梗絲低速氣流干燥機SH23B控制特點及應用存在問題

許世民

（河南中煙黃金葉生產制造中心設備管理部，河南 鄭州 450000）

梗絲低速氣流干燥機SH23B控制特點及應用存在問題

許世民

（河南中煙黃金葉生產制造中心設備管理部，河南 鄭州 450000）

梗絲在線膨脹干燥技術在煙草行業普遍使用，文章系統介紹新型梗絲低速氣流干燥機SH23B控制特點，有五個工藝控制點，采用六個工藝控制點，正常工作時均處于自動調節狀態，形成閉環回路控制，能夠使干燥后梗絲水分控制穩定均勻，造碎低，滿足生產工藝需求。

梗絲低速氣流干燥機；工藝控制點；PID工藝；水分穩定性

1　SH23B梗絲低速氣流干燥機結構

SH23B型梗絲低速氣流干燥機主要由閃蒸膨化裝置、進料氣鎖、進料管道、干燥塔、切向氣料分離裝置、旋風除塵器、回風管道、循環風機、排潮及冷熱風分配管道、熱風爐、冷熱風混合箱、蒸汽加熱器、檢修平臺、電控柜以及水、氣、汽管路系統等組成（見圖1）。

圖1　系統結構組成圖

2　SH23B梗絲低速氣流干燥機工作原理

加料回潮梗絲（35～38%MC）由進料振槽均勻地將梗絲送入進料氣鎖、經氣鎖落下的梗絲由飽和蒸汽將梗絲吹入文氏管，通過文氏管產生壓力差使梗絲能得以迅速膨化。膨化后的梗絲通過切向落料器進入氣鎖，隨之落入進料管道。在梗絲膨脹時梗絲和蒸汽直接接觸，蒸汽品質會影響干燥梗絲水分，為了保證蒸汽品質，增加功率為40kW加熱器對膨脹蒸汽加熱。

SH23B干燥部分則采用“短管+倒錐管”相結合的氣流干燥方法。其原理是：梗絲落入進料管道以后，由熱風將物料送入干燥塔，在進料管道的出口處有一個均料輥，均料輥在電機的帶動下旋轉的同時將物料均勻地拋灑在干燥塔內，均料輥的另一個作用是吸收了物料和進料熱風的一部分動能，降低了物料和熱風在干燥管內的運動速度，降低了物料和干燥塔內壁的撞擊力，減小梗絲的造碎。

物料被均勻拋灑進干燥塔后，另一路熱風由干燥塔底部吹入，使物料懸浮在塔內向上移動，由于干燥塔是上大下小的倒錐形結構，風速從下到上是逐漸減小的，而梗絲不斷地脫水，重量由重變輕，不會因風速降低而往下沉，基本上是處于勻速向上運動，水分小的較輕梗絲會運動快點，水分大較重的梗絲將運動慢一點，因此采用這種干燥方法梗絲會自行調節水分，使干燥后的梗絲趨于一致。較重的梗頭，團塊等重物將直接落到干燥管道底部由除雜裝置排出。

干燥后的梗絲經切向落料器實現氣料分離，成品梗絲由出料氣鎖排出，回風經兩個旋風除塵器除塵后，由循環風機抽回，經排潮后分兩路（由伺服氣缸控制），一路進入熱風爐加熱，另一路不進熱風爐加熱，兩路風在混合箱混合后再次作為工藝干燥熱風利用。

3　SH23B梗絲低速氣流干燥機控制特點

SH23B控制系統一共有一臺主柜和4個子站，硬件包括西門子S7-400系列PLC，3套ET200S子站系統，一臺MP377觸摸屏，4臺丹佛斯變頻器等，系統內部的用PROFINET網絡，由PLC作為主站，設備按功能及相對位置劃分從站（包括I/O子站箱（ET200S）、變頻器和工控機）；上層主干網絡采用工業以太網，用于中控與現場PLC數據采集，也與梗絲段其它PLC進行通訊；

SH23B梗絲干燥機有五個工藝控制點，采用六個PID工藝控制，正常工作時均處于自動調節狀態，形成閉環回路控制：

（1）出口水分控制：根據設定的出口水分與實際水分的比較，調節冷熱風分配風門的開度，使出口水分達到工藝要求。

（2）爐膛負壓控制：點火前，引風機運行在固定6HZ的頻率，點火后，小火時，爐膛負壓設定為3mbar，小火轉大火時，引風機先開到固定20HZ運行，運行20S后，再跟蹤爐膛負壓4mbar，系統自動調整尾氣風機的工作頻率，使爐膛負壓穩定在4mbar左右。

（3）閃蒸蒸汽流量控制：當混合風溫度達到設定溫度時，飽和蒸汽開始噴射，流量為700kg/h（對應來料流量是1600 kg/h），減壓后蒸汽壓力為0.5MPa，蒸汽工作壓力為0.2～0.4MPa，通過蒸汽流量來調節薄膜閥的開度。冷卻時蒸汽停止噴射。

（4）增濕蒸汽流量控制：有兩種情況，①當熱風爐出口溫度到達160℃時，開啟模擬蒸汽閥門，流量為50kg/h，蒸汽壓力為0.5MPa，一直持續到熱風爐出口溫度到達180℃為止；②生產開始后，等到上游設備的皮帶秤瞬時流量到達180 kg/h以上，開啟模擬蒸汽閥門，流量為50kg/h，蒸汽壓力為0.5MPa，一直持續到進料皮帶上方的探料光電開關檢測到物料為止。

（5）增濕水流量控制：當熱風爐出口溫度到達設定溫度時，改加模擬水，此時即為待料狀態。等到上游設備的皮帶秤瞬時流量到達300 kg/h以上，停止加水。

（6）熱風爐出口風溫度回路：溫度傳感器作為反饋，將燃燒器的設定溫度和溫度傳感器采集的實際溫度通過AO模塊輸出給燃燒器的RWF-40比調儀，比調儀控制伺服電機的連桿機構來調節油或燃氣閥開度和燃燒器底部的風門開度，從而控制火焰的大小，達到穩定溫度的作用。

工藝控制點采用閉環控制回路，能有效控制干燥梗絲水分穩定性和控制精度，水分控制在±0.5%以內，提高梗絲整絲率，梗絲整絲率一般可以達到91%，降低梗絲造碎率，碎絲率一般小于1.5%。

4　SH23B梗絲低速氣流干燥機使用中存在問題

SH23B梗絲干燥機采用的是RDK160-00型間接式燃油和燃氣兩用熱風爐，間接式熱風爐進行熱交換，燃燒器熱風和工藝干燥熱風完全隔離，并能進行充分的熱交換。間接式熱風爐最主要性能指標就是換熱效率，熱交換面積越大，熱轉換率越高，熱風爐的節能效果越好，爐體及換熱器的壽命越長。反之，熱交換效率也可以從排出煙氣溫度上看出。煙溫越低，熱轉換率越高（見圖2）。

SH23B梗絲干燥機熱風爐最大換熱量160萬kcal/h，換熱風量為58000m3/h，熱風排潮后循環使用，回風溫度為120℃，回風是5%的含塵濕空氣；最高工藝干燥溫度260℃，允許波動±3℃。

圖2　RDK160-00型間接式燃油熱風爐內部結構圖

但SH23B低速梗絲干燥機是江蘇智思機械集團有限公司最新研制的設備，黃金葉生產制造中心使用的3000公斤/小時生產能力的低速梗絲干燥機設備是全國第一臺，運行使用不到一年半時間，熱交換器靠近爐膛的熱交換管一部分已燒蝕透，與干冰膨脹線相比，干冰線工藝干燥溫度340℃，但熱交換器能用4年多時間，且三班運行，因此，SH23B低速梗絲干燥機熱交換器選型不合適，建議設備選用熱交換器時，選用耐溫性能、耐腐蝕性能更好的材料熱交換器。

［1］唐輝.現有煙拐剔除篩的使用現狀及改進措施［J］.南方農機，2016，（1）：28.

［2］高玉梅，李輝，孫革，等.新型葉絲、梗絲高膨脹干燥設備的設計應用［J］.煙草科技，2008，（10）：12-15+29.

TQ643+.13

A

1671-3818（2016）09-0117-02