半圆管加热器均采用锅炉钢材料，热效应好，烘丝效果好。单筒结构机型可选筒体调角装置。

管板式烘丝机烘筒炒料板、半圆管和筒体通过手工焊接在一起，加热器和筒体成一整体。烘筒内圆周排布多组半圆形蒸气管，热交换器是由半圆形锅炉钢管并排组焊而成的，其壁厚较薄板式的要厚得多。因管壁较厚，传热速率较慢，热惯性大，热稳定性较好，但热响应速度稍慢，改变烘筒筒壁温度所需的时间较长。

2.2烘筒传动方式的不同

薄板式烘丝机主传动采用齿轮传动方式，采用减速电机按变频器给定的频率输出转速，通过链传动实现传动轴的第一次减速，再由小齿轮与烘筒上的大齿轮啮合，实现第二次减速。电气控制柜根据烘丝各工作阶段的要求，确定相应的电信号输入变频器，从而改变减速电机的输出转速，使烘筒实现无级调速。此装置具有结构紧凑、简单、节电、无明显的启动冲击,调速平缓、烘筒转速准确可靠且维修简便等优点，维修时通常只需更换传动装置中的小尼龙齿轮即可。

管板式烘丝机多采用三角皮带带动进料端两组托轮与筒体进行摩擦驱动，工作时，烘筒转速的变化通过变频调速实现。

2.3.烘筒顶起装置的不同

薄板式烘丝机在机架前后各装有4台螺旋升降机，通过减速电机传动实现烘筒的自动顶起和降落，可以在长时间停机和对支承辊轮、挡轮进行维修时，很方便地将烘筒自动顶起，从而大大方便了检修工作，同时也减轻筒体对支承辊轮的影响。

管板式烘丝机在烘筒前后端各装有一手动顶起装置，用于设备的检修。

2.4.热风与物料流向的不同

薄板式烘丝机前室、后室、热风管道等部件采用模块化设计，能实现热风顺流、逆流、顺逆流自动切换三种模式可选，能很好地满足用户分组加工工艺的个性化需求。薄板式烘丝机热风多采用顺流方式，入料口的热风温度最高，以达到快速脱水，干燥定型的目的，使烟丝有较高的填充值。

管板式烘丝机环形双筒结构机型可采用顺流和逆流可切换设计，也可采用单独逆流式设计；单筒结构机型可采用顺流和逆流可切换设计，也可提供单独顺、逆流式设计。管板式烘丝机热风多采用逆流方式，热风从出料口进入，入料口的热风温度较低，其快速脱水的效果不及顺流式。

2.5热风系统工作方式的不同

薄板式烘丝机采用风机变频调速来控制风量，热风温度的调节除了靠汽动薄膜阀来控制进入空气热交换器的蒸汽量外，还采用在风机前加装自动控制的风门来调节冷热风的混合比例，通过二级调温使得热风风温能在室温～140℃范围内任意自动调节。

管板式烘丝机热风的温度调节主要是靠汽动薄膜阀来控制进入空气热交换器的蒸汽量。

2.6热交换器温度控制方式的不同

薄板式烘丝机蒸汽自筒体出料端进，出料段回水。进入烘筒热交换装置的蒸汽通过带定位器气动薄膜调节阀控制,再由压力变送器反馈压力信号到电控柜进行微调。当上游烟丝的含水率变化时，压力变送器把气动薄膜调节阀后的蒸汽压力转变成电信号输给控制柜、控制柜根据烟丝烘干的工艺要求，把电信号转换成气压信号来控制气动薄膜调节阀的开度，控制进入烘筒内蒸汽的压力及流量，通过控制烘筒筒壁温度来达到最佳的烘丝效果。

管板式烘丝机蒸汽自筒体进料端进，出料段回水。在热交换器进汽管上设置了一台自立式压力控制器，自动稳定热交换器的蒸汽压力，用一台蒸汽流量计监视蒸汽流量，在保证蒸汽管路畅通的前提下，恒定蒸汽压力，从而保证了烘筒温度的恒定，其筒壁温度一般不作调节控制。

2.7烟丝水分控制方式的不同

薄板式烘丝机根据加工工艺不同具有三种水分控制模式可选，能很好地满足不同的加工工艺需求。三种水分控制模式分别是：（1）薄板温度控制型：采用恒定热风温度、热风风量及排潮量，出料水分的控制主要通过调节烘筒筒壁温度来实现；（2）热风参数控制型：采用恒定筒壁温度，出料水分的控制主要通过调节热风温度、热风风量及排潮量来实现；（3）排潮风量控制型：采用恒定筒壁温度、恒定热风温度，出料水分的控制主要通过调节排潮风量和热风风量来实现。这三种控制方式根据用户加工工艺模式不同可以选择使用，且都能把出口烟丝含水率精度控制在允差±0.5%的范围内。

管板式烘丝机是采用稳定筒温、微调排潮的方式，筒体温度通过测量回水温度控制。一般采用恒定热交换器温度、恒定烘筒转速、恒定热风温度，改变热风风量及排潮风量来达到控制出口水分的目的。

2.8料头料尾控制方式的不同

管板式烘丝机是将经过热交换后带有水分的湿空气在离心风机的作用下，经过加热器又回流至进料室进入烘筒进行反复循环，以达到防止物料太少而发生过干的现象。这种方式控制简单，对料头料尾有一定的作用。

薄板式烘丝机是在有料头、料尾的时候通过向烘筒内喷入适量的加湿蒸汽，在烘筒内部营造自适应时变湿度场，同时降低热风温度、减少排潮风量、降低烘筒的筒壁温度等，从而降低烟丝中水分的蒸发速率。尾料时采用风机变频的方式，采用大风量促使尾料快速排出，大幅度减少干尾量。利用多点调节来控制料头、料尾，能使干头干尾的烟丝量每批次不大于0.5%额定生产能力。

2.9工艺配线方式的不同

薄板式烘丝机前一般匹配隧道式回潮机或气锁式回潮机。

管板式烘丝机前可以匹配隧道式回潮机或气锁式回潮机，还可匹配超级回潮类设备，并且已经得到生产验证。

3薄板式烘丝机与管板式烘丝机的能耗及投资对比

以相同额定生产能力4800kg/h的设备为例：薄板式烘丝机的装机容量约24.25kW，蒸汽耗量约1500kg/h，设备价格约164万；管板式烘丝机的装机容量约18.5kW，蒸汽耗量约1600kg/h，设备价格约315万。

对比可见，在同样的设备额定能力下，二者的运行能耗相当。虽然管板式烘丝机的投资额稍高，但相比于气流式烘丝机的投资还是低很多的，所以在选型时还是以考虑工艺适用性为主。

4结语

经综合比较，滚筒薄板式烘丝机与滚筒管板式烘丝机两种烘丝方式原理基本相同、功能相同，设备外形虽然相似，但烘筒结构上区别较大，管板式更加耐用稳固一些。其它区别主要体现在烘筒结构、热风工作方式、换热器控制方式、烟丝水分控制方式、料头料尾处理方式等不同。如果追求烘丝机温度的控制的便利与稳定，可选用管板烘丝机；如果需要温度响应快速，可选用薄板烘丝机。在同样的设备额定能力下，二者的运行能耗相当，但管板式烘丝机的投资额稍高。