煙葉烘烤自動加煤系統工作原理及試驗研究

中國煙草總公司重慶市煙草公司奉節煙草分公司　肖鵬　 陳天才　張欽松　王振國　尹朝先河南農業大學機電工程學院　劉勇敢　王韻翔　王振鋒　丁攀

煙葉烘烤自動加煤系統工作原理及試驗研究

中國煙草總公司重慶市煙草公司奉節煙草分公司肖鵬 陳天才張欽松王振國尹朝先
河南農業大學機電工程學院劉勇敢王韻翔王振鋒丁攀

烤房是烘烤煙葉中不可缺少的專用設備。隨著生產力的發展，烤房也正在不斷更新換代。自21世紀以來，由于現代煙草農業的不斷發展，密集烤房在我國的烤煙種植地區普及率逐年提升。密集烤房采用了溫濕度自動控制儀、強制循環風機等烘烤設備，使得煙葉的烘烤質量明顯提高，同時煙葉烘烤用工減少，烘烤成本顯著降低。但烘烤設備自動化、智能化程度仍較低，多數環節還需人工操作，因此，對密集烤房自動化控制設備的研制十分必要。現將煙葉烘烤自動加煤系統工作原理及試驗研究介紹如下：

一、工作原理

煙葉烘烤自動加煤系統集自動進煤、自動加熱、自動控溫、自動排濕于一體，由自動控制器控制自動進煤裝置，基本實現了烘烤過程燃料添加的自動化。煙葉烘烤時，通過裝在烤房中的溫濕傳感器采集烤房中的溫度及濕度參數，傳遞給控制系統進行控制，或烘烤人員根據煙葉性質自行設置烘烤，即時調整烘烤溫度、濕度和時間，并根據烘烤不同階段對熱能的需求特點靈活設置加煤時間的長短來實現自動加煤。密集烤房自動加煤系統如圖1所示。

二、試驗研究

（一）試驗材料

試驗烤房為氣流下降式臥室密集KH-3型烤房，空炕烘烤。試驗用煤為重慶奉節黑灰煤、湖北褐色油石煤及內蒙古低硫煤。樣品煤如圖2所示。

（二）燃燒試驗

選用不同品質的煤進行燃燒，控制儀設定目標溫度，待設備運行穩定，分別觀察不同煤質樣品煤的燃燒情況，觀察記錄燃燒后煤渣情況，每隔15min記錄1次實際溫濕度與目標溫濕度以及加煤量。

圖1　密集烤房自動加煤系統

1.不同樣品煤燃燒情況及煤渣成分

圖3、圖4分別為湖北褐色油石煤、內蒙古低硫煤的燃燒火勢以及燃燒煤灰成分。

2.自動控制儀的目標參數設定及數據記錄

試驗過程中，調整儀器的各項目標參數，根據國家煙草專賣局推廣的三段六步式烘烤工藝要求設定溫度、濕度工藝曲線，使其正常運轉。自動控制儀調整如圖5所示。烘烤過程中每隔15min記錄1次烤房內情況，并進行記錄試驗中的其他操作及時間。

自控儀的目標溫濕度與實際測定溫濕度如表所示。

自控儀的目標溫濕度與實際溫濕度表

圖2　樣品煤

圖3　湖北褐色油石煤燃燒情況及灰分

圖4　內蒙古低硫煤燃燒情況及灰分

圖5　自控儀調整

三、試驗結果分析

經試驗分析得出，煙葉烘烤自動加煤系統選用內蒙古低硫煤，煤炭顆粒直徑在4～6cm，烘烤時設備控溫性能最佳；重慶奉節黑灰煤燃燒性差，易結渣堵塞爐體補風縫隙，升穩溫困難，不宜選用；湖北褐色油石煤燃燒不充分，結渣多，不易清渣，且穩溫效果差。由于粉碎后的煤塊片狀較多，燃燒時煤塊與空氣接觸不充分，需人工定時清理，如圖6所示。而且在加煤過程中會不可避免地產生粉末狀的煤粉，這些煤粉會堵塞燃燒室下方鼓風縫隙，使煤塊得不到充分燃燒，浪費能源。

圖6　人工清理

通過對煙葉烘烤自動加煤系統調研分析，發現選用熱量大、含硫量低、直徑為3～5cm、形狀為偏球形的煤塊燃燒效果會更好。因為選用偏球形煤塊時可以使相互接觸的煤塊之間的間隙更大，煤塊與空氣的接觸面積比其他形狀大，從而可以令煤塊得到充分燃燒。所以自動加煤機的煤質以不結渣、熱量高、大小均勻并且形狀為偏球形為宜。

中國煙草總公司重慶市公司科技計劃項目（KJCXM-03-02）】