煙草制絲設備故障停機存在的問題及優化策略分析

趙奕喻，張碧昕，余彬煬，徐 琦

（紅塔煙草（集團）有限責任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

引言

煙草制絲設備是煙草制造企業生產的重要組成部分，生產的煙絲質量高低，會直接影響卷煙的整體質量[1]。煙草制絲設備的工作效率影響著煙草的制造量，直接關系到煙草制造企業的經濟效益[2]。當前，與國際先進企業相比，我國的煙草制造質量還有一定提升的空間，而煙草制絲這一環節成為提升煙草生產質量和效率的關鍵步驟[3]。煙草制絲設備在運行中，常出現故障，導致設備停機。在故障檢查、設備維修過程中，一方面，大大增加了人力成本和維修成本，另一方面，由于停機無法生產，也降低了煙草制造企業的經濟效益[4]。為了在激烈的國際煙草市場競爭中爭得一席之地，煙草制造企業應當針對設備故障原因，加以改進，創新升級技術，優化作業流程，最大化地發揮煙草制絲設備的作用，這樣才能夠在提升煙草制絲效果的同時保證卷煙生產質量的大幅提升，從而實現煙草制造企業經濟收益的提高[5]。為此，本文從研究煙草制絲設備的構造和工作原理出發，多方面分析導致煙草制絲設備停機的故障原因，并以此為基礎，深入探討了提高煙草制絲設備運行效率的改進措施，并拓展了煙草制造過程中質量提升的相關策略，以此為生產高質量的煙草提出了一些可行性思路。

1 煙草制絲設備結構與工作原理

隨著科學技術的發展，煙草制造企業的生產設備也實現了升級換代，煙草制絲設備較原來的制絲設備有了較大的改進。當前，煙草制絲的生產多以流水線方式作業，自動化程度不斷提高，煙草制造企業對制絲設備的運行穩定性提出了更高的要求。因此，在研究煙草制絲設備故障停機原因前，需要明確煙草制絲設備的具體結構及其工作原理。

煙草制絲設備主要分為加料機、切絲機和烘絲機三個部分。煙草原料通過加料機的入口進入，進入速度和原料質量由后臺程序控制。切絲機通過刀輥電機制動器控制切削刀片切割煙葉和煙梗，后臺程序控制切割寬度和切割速度。烘絲機通過后臺程序控制熱風的溫度和速度，將煙葉烘制到標準的溫度和濕度閾值內。最后輸出制備完畢的煙草以供后續的卷制和運輸。

2 煙草制絲設備故障停機原因分析

煙草制絲設備出現故障導致停機的原因多種多樣，本文主要從電氣故障、機械故障和外部原因三個角度進行分析，確定故障的關鍵點，以備后續改進，保障煙草制絲設備正常運行。

2.1 電氣故障

煙草制絲設備的電氣故障主要是指電氣設備零部件的性能或者是調試異常，出現運行故障。

1）切絲機電氣故障。切絲機工作狀態下，刀輥電機的溫度會持續升高，此過程中不僅出現異味，持續時間過長還會出現跳閘現象，如果設備安裝了自動報警裝置，則屏幕顯示It.ac。發生這種情況的主要原因是：切削刀片長時間使用不夠鋒利，在切削操作時受到較大阻力的影響。刀輥電機的制動器鎖死，設備生產車間空氣中含有大量灰塵，積累在剎車片之間，摩擦力大大增加，電機承擔了較重的負荷。

2）烘絲機電氣故障。烘絲主要是在設定溫度和濕度下，通過控制熱風使生產的煙絲的溫度和濕度達到標準閾值。若熱風的控制出現問題，不能有效控制水分和溫度，煙絲的彈性就難以達到標準，將嚴重影響煙絲的生產質量。

3）煙葉加料機電氣故障。因加料機內部設置的問題，會出現中文簡體不能識別的故障，此時屏幕顯示出F0070、F0022、F0001或F0002。通過排查本地開關開啟情況、變頻器周邊和本地信號的發送、接收情況、斷路器閉合情況、I/O供電箱供電信號情況等，確定變頻器和DP網的運行狀況、是否過壓、過流等，供電箱故障是主要原因。

2.2 機械故障

煙草制絲設備的機械故障主要是指設備機械部件在長時間工作后出現磨損、老化造成的損耗，當部件損耗嚴重時，會影響煙絲的生產質量，需要及時更換或修復，保證制絲設備的運行效率和煙絲的生產品質。

1）切絲機機械故障。煙葉梗的構造決定了其硬度較大，在切絲機切斷葉梗時，由于長時間的操作，刀片易產生缺口，在下切過程中受力不均，會導致刀片脫落，造成煙葉的損失并威脅到員工的人身安全。

2）烘絲機機械故障。烘絲機出料時煙絲水分或溫度異常，并伴有黑色液體流出，出料口的水蒸氣濃度較高，可以表明烘絲機出現了較為嚴重的機械故障，需要打開氣塵抽箱的風門，確定故障的零部件，更換零部件后重新開機啟動，觀察故障情況是否有所改善。

3）加料機機械故障。加料機主要的構成部分是滾筒進出料臺。在加入煙葉的過程中，常出現進出料臺向上超限運行的情況，特殊情況下，還會出現進出料臺上下跳動的情況。這是由于四只支承輥輪與軌道之間不是線接觸，滾筒和滾輪不在一個水平面上，導致滾輪在垂直方向上跳動，加料過程不穩定。

2.3 外部原因

煙草制絲設備的控制系統更新較為頻繁，控制操作的空間和時間上相隔較大，操作員工在日常控制過程中需要來回行走進行調試操作。并且設備的電氣元件繁多且布置復雜，在發生故障時，各元件周圍會產生一定范圍的電磁場，各電磁場之間相互疊加并且產生干擾，導致設備延誤自動停機的時間，需要操作員工手動關閉機組電源，易造成設備的損傷。

3 煙草制絲設備故障停機優化策略

3.1 技術優化措施

3.1.1 設備開發和升級

對現有的煙草制絲設備進行進一步的升級和改造，并加快研發新型設備，讓設備的生產流程得到明顯提升。對煙草制絲設備進行改造時，應當和實際生產條件和要求相融合，保證制作過程合理，在此基礎上提升煙絲生產質量、降低設備故障率。以烘絲機為例，煙草中包含煙葉和煙梗，由于其硬度和含水量等生物特性的不同，在烘絲的過程中，需要采用不同的溫度和濕度進行熱風烘制，造成烘絲機頻繁調制熱風，增大了熱風機部件的損耗。且頻繁切換熱風控制參數，運行成本提高，資金投入較大，對經濟效益產生不利影響。為此，引進一種新式的管道式烘絲機，其干燥管道升級為管塔相結合的方式，干燥管道的烘制長度和氣料比得到了綜合提升，大幅度減少了熱風溫度，并利用了在封閉、低氧環境下產生的過熱蒸汽，同時對煙葉和煙梗進行了高速膨脹及干燥定型，煙草質量得到大幅度提高。

在設備升級改造過程中，應當改進煙草制絲設備的操作、保養、檢查和維修等技能水平。

3.1.2 輔助部件的改造

煙草制造企業的發展理念應當以技術創新為重，在生產環境滿足設備改造的前提下，不斷引進新型技術，實現煙草制造自動化。輔助部件作為煙草制絲設備的重要組成，也具有不可忽視的作用。因此，應當加強對輔助部件的升級改造，優化煙草生產過程，增強其工作能力，提高煙草生產質量。例如，在煙草進入烘絲機前，增加一道篩網，篩網上使用分腰形孔和月牙形孔，將小于6 mm的煙草葉碎片篩出，再通過運輸皮帶傳送到烘絲機入料口。由此，提高了煙草篩選的效率，并實現了煙草制造質量的提升。另外，輔助部件中還包括單元式貯柜等，其主要功能是存儲煙葉和煙絲，在煙草制絲過程中負責進料和出料的輸送和存儲。在進料過程中，通常采用時間法進行進料的百分比控制。但在某個比例時，貯柜的中間部位存在煙葉原料，在出料的時候，增加了貯柜空運行的無效流程，進而增加了煙草出料的時間，不僅進出料效率低下，而且還浪費能源，不利于煙草制造企業節能。通過加裝激光測距裝置可解決這個問題，將激光測距器放置在貯柜的后部，并將反射板放置在貯柜布料車，從而確定了布料車與出料口的最遠距離，并以此計算貯柜配料的百分比，實現了貯柜中間部位有料的情況下正常進料。由此，提升了加料機前煙葉的初配比，加強了原料的醇化效果，提升了生產效率，避免因加料配比失調導致的煙草制絲設備停機的問題。

3.2 設備故障預防措施

當煙草制造企業首次將煙草制絲設備應用于生產時，相關工作人員記錄下設備的運行參數，以備在設備發生故障時，進行參數的對比分析。對故障時的參數特征進行總結，從而針對不同的故障現象提出更有針對性的解決方案，避免相同的故障重復出現。取消煙草制絲設備的集中檢查程序，改為動態和靜態結合的點檢流程。在設備未啟動時，通過靜態檢查法進行設備點檢，若是出現設備異常，可及時發現問題，在啟動前對損壞或消耗過重的設備零部件進行維修或替換。當設備啟動后，通過動態檢查法進行設備點檢，隨時對設備進行調整，排除由于振動等原因導致的接線松動，避免設備出現故障停機。例如，利用萬用表對運行參數進行測量，通過測量系統，確定直流電壓、電流等，由此確定線路故障的關鍵點。對于煙草制絲設備PLC控制模塊，可以利用延時控制的方式，借助故障的偶然性和瞬發性，進行延時數秒的處理對策，迅速排查接觸器及邏輯開關的接觸不良問題，從而控制煙草制絲設備故障發生的概率。

調整煙草制絲設備檢修方式，將檢修人員分為小組，如烘絲機檢修小組、切絲機檢修小組、滾筒檢修小組和輸送帶檢修小組等，由各小組負責相應的設備部件檢修工作，在設備發生故障停機時，可同時協作，顯著提高檢修效率，進一步減少故障停機時間，提升生產能效。

4 結語

煙草制絲設備長時間運行易出現各種各樣的故障，進而導致設備故障停機。煙草制造企業需要耗費人力、物力進行維修，不僅提高了大量生產成本，還因停機嚴重降低了煙草制絲的生產效率。通過分析煙草制絲設備的故障原因，并針對故障情況提出優化策略，做好技術升級，加強檢查維護工作，排除設備隱患，采取科學、合理的改進措施，降低故障停機時間，有利于提高企業的經濟收益和市場競爭力。