RC80膨脹煙絲含水率控制穩定性的研究

張振

摘 要：膨脹煙絲作為成品煙絲中重要的摻配物，目前該廠現行25個牌號中均有使用，且膨脹煙絲在整個葉組配方中占比10%～30%，作為重要摻配物，其含水率控制穩定性對成品煙絲含水率穩定起至關重要作用。該文結合現場工藝路徑與現有設備，通過穩定來料流量、增加水壓穩定系統、優化加水噴嘴選型、改進排潮系統、增加濕球分離裝置5個方面著手，實施改造與優化，穩定膨脹煙絲含水率，進而穩定成品煙絲整體質量。

關鍵詞：膨脹煙絲 含水率 煙絲質量

中圖分類號：TS43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0065-03

1 背景及概述

膨脹煙絲作為成品煙絲中重要的摻配物，目前上海煙草集團北京卷煙廠現行25個牌號中均有使用，且膨脹煙絲在整個葉組配方中占比10%～30%，作為重要摻配物，其含水率控制穩定性對成品煙絲含水率穩定起至關重要的作用。～

從整體膨絲質量上看，在摻配工序膨絲含水率標準偏差高，且時常有煙絲含水率局部偏潮、發霉的問題。針對膨脹煙絲含水率控制穩定性較差的問題，結合現場工藝路徑與現有設備，通過穩定來料流量、增加水壓穩定系統、優化加水噴嘴選型、改進排潮系統、增加濕球分離裝置5個方面著手，實施改造和優化，穩定膨脹煙絲含水率，進而穩定成品煙絲整體質量。

2 目的

基于現場工藝路徑，對已由設備進行優化及改造，最終實現穩定膨脹煙絲含水率控制的目的。

3 內容及主要成果

對影響膨脹煙絲含水率控制穩定性的因素進行分析，結合現有工藝路徑和設備，在此基礎上主要展開了以下研究。

（1）穩定膨脹RC-80入口物料流量；

（2）增加定水壓穩定系統；

（3）優化加水噴嘴選型；

（4）改進排潮系統；

（5）增加濕球分離裝置。

在所有改造實施完成后，對比2015年10～11月與2014年11～12月摻配工序膨脹煙絲含水率標準偏差情況如表1所示。

從MES數采數據分析可以看出，統計周期均為2個月，實施后各牌號摻配膨絲含水率標偏均值較之前均有降低，最大值、最小值較之前也有降低，且標偏明顯降低，整體含水率控制較實施前穩定。

4 關鍵技術及創新點

膨脹煙絲含水率控制的主要環節在膨脹熱端。目前制絲車間膨脹熱端的工藝路徑設置為：干冰煙絲松散—干冰煙絲膨脹—膨脹后煙絲冷卻—煙絲回潮加料—煙絲流量測量—煙絲風選。基于現有工藝和設備，主要進行如下改進。

4.1 穩定來料流量，減少設備運行中加水量大幅波動

從膨脹熱端工藝路徑看到，物料流量控制無精確計量設備，測量設備在膨脹煙絲回潮加料后，主要用于測量，同時實現負反饋控制回潮加料筒內物料加水流量，由于負反饋控制，膨脹煙絲回潮加料前物料流量的穩定對加水量控制起重要作用。

根據目前膨脹熱端額定生產能力1 140 kg/h、膨脹冷端單鍋煙絲重量（350±50）kg，通過匹配振動柜內煙絲存量與計量帶運行頻率，實現穩定流量的目的如表2所示。

選用L9（34）正交表如表3所示。

由于第一組、第四組、第七組在實際生產中不可能出現，根據實際操作經驗為了正交表的計算可以把第四組的標準偏差在第一組的基礎上加5，把第七組的標準偏差在第四組的基礎上加5。

L9（34）正交表如表4所示。

最佳方案A1B2C2，即計量帶速度27 Hz，震動柜重量500～900 kg之間，冷端單鍋時間為19 min。從3個因子的極差可知B的影響力最大，RB>RA>RC。

將實驗結果固化于日常生產，將物料流量標準偏差值由前期的60.39降至35.7，明顯穩定生產過程中物料流量，減少RC-80由于物料流量波動造成加水量波動的情況，穩定膨絲含水率控制。

4.2 改進定水壓穩定系統，消除加水過程水流量異常波動

膨脹熱端處于車間供水的最末端，較車間其他工序更易出現水壓不穩的現象，直接影響RC-80加水的正常進行，對含水率控制造成嚴重影響。2013年9月制絲車間為解決膨絲回潮加香機水源壓力不穩定的問題，已于RC-80安裝一臺小型壓力補水裝置（定壓罐12.10），安裝后可在一定水壓范圍內阻尼瞬時水壓的波動，對穩定膨絲回潮加香機水源壓力起到了一定作用。

在實際運行過程中出現水量持續低落情況下的水壓不足問題，原有定壓罐無法解決，故該次基于原RC-80配管柜西側加裝一套穩壓系統，與原定壓罐12.10配套使用，根據實際情況與原RC-80系統接入或斷開，調節定壓罐12.10穩壓調整閾值為2.2 bar，低于穩壓系統啟動值。使用高通量減壓閥替換原系統減壓閥，減小原減壓閥的限流作用。

經過對車間現場的實際查看，穩壓系統可根據參數設定，在減壓后壓力低于2.3 bar增壓泵啟動向加水管路補水、增壓，在減壓后壓力高于2.8 bar后從加水管路泄流，軟化水流量可穩定達到210 L/h，實現了新增穩壓系統基本功能，有效消除加水過程水流量異常波動。

4.3 優化加水噴嘴選型，消除水霧化不良形成的濕球煙絲

膨脹煙絲回潮加料筒內共設11個噴嘴，其中水霧化噴嘴9個，料霧化噴嘴2個，型號、規格一致。通過長期運行發現，由秦皇島煙機公司自加工噴嘴32U000-4481空壓氣噴孔位置偏差大、噴嘴帽連接密封圈處漏水、料液噴孔高低位置不同、噴嘴底部螺紋加工精度存在偏差，無法在噴嘴座之間互換，對加水、加料霧化效果造成影響，水、料霧化不足，形成煙絲濕團，嚴重影響成品膨絲質量。

根據噴嘴的工作條件及霧化能力，確定全部更換為美國斯普瑞噴霧系統的1/4JDJ-CO-SUE18-SS-S噴嘴，在相同工作環境下，形成等效噴霧面積及尺寸，同時避免由于設計、加工缺陷造成的霧化不足、滴漏液、替換性差等問題。有效提高噴嘴霧化效果，消除RC-80生產過程中形成濕球煙絲造成物料含水率波動。

4.4 與梗線排潮管路并聯，提高整體排潮能力

RC-80排潮系統為系統自帶排潮風機，排潮能力為2 093 m3/h，從使用中看，RC-80出口排潮效果較差，蒸汽外溢現象明顯，且由于蒸汽冷凝產生濕團，對膨脹煙絲含水率控制造成嚴重影響。

針對膨脹線排潮能力不足問題，同時結合車間梗線STS排潮效果較差問題，統一進行改造。將膨脹回潮加料與梗線STS排潮管路合并，在排潮間更換大功率風機，將排潮能力提升至5 941 m3/h，在提高膨脹線排潮能力的同時提高梗線排潮能力。

4.5 增加濕球分離裝置，減少濕球造成負反饋系統誤加水

RC-80加水采用負反饋控制，當煙絲中濕球經過水分儀檢測點后，造成水分的瞬間波動，形成跳點，設備加水負反饋功能自動減少回潮筒內加水量，造成后續產品含水率偏低，再進行負反饋控制提高含水率，嚴重影響過程水分控制，并造成加水的偏差。

在水分儀前安裝濕球分離器，先進行煙絲與濕球的分離，再進行水份檢測，最后再進行剔除，既可以避免濕球引起的水分波動，也能通過風選順利剔除濕球。通過現場測量及方案確定，最終選定使用絲桿結構、螺母固定能夠上下調節的升降桿，使用套筒結構，頂絲固定能夠前后調節的伸縮桿，焊接固定能夠調節寬窄的導流板，并使用可塑性好的不銹鋼板制作導流板（見圖1）。

將分離器安裝后，由于濕球引起的水分儀跳變由8個/班次降低至2個/班次。有效地減少由于濕球引起的加水量異常現象。

參考文獻

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