刘亚军
山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂 山东青岛 266101
摘要：SH626型薄板式烘丝机是广泛应用于烟草行业制丝生产线的关键设备，用于烟丝的干燥处理，通过薄板传导与热风强制对流的干燥方式，实现烟丝的快速干燥定形，增加烟丝的卷曲度和弹性，提高烟丝的填充能力和感官质量。
关键词：薄板式烘丝机；干头干尾；热风；水分
青岛卷烟厂3000kg/h制梗丝线由两条生产线组成，各包含一台SH626型薄板式烘丝机，前端配合闪蒸膨化机，共同实现梗丝的加湿膨胀和干燥定型。生产组织上，可采用单线或双线生产模式，在设计过程中，力求实现均质化，柔性化加工。该设备能够实现出口水分的快速稳定，对最终产品的物理特性和感官质量有着重要的作用[1]。
1.烘梗丝机的结构
SH626型顺流式薄板烘丝机是一种以蒸汽为热源的滚筒式烘丝机，主要由可旋转筒体、进出料罩、主传动系统、筒壁加热系统、热风系统、排潮系统等组成，结构如图1【2】。
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1.1主传动系统
筒体传动系统由四套支撑托轮总成、链传动系统、齿轮啮合传动系统等组成。滚筒转速可调，在预热，生产、尾料分别设置不同的转速，以适应生产需求。其中，预热阶段滚筒电机频率为20HZ，生产状态为35HZ，高速倒料状态为45HZ。
1.2筒壁加热系统
筒壁加热系统主要由蒸汽压力调节器和蒸汽压力传感器组成。蒸汽经截止阀、过滤器进入压力调节器，再经启动薄膜阀控制，从旋转接头引入烘筒用于加热筒体内异形薄板，此路蒸汽作为梗丝烘干的主要路径。筒壁温度无法直接测得，而是根据《饱和蒸汽压力与温度换算函数》由蒸汽压力换算而来。其中筒壁温度的PID设定值来自两部分，一是配方设定的标准工作点筒壁温度，二是来自烘后水分PID调节的水分偏差值。生产过程中水分的波动主要依靠调节配方参数中的标准工作点筒壁温度。
1.3热风系统
热风系统是为烘筒提供工艺热风的装置，主要由空气加热器、风机、热风管道、风量调整阀门、铂热电阻组成。热风分为两路，一路由前室进入烘筒，与梗丝顺流接触，使梗丝受热均匀，并带走蒸发的水分，湿热废气则从出料端顶部由除尘与排潮系统抽走。由于热风流量低，因此不能把热风当做梗丝烘干的主要手段；另一路热风进入后室，用于加热旋转筛网筒，防止排潮废气冷凝结露。热风温度可根据工艺要求进行设置，控制系统自动调整热风风门调节器的开度，改变冷热风的混合比，达到控制热风温度的目的。这两路热风风量均可由安装在管道上的手动风门调节，但一般设备安装调试完成后，锁定风门开度不再调整，以保证烘丝机工作稳定。
1.4排潮系统
排潮系统主要由抽尘风机、汽尘抽箱、电动角执行器组成。排潮系统安装在烘筒后室上方，用以把蒸发的水分和灰尘快速排出，排气量由安装在出口处的电动角执行器控制阀门的开度。
2.工作原理
烘梗丝机与前端的闪蒸膨化机配合实现梗丝的膨胀干燥处理，去除梗丝中的木质气。通过烘筒高温薄板与梗丝进行接触传导，将梗丝中的水分快速蒸发，利用热风顺流将蒸发的水分带走，促使梗丝冷却定型。
热风温度、筒内薄板蒸汽压力、滚筒转速以及热风流量等因素均会导致出口烟丝水分变化，当前各卷烟厂所用型号薄板式烘丝机对水分的控制均是主要依靠是筒温、热风和排潮风量，其中筒温是控制水份的主要因素。因此，青岛卷烟厂制梗丝线采取的水份的控制策略是，在不同阶段控制不同而滚筒转速，同时稳定热风温度和排潮风量，通过控制筒壁温度来调节出口水分。
3.控制原理
青岛卷烟厂制梗丝线根据梗丝特殊结构和生产实际，对控制模式进行了适应性改造，但从控制方面仍可将烘梗丝机的工作状态分为基本状态、增压状态、预热状态 、启动状态、生产状态、高速倒料阶段、 冷却状态等五个状态[3]。
3.1基本状态
基本状态是设备停止工作时的状态，此状态下滚筒电机、热风风机等停止运行排潮风门开度为0。
3.2增压状态
在冷却状态和基本状态下，烘筒薄板内存有冷凝水，如果突然加压，水的冲击容易造成薄板渗漏，因此开始时蒸汽阀门不宜开的太大，通常固定某一开度（70%）使薄板内蒸汽压力缓慢上升，当压力达到设定值（0.2mpa）时，此状态结束。
3.3预热状态
“增压”状态结束后，系统自动转入预热状态。此状态下，经过20-30分钟预热，系统自动通过pid控制，使薄板温度和热风温度均达 到设定温度。预热完成，可以启动进料。
3.4启动状态
当入口电子秤有流量时，控制系统延时由预热状态转为启动状态。此状态下，滚筒转速为中速。在启动状态，蒸汽阀门开度和开启时间为固定值，通过修改头料蒸汽阀门开度大小和开启时间来控制头料水分的大小。在实际生产过程中，由于头料蒸汽阀门的开度比实际生产时蒸汽阀门开度大，蒸汽控制器在头料蒸汽阀门开启延时后转为自动调节，在“自动”状态下蒸汽阀门先迅速关闭后开启，由于蒸汽阀门开启较慢使薄板温度快速下降，导致出口水分波动，影响烘后水分稳定性，这就需要对蒸汽阀门开度进行人工干预，以减少薄板温度的快速下降，稳定出口水分。
3.5生产状态
当梗丝到达烘梗丝机出口水分仪探头位置，且水分达到设定水分时，延时后系统进入生产状态，启动水分控制器，此控制器根据出口梗丝水分实测值与设定出口水分的偏差大小进行计算，其结果再通过筒壁温度控制器对筒壁温度进行调整。此状态下，热风风机频率和滚筒转速与启动状态相同。
3.6高速倒料状态
当入口电子秤长时间检测不到物料流量后，系统转入高速倒料状态。此状态下，滚筒转速为高速，热风风机转速为低速，防止尾料梗丝过度烘干。当烘筒内梗丝全部倒出，系统自动转入增压状态。
3.7冷却状态
生产结束后，点击系统冷却，系统自动关闭全部热源，滚筒转速为低速，冷却完成后系统自动停止运行。
4.“干头干尾”的解决措施
“干头干尾”指的是烘丝机开始进料和尾料时由于物料流量低，烟丝或梗丝被过度烘干产生的不合格物料。“干头干尾”梗丝，水分低，耐加工性差，极易破碎，卷制成烟支，容易造成烟支空松，影响卷烟质量和产品吸味。因此，如何降低“干头干尾”量成为各个卷烟厂的重点工作，对此，青岛卷烟厂也采取了诸多有效的解决。
4.1干头梗丝的解决措施
4.1.1生产组织上，同牌号多批次梗丝连续生产，减少干头。
4.1.2料头阶段，通过调整热风风机频率，减少热风风量。
4.1.3根据人工经验，合理设置启动状态阀门开度和阀门开启时间。
4.1.4系统转入生产状态后可对蒸汽薄膜阀开度进行手动调节，进而调整薄板温度。
4.2干尾梗丝的解决措施
4.2.1生产组织上，同牌号多批次梗丝连续生产，减少干尾。
4.2.2系统进入高速倒料状态，提高滚筒电机转速和降低风机频率。
4.2.3高速倒料状态，关闭蒸汽薄膜阀，使薄板温度迅速下降。
5.应用体会
SH626型薄板式烘丝机具有设备结构简单，性能可靠，自动化程度高，可操作性强的特点。应用于制梗丝线上时，由于梗丝的特殊性及生产实际，在应用过程中也存在着头料出口水分难控制，人工干预较多的情况，生产过程中各pid控制响应速度快，人工干预较少，水分控制稳定。
参考文献
[1] 陈韡.SH6型薄板烘丝机在金桥制丝线的应用【J】.《硅谷》.2013 -17 -87-87,76
[2] 杜云丽.SH626型烘丝机的自动控制策略及其参数设置优化【J】.科学论坛.2009
[3] 曾清.烟丝烘干系统的控制策略【J】.中国新技术新产品.2008