探討卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)的改進

　　摘 要：作為卷煙廠中煙絲輸送中的一個重要環(huán)節(jié)，風(fēng)力送絲系統(tǒng)所能發(fā)揮的功效，對產(chǎn)品的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。如何對風(fēng)力送絲系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，以使其在風(fēng)力送絲過程中減少煙絲的造碎，同時還提高成品卷煙的內(nèi)在質(zhì)量。本文簡單探討了卷煙廠中舊風(fēng)力送絲過程中存在煙絲損耗、然后從新送絲系統(tǒng)風(fēng)速平衡原理和解決煙絲造碎技術(shù)難題的方法兩個方面論述了對卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)的優(yōu)化。
　　關(guān)鍵詞：卷煙廠 風(fēng)力送絲 系統(tǒng)改進 優(yōu)化
　　中圖分類號：TS43文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0104-02
　　在卷煙加工過程中，煙絲輸送是將貯絲柜中的煙絲輸送至卷煙機的工藝環(huán)節(jié)。當(dāng)前國內(nèi)大多通過氣力送絲的方式或者小車送絲的方式來進行煙絲的輸送。小車送絲的輸送方式表現(xiàn)出了煙絲造碎率少的優(yōu)點，它還可以保證卷煙機臺得到相同結(jié)構(gòu)的煙絲，但是它有一個缺點就是在維護過程中比較困難而且故障經(jīng)常發(fā)生，運行的成本也較高。風(fēng)力送絲系統(tǒng)是多數(shù)卷煙廠首選的輸送方式。風(fēng)力送絲較之于小車送絲，管理維護起來較為方便，還有布置靈活的優(yōu)點。適用于不同距離的水平、垂直或曲線輸送，還可以在物料輸送的同時起到松散、去雜和除塵的作用，但系統(tǒng)的煙絲造碎問題則成了一大難題。
　　1 簡析卷煙廠舊風(fēng)力送絲系統(tǒng)過程
　　在卷煙廠舊風(fēng)力送絲過程當(dāng)中要經(jīng)過從貯絲柜到卷接機臺輸送流程。在這個輸送過程中是由風(fēng)力系統(tǒng)來完成的。然而，實際運行過程當(dāng)中舊風(fēng)力送絲會出現(xiàn)煙絲損耗的現(xiàn)象。通過分析發(fā)現(xiàn)風(fēng)力送絲系統(tǒng)在風(fēng)力輸送過程當(dāng)中會影響到煙絲質(zhì)量，其主要原因表現(xiàn)在以下方面。
　　首先對風(fēng)速會產(chǎn)生一定影響，舊的系統(tǒng)每個機組不但風(fēng)速的大小無法保證，而且對于風(fēng)速的穩(wěn)定性同樣無法保證。
　　其次表現(xiàn)管道內(nèi)表面的影響。在舊的系統(tǒng)中會發(fā)現(xiàn)部分連接管多采用波紋軟管，在波紋軟管內(nèi)表面很粗糙，這種粗糙度直接影響到了煙絲的造碎率，而且這種造碎率非常高。直接造成了煙絲不能得到充分的造碎程度。
　　最后風(fēng)力系統(tǒng)中存在的管道彎頭和相應(yīng)的拐彎角度的影響。在舊的風(fēng)力系統(tǒng)中管道彎頭很多，而且有些管道彎頭的拐彎角度又很小，這就在風(fēng)力送絲過程當(dāng)中增加了煙絲的造碎，對煙絲的輸送順暢產(chǎn)生了很大的阻礙。
　　通過對上述舊風(fēng)力送絲過程中煙絲損耗主要原因的分析，我們對風(fēng)力送絲系統(tǒng)進行了科學(xué)合理地優(yōu)化改進工作，以期得到風(fēng)力送絲過程中對煙絲損耗的減少和資源浪費。
　　2 優(yōu)化設(shè)計改進新風(fēng)力送絲系統(tǒng)
　　2.1 新送絲系統(tǒng)風(fēng)速平衡原理
　　2.1.1 風(fēng)力送絲系統(tǒng)新技術(shù)裝置介紹
　　風(fēng)力送絲系統(tǒng)由物料輸送和除塵兩部分組成。當(dāng)設(shè)置于系統(tǒng)尾部的風(fēng)機啟動后，系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓，煙絲和空氣從喂絲機一起被吸入密閉的料管，煙絲在料管中經(jīng)風(fēng)力輸送給卷煙機，而含塵空氣則沿回風(fēng)管經(jīng)除塵器凈化后排入大氣。
　　在風(fēng)力送絲系統(tǒng)中，衡陽三力高科技開發(fā)公司研究開發(fā)了“系統(tǒng)主管自動經(jīng)濟組合補風(fēng)”和“與單臺風(fēng)速實時調(diào)節(jié)”技術(shù)及裝置，成功地解決了風(fēng)力送絲系統(tǒng)中存在的輸送風(fēng)速大、不穩(wěn)定的技術(shù)難題。該技術(shù)已在廣州、北京、上海、杭州、常德、長沙、保定、淮陰、郴州、滁州、湛江、徐州、重慶、濟南、青州、遵義、安陽、洛陽等卷煙廠的風(fēng)力送絲系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟效益。
　　衡陽三力高科技開發(fā)公司研制的“主管自動補風(fēng)”和“風(fēng)力平衡調(diào)節(jié)”技術(shù)及裝置，具備風(fēng)力自動平衡功能，能將風(fēng)送速度控制在設(shè)定值15～20m/s的范圍內(nèi)（風(fēng)送正常時段）。該裝置由設(shè)置回塵主管道上的壓力傳感器和風(fēng)量檢測裝置、設(shè)置在每臺卷煙機回塵支管上的風(fēng)速儀、電動控制蝶閥以及PLC控制系統(tǒng)等組成。
　　2.1.2 新送絲系統(tǒng)風(fēng)速平衡原理
　　風(fēng)速穩(wěn)定原理：（1）系統(tǒng)管網(wǎng)靜態(tài)平衡：我公司回風(fēng)管網(wǎng)采用“集束管形式”與“對稱平衡布置式”相結(jié)合，保證系統(tǒng)管網(wǎng)的靜態(tài)阻力基本一致，從而確保系統(tǒng)送絲管道的風(fēng)速在不加任何調(diào)控靜態(tài)的情況下基本一致，從而確保系統(tǒng)送絲管道的風(fēng)速在不加任何調(diào)控靜態(tài)的情況下基本一致，有利于系統(tǒng)的動態(tài)平衡的調(diào)節(jié)。（2）系統(tǒng)調(diào)節(jié)動態(tài)平衡：主管自動補風(fēng)，確保主風(fēng)機運行工況穩(wěn)定；單臺機組吸絲風(fēng)速自動微調(diào)，控制風(fēng)速V≤設(shè)定值（風(fēng)送正常時段）。如此怎樣可以使得系統(tǒng)的總風(fēng)量實現(xiàn)穩(wěn)定，又可以保證各個送絲管之間風(fēng)速的平衡呢？作為一項新創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)生，如何實現(xiàn)這個問題的解決呢？因為在每一個系統(tǒng)中，卷煙機之間各個吸絲管道的長度不同，各個除塵管道的長度也不一樣，所以產(chǎn)生的各個支路的阻力也不等同。而實際工作當(dāng)中系統(tǒng)的總風(fēng)量不可能實現(xiàn)各臺卷煙機接收風(fēng)量的平均，換句話，每臺卷煙機的吸絲風(fēng)量不會均為Q，這時為了實現(xiàn)風(fēng)速的微調(diào)就可以通過對每臺卷煙機風(fēng)力自動調(diào)節(jié)進行設(shè)置、還可以通過卷煙機回塵支管上的風(fēng)速儀進行設(shè)置。實際運行過程中，系統(tǒng)對有超過風(fēng)速設(shè)定值V且呈上升趨勢的狀況時進行調(diào)節(jié)，而對風(fēng)速低于V且大于安全輸送速度的情況不進行人為干預(yù)，確保低速送絲的同時，減少風(fēng)速波動造成的煙絲造碎。通過上述調(diào)節(jié)，無論系統(tǒng)供絲機臺多少，都可以保證系統(tǒng)風(fēng)量和料管風(fēng)速穩(wěn)定在設(shè)定的范圍之內(nèi)。
　　2.2 優(yōu)化設(shè)計改進新風(fēng)力送絲系統(tǒng)
　　在風(fēng)力送絲系統(tǒng)過程中不管是送絲速度過高還是速度過低都會對煙絲的造碎率產(chǎn)生直接的影響，這樣會使造碎率提高，同時會影響煙絲的內(nèi)在品質(zhì)。所以來評價風(fēng)力送絲系統(tǒng)的好壞，看其能否提供合適、穩(wěn)定的送絲速度作為首要的評判標(biāo)準(zhǔn)。通過保證合適穩(wěn)定的風(fēng)速來保證煙絲的質(zhì)量和造碎。上文對舊風(fēng)力系統(tǒng)存在煙絲耗損原因的觀察和目前投入風(fēng)力送絲系統(tǒng)新技術(shù)裝置的應(yīng)用實踐，針對煙絲造碎的技術(shù)難題，筆者提出了以下幾種方法。
　　（1）保證煙絲有合適、穩(wěn)定的風(fēng)速速度：①在主管的末端裝上風(fēng)量補償?shù)难b置，確保主管氣流的穩(wěn)定。通過對主管內(nèi)的壓力進行實時的檢測，來控制其開啟度，從而保證同一送絲系統(tǒng)上的任意一臺卷煙機的啟停或者在間隙要料時主管道內(nèi)的正常風(fēng)速，只有確保主管內(nèi)的氣流穩(wěn)定才能使其風(fēng)速得到穩(wěn)定；②通過壓力檢測元件來檢測主管道內(nèi)的負(fù)壓值，并把這個負(fù)壓信號實時地反饋給控制中心，通過控制中心得到數(shù)據(jù)然后再將其與設(shè)定值進行比較，從而達到對風(fēng)機轉(zhuǎn)速控制的目的，以保證工作時主管道內(nèi)的負(fù)壓值可以穩(wěn)定地保持在設(shè)定值上，通過這種方式極易實現(xiàn)風(fēng)速的穩(wěn)定和節(jié)能的目的。這樣做便可實現(xiàn)了對風(fēng)機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)來提供不同的風(fēng)送速度；③通過在現(xiàn)場操作界面上對卷接機組的送絲風(fēng)速進行設(shè)定，這樣就可以保證實際風(fēng)速可以在設(shè)定值上保持穩(wěn)定。比如我們可以通過在氣動閥門上裝一個傳感器，通過它將所測得的壓差信號傳給系統(tǒng)，經(jīng)過控制系統(tǒng)計算后與設(shè)定值進行對比，最后結(jié)果要保證在設(shè)定值的范圍之內(nèi)，這樣才能保證送絲系統(tǒng)的風(fēng)速穩(wěn)定。
　　（2）煙絲水分的預(yù)補給：為了提高煙絲的延伸度和抗拉強度，需要將煙絲的含水率進行適當(dāng)?shù)奶岣撸斫庸に嚨膶嶋H要求要低一些，為了滿足工藝要求應(yīng)當(dāng)如何提高煙絲含水率？通過在輸送過程中對煙絲水分損失給予提前補給，這樣既可以保證滿足了工藝的要求還能達到提高煙絲含水率的目的。換言之，通過對煙廠所處地理位置和空氣相對溫度的調(diào)查得出的不同結(jié)果，分別檢測出送絲過程中不同煙廠的煙絲水分損失的準(zhǔn)確數(shù)值。確保在煙絲進入喂絲機前的制絲工藝過程之前對煙絲的水分損失給予必要的給予。通過這種提前給予煙絲的水分損失的補給達到了卷接工藝的要求，也最大限度地增加了煙絲的韌性和延伸率，最終達到了降低送絲過程中煙絲造碎的目的。
　　（3）改變和控制二相流的流態(tài)：①風(fēng)力送絲流態(tài)由管道上部的飛翔流和管道下部的集團流組成。在風(fēng)力送絲過程中，管道上部的飛翔流保留了煙絲輸送的去雜、除塵和增加填充能力的優(yōu)點；煙絲在管道下部半懸浮滑動，所以煙絲在飛翔流中所受的幾中力在集團流中基本消失，這樣就避免了煙絲在輸送過程當(dāng)中會發(fā)生相互的碰撞。這樣不但可以大大降低送絲系統(tǒng)的煙絲造碎，還能提高煙絲的質(zhì)量和煙絲的耐加工性。此外，還可以大大降低系統(tǒng)輸送的風(fēng)速和能耗和節(jié)約能源的目的；②集團流態(tài)下優(yōu)化風(fēng)速的確定，流態(tài)從飛翔流過渡到集團流是一個漸變過程，沒有截然的界限。如何確定合理的輸送風(fēng)速，使煙絲懸浮滑動又不產(chǎn)生栓塞呢？輸送風(fēng)速一般是根據(jù)計算或測定出被輸送物料的懸浮速度而確定，煙絲的懸浮速度為6～8m/s。實際工作中還沒有比較可靠的理論推導(dǎo)能夠計算出最優(yōu)的輸送風(fēng)速，根據(jù)經(jīng)驗性的數(shù)據(jù)可以確定為優(yōu)化風(fēng)速為18±2m/s；③在保證合理的輸送風(fēng)速之后如何對風(fēng)送系統(tǒng)的風(fēng)速進行穩(wěn)定？在對常規(guī)送絲系統(tǒng)的觀察中看到它仍通過重力調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。其工作原理是：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)某些卷煙機不需供絲時，系統(tǒng)負(fù)壓會增加，產(chǎn)生的壓力差驅(qū)動調(diào)節(jié)閥開大間隙，增大補風(fēng)量，反之，則逆向動作。實際上，由于供絲時間的短暫性和調(diào)節(jié)閥動作的滯后性，加上各支管風(fēng)量的不均勻性，使得各送絲支管的風(fēng)速難以穩(wěn)定和控制。
　　3 結(jié)語
　　通過對卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)的改進可以有效降低煙絲造碎率、提高卷煙產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。不但給企業(yè)節(jié)約了成本，還增強了企業(yè)競爭力。通過對風(fēng)力送絲系統(tǒng)的改進和優(yōu)化可以為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益，所以卷煙廠在未來風(fēng)力送絲系統(tǒng)的探索和改進工作仍然任重道遠(yuǎn)、勢在必行。
　　參考文獻
　　[1]陳良元.卷煙生產(chǎn)工藝技術(shù)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002.
　　[2]于建軍.卷煙工藝學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.
　　[3]邵國洋.篩分振動分配機在風(fēng)力送絲系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煙草科技，2004（7）：7-9.
　　[4]毛偉俊，熊善初.水平側(cè)吸式煙絲氣力輸送系統(tǒng)[J].煙草科技，2006（7）：14-16.
　　[5]國家煙草專賣局.卷煙工藝規(guī)范[M].北京：中央文獻出版社，200