卷煙廠集束式風力送絲系統的設計與應用

沈健

（廣東中煙工業有限責任公司韶關卷煙廠， 廣東 韶關 512026）

傳統的煙草送絲系統主要采取的是枝狀管網風力送絲系統，其主要通當卷煙機需求煙絲時，其就會發出信號，而控制系統在接收到信號后，會打開回風支管上的吸絲氣動閥，這樣就會形成負壓，以此通過負壓將煙絲從儲絲機送入喂絲機。此種模式管道布局靈活，而且占用空間比較下，最重要的是其輸送的效率非常高，而且便于維修與保養。但是風力送絲系統的關鍵就是要掌握風速，風速過低難以保證煙絲的供應量，而送風速度過高則會造成管道堵塞，以此造成煙絲造雖高，增加了煙絲的消耗量。因此本文設計基于集束式風力送絲系統，以此提高送絲系統的運行效能。

一、集束式風力送絲系統構成與管理

從實用角度分析，集束式風力送絲系統設計的關鍵就是要將送風系統設計成集束式，采取高阻尼風量集中補償方式。

（一）集束式官網設計。采取集束式的風力送絲系統能夠有效地實現對風速的均勻控制，例如將回風支管整齊排成束狀，通過集束器并聯匯到除塵主管。每個支管包括喂絲機、集絲箱以及回風并聯支管等部分，當然為了便于在實踐中實現送風機的快速安裝，本次設計采取集束器安裝在偏心天圓地方形式，這樣可以有效地提高送風機的工作效率，尤其是通過優化設計可以防止粉塵滯留在集束內。考慮到送風機管遠近不一致的特征，需要優化集束器的安裝位置以及修正各回風支管的管徑。

（二）單管風速微調裝置。為保證送風機在運行的過程中各支路實際風速等于設計風速的要求，必須要保證各支路阻力必須平衡，在實踐中由于各管路的長短不一致，這樣導致管路長的則可能會因為降壓最大而導致風速降低影響煙絲吸不進來。所以為了平衡阻力，需要在各支路管網上設置風速自動檢測調節裝置，這樣可以平衡各支管內的風速，進而達到調節煙絲速度的目的。風速測量儀是由一標準節流孔板和一差壓變送器組合而成。

二、集束式風力送絲風度控制原理

雖然集束式風力送絲官網系統的調節性與穩定性都要優于只枝管網系統，但是如果風速控制與整個系統不兼容，就會造成系統在運行的過程中出現震蕩失調的現象，從而影響煙絲生產效率。

（一）風速控制原理。卷煙機自帶的供料系統比較復雜，其主要是通過風力將煙絲輸入到集絲箱內，而煙絲的碎末和灰塵等則通過篩網由排塵管進入布袋除塵器，當煙絲存儲到設定量時，系統就會發出開關信號，這樣吸絲閥門就會關閉。可見在整個系統中風速的控制非常重要。必須要始終保持輸送風速的穩定。

（二）風速控制的手段。由于在整個系統中風速對于煙絲吸入具有關鍵性的影響，因此為了實現風速穩定控制的要求，選擇合適的被控參數至關重要。目前對于集束式風力送絲系統風速的控制手段主要包括：（1）恒壓控制。本次所采取的是高精度壓力傳感器測量集束器處靜壓，因此在風速測量的過程中不會受空氣的影響，因此其實現了恒壓控制。例如其主要是模擬量信號輸入子站箱的模擬量輸入模塊，經過交換機將信號傳入到PLC控制器，這樣就可以實現對風速的恒牙控制。比如當某一機組運行高于設計值時，其就可以通過調節風機頻率的方式實現。（2）支管風速調節控制。此種設計在每個支管上都安裝了差壓式孔流量計與氣動調節閥，這樣孔板流量監測回塵支管上的風速值，然后將實際測出的數值與設定值進行對比，根據對比情況對PLC控制的閥門進行調節，以此改變支路的阻力，進而保證送絲風速控制在設定的范圍內。

（三）風速控制的監控。為了保證對集束式風力送絲系統的控制，需要采取集中監控的方式。本次設計的集中監控采取的工業現場總線技術，采取西門子S7-300/400系列的PLC作為主站。各個系統的變頻器則通過PROFINET網與PLC主站進行數據交換和控制。

三、集束式管網的穩定特性測試

在風力送絲系統中，集束式管網的穩定性較好。集束式管網的管網布置特點為，各送絲支路之間是完全的并聯關系，當具有相同的輸送風速時，各送絲支路的阻抗相同，每個送絲支路的風量波動特點一樣。那么就針對集束式管網的管網結構，研究其穩定性的影響因素。為工程設計提供可靠的高穩定性系統形式。

集束式管網一般包含 4~6 個送絲支路，隨著送絲支路數目的增加，系統的穩定性變差，建圖1：

可見減小送絲支管的阻抗，增大主管段阻抗，系統的穩定性將會變差。所以在集束式風力送絲系統設計中，增大送絲支管的阻抗，減小主管段阻抗，可以提高系統的穩定性。