降低SH92叶丝高速膨胀干燥机出口水分偏差研究

降低SH92叶丝高速膨胀干燥机出口水分偏差研究

孙晓亮,王叶飞

陕西中烟工业有限责任公司延安卷烟厂   

江苏中烟工业有限责任公司徐州卷烟厂  

摘要：本文结合卷烟厂先进的控制经验与实际情况，针对降低SH92叶丝高速膨胀干燥机出口水分偏差的相关问题，制定一系列改进措施，进一步提升气流烘丝工序过程控制水平。

关键词：SH92；水分偏差；烘丝工序；控制经验；

一、影响烘丝出口水分偏差的主要原因

通过气流烘丝控制方面的研究，分析出影响气流烘丝出口水分偏差的主要因素是气流烘丝入口水分、混合风温度和能源供给稳定性。主要表现在以下几点：

（一）烘丝机入口（叶丝回潮后出口）水分波动较大

一般情况下， SH92气流烘丝机入口（叶丝回潮后出口）水分波动较大，标准偏差均值仅能达到0.2%左右，对干燥过程造成不利影响，导致干燥后水分出现一定波动。

（二）混合风温（工艺气体温度）合格率较低，控制稳定性差；

统计2021年生产的各牌号气流烘丝混合风温数据情况，同样以A、B、C品牌为例，分别混合风温合格率分别为85.16%、85.99%、96.34%，整体合格率偏低，表明在生产过程中气流烘丝机的稳定性较差，也是影响出口水分稳定性的重要因素。

（三）实际物料流量稳定性较差

通过研究发现，尤其在料头阶段，叶丝回潮滚筒出口物料流量由少增多，逐渐达到稳定的物料流量，且持续时间较长。另生产过程中观察气流烘丝入口振槽物料分布均匀性差，导致进入气流烘丝入口气锁物料实际流量存在波动，直接影响气流烘丝出口水分稳定性。

（四）气流干燥出口水分偏差较大

统计2021年生产的各牌号气流干燥出口水分偏差数据情况，以某品牌的三种产品A、B、C为例，分别混合风温合格率分别为0.0322%、0.0327%、0.0319%，较行业先进水平0.01%还存在一定差距。

通过总体研究，2021年气流烘丝出口水分偏差为0.0326%，距行业先进水平还存在较大差距，需尽快提升设备控制能力，提升行业对标指标控制水平。气流烘丝工序中的入口水分、混合风温、实际物料流量均匀性等控制情况均较差，需要进一步提升，确保过程控制更加稳定，从而达到降低气流烘丝出口水分偏差的目的。

二、原因分析与改进措施

根据现状调查情况，对问题原因进行了梳理，并有针对性地制定了改进措施。

（一）通过人、机、料、法、环、测等方面对气流烘丝入口（叶丝回潮滚筒出口）水分不稳定的原因进行分析，寻找末端因素，因素确认表见表1。

表1：要因确认表

通过各项要因进行确认，最终确定导致叶丝回潮出口水分波动较大的主要因素为：雾化水喷嘴的雾化效果欠佳，导致雾化水喷射到物料时均匀性差，导致水分波动大。

改进的措施是：将原螺旋式喷嘴更换为双元介质喷嘴，并调整最优雾化角度。更换喷嘴后，批次叶丝回潮出口含水率标准偏差平均值为0.146%，与改进前0.1994%相比，下降了0.0534%，效果较为显著。对应的气流烘丝机出口水分偏差有所降低，

（二）入料口因素与改进措施

   1.入料口因素分析

现场查看气流烘丝入口物料料头情况，发现叶丝回潮滚筒料头物料流量较少，且水分温度均较低，造成气流烘丝后的干头量较大，也是影响气流烘丝出口水分稳定性的重要因素，针对该问题，制定整改措施。

2.改进措施

（1）设计料头控制程序，具体措施是料头刚进入叶丝回潮滚筒时，滚筒停止转动，待攒料达到35kg时，滚筒正常转动，使叶丝回潮滚筒料头流量快速正常流量，减少料头物料水分及温度均较低问题。程序完善后，统计3天数据，叶丝回潮出口（气流烘丝入口）水分和温度非稳态时间明显降低，为气流烘丝控制稳定打下一定基础。叶丝回潮出口皮带机增加攒料功能，叶丝回潮滚筒料头在该处采用步进式攒料，使实际物料更接近正常生产时的流量。

在叶丝回潮出料皮带与振槽物料衔接处加装漫反射光电开关，将探测位置与物料下落位置重叠，调整探测距离，使物料厚度与正常物料流量是一致。同时修改控制程序，料头阶段，当此光电开关探测到物料时步进1次，实际步进的次数可根据实际物料情况在中控室或现场操作站进行调整。

（2）参照切丝出口高频振槽能够使物料松散均匀原理，将入口2处振槽的传动皮带轮进行了更换，增大气流烘丝机入口振槽振动频次，将传动皮带轮由336r/min增大到414r/min，振动频次增加23%，使入口物料流量更均匀。

（三）混合风温波动较大因素以及改进措施

   1.原因分析

通过统计冬、夏季同牌号气流烘丝混合风温情况发现冬季整体的混合风温均值较夏季高，A/B/C分别相差3.13℃、4.8℃、1.17℃。

分析原因，不同季节车间的温湿度存在差异，因气流烘丝在烘干过程中，入口气锁处将吸入较多环境空气，环境温湿度不同，消耗的能量就存在差异。

2. 改进措施

课题组针对该问题，采取使用恒温热风补偿的方法，使气流烘丝机运行时吸入的热风温度恒温，且通过热风机的风门调节风量，使气流烘丝机吸入的风量与热风机送入的风量匹配，降低环境温湿度变化带来的不利影响。

通过完善程序，实现该设备远程自动控制，自动控制程序，实施后，统计连续批次数据情况如下，叶丝气流烘丝机出口水分偏差略有降低， 但蒸汽中含水量在生产过程中波动较大，造成气流烘丝生产过程热量波动，影响过程稳定性，导致出口含水率出现波动。所以将蒸汽到达物料或设备前，设法去除蒸汽中含有的水，对设备控制稳定会起到积极作用，通过选型，最终将螺旋挡板法的汽水分离器加装气流烘丝机主蒸汽及与物料直接接触的松散蒸汽管路中，便于生产过程中实时将蒸汽中的水分离出来，使进入气流烘丝设备的蒸汽纯净度进一步提升，从而达到稳定控制的目的。通过加装2处蒸汽汽水分离器，有效将蒸汽中含的水分离出来，尤其松散蒸汽直接与气流烘丝入口烟丝接触，加装汽水分离器后，有效减少蒸汽含水解决该处增温增湿不均匀问题，对稳定混合风温起到促进作用，同时也起到稳定气流烘丝出口水分的作用。统计措施实施后连续批次数据，气流烘丝出口水分偏差略有降低。设备2008年投产使用，期间未经过大、中、项修，烘干隧道各法兰连接处密封均老化，课题组对烘干隧道整体密封进行排查，并重新进行密封处理。

三、效果验证

（一）统计9月15日-10月24日生产的各牌号气流烘丝入口水分数据情况，以某一品牌A/B/C三种产品的53批次、26批次、55批次。

A/B/C三种产品，气流烘丝入口水分标准偏差均值分别为0.1463%、0.1402%、0.1259%，分别较改进前降低0.0531%、0.0575%、0.0624%。平均降幅达30%，降幅较为明显，取得了较好效果; A/B/C三种产品气流烘丝混合风温合格率均值分别为96.18%、95.09%、96.84%，分别较改进前提升了10.02%、9.1%、0.5%;A/B/C三种产品气流烘丝出口水分偏差为0.0286%、0.0289%、0.0272%，分别较改进前降低了0.0036%、0.0038%、0.0047%。具体见图1.2.3。

图1  A气流烘丝出口水分偏差

图2  南京B气流烘丝出口水分偏差

图3  C气流烘丝出口水分偏差

结束语：

本研究有效解决了叶丝回潮出口水分波动较大问题，平均降幅达30%，降幅较为明显；进一步提升了气流烘丝工序混合风温稳定性，提升了过程加工稳定性和批次一致性；有效降低了气流烘丝出口水分偏差，并达到了课题预期＜0.03%的效果。

参考文献

[1]刘炳军,李江,邱琳,谢玲玲,陆雪云.制丝烘丝工序关键工艺参数批间稳定性控制分析[J].大众科技,2017,19(12):16-19.

[2]羊一涛,周沅桢,李杰,袁存波. 烘丝工序物料含水率过程控制评价方法研究[C]//.中国烟草学会学术年会优秀论文集.,2017:4436-4453.

[3]宋杰.稳定超级回潮机出口水分[J].山东工业技术,2017(01):219.

[4]羊一涛,周沅桢,李杰,袁存波. 烘丝工序物料含水率过程控制评价方法研究[C]//.中国烟草学会2016年度优秀论文汇编——烟草工业主题.,2016:1440-1457.

[5]刘穗君.卷烟薄板烘丝工序出口含水率的精准分区控制研究[J].轻工科技,2016,32(11):101-102+104.

[6]宋杰,娄琦.稳定超级回潮机出口水分[J].山东工业技术,2016(04):293.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.267.

[7]宋晓辉. 8000Kg/h卷烟叶丝线含水率西格玛水平改进措施研究[D].山东农业大学,2015.