幾種打葉復烤設備的技術改進

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(1 湖南農業大學農學院， 長沙 410128； 2 貴州煙葉復烤有限責任公司貴陽復烤廠，貴陽 550081；3 貴州煙葉復烤有限責任公司畢節復烤廠，畢節 551700)

2012-07-14

陳隆暉(1988—)，男，貴州錦屏人，碩士研究生，Email:254996200@qq.com。

幾種打葉復烤設備的技術改進

陳隆暉1,2，王國斌1,3，劉洋1,3

(1 湖南農業大學農學院， 長沙 410128； 2 貴州煙葉復烤有限責任公司貴陽復烤廠，貴陽 550081；3 貴州煙葉復烤有限責任公司畢節復烤廠，畢節 551700)

打葉復烤設備的技術改進對煙葉質量的提高有著非常重要的意義。在對熱風潤葉機、打葉機的技術改造問題進行探討的基礎上，深入分析了打葉復烤設備技術改造的重要性，以期能夠對打葉復烤工藝配套設備的整體改造提供一些實質性的建議。

烤煙；打葉復烤；設備；技術改進

改進打葉復烤設備工藝是保證企業技術領先，提高煙葉復烤質量，增強集團核心競爭力的重要組成部分[1～5]。設備是實現工藝的最基本條件，沒有可操作性的設備是不可能滿足生產工藝的，也不可能生產出好的產品[3]。以下主要就熱風潤葉機、打葉復烤機以及新型打葉復烤工藝配套設備的技術改造問題進行討論。

1 熱風潤葉機的技術改造

潤葉機主機設備，在設計中過于理想化，未考慮到環境因素和人為因素，導致潤葉溫度很難提升，水分控制效果差。其根本原因在于主機存在缺陷[6，7]。第一，除雜篩鼓和毛刷的設計不合理,造成風管睹塞,回風不暢，筒內的循環風力和風速受影響。第二，溫控傳感器安裝位置不合理。在入口處安裝溫控傳感器僅限于對入口溫度的測量而對循環風溫度沒有起到真正測量效果，對溫度控制起不到實際監測反饋作用。第三，在回風入口處未加裝過濾裝置，導致麻絲和細小葉片容易被吸到風管內，造成風管睹塞，影響回風效果。解決方法：取消除雜篩鼓和毛刷，加裝過濾網板置于回風口和除雜箱體，把安裝于入風口處的溫控熱電偶改裝于回風口處。該方法實施后，成功解決了潤葉筒溫度難以提升問題，煙葉水分控制效果改善明顯，并可以在不停機的狀態下對設備進行清理保養，保障了生產連續性[8，9]。

2 打葉機的變頻調速技術改進

2.1 打葉線機械和調速系統原理

打葉機是打葉線的主要設備，它通過打輥的高速運轉將煙葉梗葉剝離，然后通過打葉風分機將煙梗和葉片分離，電機功率都在22千瓦以上。打葉機打輥轉速的調節是通過電機縮張皮帶輪、齒形皮帶以及電機與打輥距離手動機械調節來實現的[10,11]。

當電機與打輥距離調小時，縮張皮帶輪的皮帶運行半徑增大，變速比增大，從而打輥轉速增大；反之，電機與打輥距離調大時，縮張皮帶輪的皮帶運行半徑減小，變速比減小，打輥轉速也減小。由于機械調速有很大的局限，因而調速范圍較窄，同時機械調速操作極不方便，不能滿足打葉生產工藝的要求[12]。

2.2 PWM變頻器在打葉機中的技術應用

2.2.1 工作原理

打葉機的負載由空載和煙葉流量兩部分組成，煙葉流量越大，打輥負載越大，煙葉流量越小，打輥負載越小。由于煙葉在預處理工段過程中，是通過電子皮帶秤來實現恒流控制的，因而打輥負載屬于恒轉矩負載。

PWM變頻器的啟動、停機等是由主控柜的可編程序控制器進行控制的。當打葉機后序電機啟動后，由PLC向打輥變頻器發出自動啟動信號，打輥開始啟動，當啟動到一定頻率值時向PLC傳送頻率達速信號，操作人員可根據來料煙葉等級、水分和大中片率情況直接操作變頻器增/減打輥轉速。如：按實際生產經驗，上等煙的一打轉速調至550～590 r/min，中等煙的一打轉速調至600～650 r/min[10～12]。

在電機出現故障時變頻器會送入主控柜PLC聲光報警，控制全線停機。

2.2.2 變頻器主要參數設定

確認主、控線路連接無誤以后，主電源通電，即可進行變頻器主要參數的設定：(1)P01——選擇何種方法啟動變頻器。0：使用面板鍵，l：使用控制電路FWD或REV端子。(2)P02——設定電機運行最高頻率。(3)P03——基本頻率。設定變頻器V/F輸出特性中電壓恒定時的頻率，三相異步電機設為50 HZ。(4)P05——啟動加速時間。根據負載大小、電機容量確定加速時間，過小容易過流，因此應選擇適當。(5)P06——減速停止時間。不宜過小，過小容易造成過壓。(6)P07——選擇自動/手動轉矩提升模式。0.0：自動提升，0.1～20.0：手動提升。(7)P09——電子熱過載繼電器電流設定值。一般設定為100～120%Ie。(8)P11——頻率上限值。設定值不大于基本頻率。(9)P29——轉矩矢量控制。0：不動作，1：動作。(10)P51——過載預報電流值。基設定值應低于P09值。(11)P76——反向旋轉禁止。0：無效，l：有效。(12)P86，P87，P88——分別為電機銘牌功率、額定電流和空載電流。(13)P90——選擇電機調諧功能。0：不動作，1：自動調諧，即自按基本頻率調諧電機一次側電阻和漏抗[2，10]。

2.2.3 PWM變頻器在打葉復烤中運用的實際效果與意義

一是大幅度降低了維修費用。以往打葉機單臺每年至少需要更換2條進口齒形皮帶，采用PWM變頻器以后，將調速輪改為通用的皮帶輪，調速皮帶改為普通三角皮帶，僅此一項，5臺打葉機一年可節約5 2 3600元/根=36 000元；還未計算因更換皮帶而造成的生產誤工和人工消耗。同時電機啟動平滑性能好，延長了電機的使用壽命，變頻器對電機的各種保護功能使電機處于安全運行狀態，減少了維修開支。

二是節約了大量的電能。原調速系統中，30千瓦電機始終是滿載運行，額定電流為58安。經我們實測(可從變頻器中直接讀出)，當變頻器運行時，電機運行電流平均為25A，若原電機額定功率為P1，變頻器運行時電機功率為P2，則有：

P2=(25/58) ×P1 ×00%=43.1%P1

即變頻器運行時電機功率為原系統電機運行時的43.1%，按單班8 h計算，一天8臺打輥電機可節約的電量為：

(30+30+30+30+22+22+22+22)kW×(l-43.1%)×8h=946.8(度)

由此可見，節電的幅度相當大。

三是改善了生產工藝，提高了打葉質量。經抽樣檢測，相同等級的煙葉(如 C3F)經變頻器調速打葉后，大中片率由原來的82.1%上升到88.7%，凈增加6.6%，其效果非常明顯，由此帶來了可觀的經濟效益。

四是在其他工藝段中運用效果也很明顯。在對打葉變頻器進行技術改造以后，我們根據實際使用效果，先后對打葉拋料器、一潤、二潤、篩砂筒和葉片復烤機的回潮風機等進行了變頻改造，均取得很好的效果。

3 打葉復烤工藝配套設備的技術改造

3.1 背景

隨著卷煙企業品牌整合的發展，優質原料的供應已成為制約卷煙產品質量進一步提高的主要因素[13]。為滿足大品牌對原料的要求，確保同一地區、同一品種、大批量原料品質的一致性，不同地區原料的互補性，為卷煙企業高端、高檔品牌提供特色優質原料保障，必須建立煙葉分級體系及原料模塊加工體系，采用全新工藝理念和模式對主導型煙葉進行加工，有效解決原料與葉組配方、品牌需求脫節的問題，為產品質量的穩定打下堅實基礎。

因此，為提升煙葉質量，大部分復烤企業提出，要對煙葉的使用價值進行重新分析和定位，并找出不同煙葉的最佳生產工藝指標。同時，通過葉尖分切打葉技術的運用，較好地實現葉梗分離，使得主線葉片結構更加完整，中片比率、長梗比率提高，造碎降低，比率摻配后同批次煙葉化學成分更加均勻。另外，通過對葉基輔線添加生物制劑，有效地控制并降低煙葉的有害物質，從而提高煙葉的內在品質。所以，必須進行配套工藝設備研究，為新的打葉復烤工藝提供硬件技術支持[14～17]。

3.2 對打葉復烤工藝配套設備技術改造的建議

(1)提升專業技術人員能力、水平。組織專業技術人員進行新型預處理技術配套設備、新型葉梗分離技術配套設備、新型復烤技術配套設備的工藝技術調研，加強培訓，不斷提升技術員的能力和水平。同時，邀請國內專業公司作專項技術交流，以得到更權威的技術支持。

(2)在預處理段增加煙葉智能配方設備，實現煙葉配方復烤。這是一套智能化打葉信息控制系統，主要是通過將不同等級煙葉投入一路配方單元，在單元出口處由電子皮帶秤對投入煙葉數量準確計量，達到精確控制配方，從而有效實現煙葉配方復烤。

(3)在預處理段增加風選除雜設備。由于原煙與塑料、紙片、麻絲之間的密度重量不同，其懸浮速度不一樣。通過垂直氣流的空間，塑料、紙片、麻絲等輕物質會隨氣流上升，而原煙會在重力作用下落下。因此，為了使原煙與雜物分離，達到風選效果需使用一個垂直氣流空間-風分倉，并且風分倉的分離空間高度足夠高，才能使雜物充分分離出來。但是，如果進入風選除雜系統風分倉中的原料速度很低，其原煙與雜物未形成線路不一的拋弧軌跡，則原煙在分離室內將得不到充分散開，風分效率降低。所以，在進入風分倉前引入高速皮帶機，使原煙獲得一定慣量。原煙質量越大，獲得的慣量越大，進入分風倉的塑料、紙片、麻絲等的速度不一樣，產生的拋弧軌跡也不一樣，進而使煙葉在分風倉內分布更廣、更均勻，分選效果更佳。

(4)改進打葉風分系統設備。實現打葉機風選風門調節閥的自動控制，保證風速、風壓恒定，降低風送造碎，提高葉、梗純度。

(5)改進潤葉機霧化系統，增加一定數量的溫度傳感器和自動風閥，實現溫度、水分的自動調節，改善熱風系統和排濕系統，保證筒內煙葉溫度均衡，解決水漬煙和潮紅煙問題。

(6)增加水分在線監測系統。水分在線監測系統的增加，能夠實現烤片機、烤梗機回潮段煙葉出口水分自動控制，避免受人工操作水平高低及熟練程度的影響，保證產品質量的連續性和穩定性。

(7)改變儲葉柜布料方式。通過往返布料方式(大約30 min，布滿一柜后再出料)或尋堆布料方式(大約7 min，布料厚度可調，能邊進料邊出料)之間的自動切換，解決布料厚度太高，且柜底部煙葉容易結餅的問題。

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S572.09

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1001-5280(2012)07-0090-03

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.25

責任編輯：陳向科