几种打叶复烤设备的技术改进

2012-01-23，，

作物研究 2012年7期

关键词：烟叶变频器电机

，，

(1 湖南农业大学农学院，长沙 410128； 2 贵州烟叶复烤有限责任公司贵阳复烤厂，贵阳 550081；3 贵州烟叶复烤有限责任公司毕节复烤厂，毕节 551700)

2012-07-14

陈隆晖(1988—)，男，贵州锦屏人，硕士研究生，Email:254996200@qq.com。

几种打叶复烤设备的技术改进

陈隆晖1,2，王国斌1,3，刘洋1,3

(1 湖南农业大学农学院，长沙 410128； 2 贵州烟叶复烤有限责任公司贵阳复烤厂，贵阳 550081；3 贵州烟叶复烤有限责任公司毕节复烤厂，毕节 551700)

打叶复烤设备的技术改进对烟叶质量的提高有着非常重要的意义。在对热风润叶机、打叶机的技术改造问题进行探讨的基础上，深入分析了打叶复烤设备技术改造的重要性，以期能够对打叶复烤工艺配套设备的整体改造提供一些实质性的建议。

烤烟；打叶复烤；设备；技术改进

改进打叶复烤设备工艺是保证企业技术领先，提高烟叶复烤质量，增强集团核心竞争力的重要组成部分[1～5]。设备是实现工艺的最基本条件，没有可操作性的设备是不可能满足生产工艺的，也不可能生产出好的产品[3]。以下主要就热风润叶机、打叶复烤机以及新型打叶复烤工艺配套设备的技术改造问题进行讨论。

1 热风润叶机的技术改造

润叶机主机设备，在设计中过于理想化，未考虑到环境因素和人为因素，导致润叶温度很难提升，水分控制效果差。其根本原因在于主机存在缺陷[6，7]。第一，除杂筛鼓和毛刷的设计不合理,造成风管睹塞,回风不畅，筒内的循环风力和风速受影响。第二，温控传感器安装位置不合理。在入口处安装温控传感器仅限于对入口温度的测量而对循环风温度没有起到真正测量效果，对温度控制起不到实际监测反馈作用。第三，在回风入口处未加装过滤装置，导致麻丝和细小叶片容易被吸到风管内，造成风管睹塞，影响回风效果。解决方法：取消除杂筛鼓和毛刷，加装过滤网板置于回风口和除杂箱体，把安装于入风口处的温控热电偶改装于回风口处。该方法实施后，成功解决了润叶筒温度难以提升问题，烟叶水分控制效果改善明显，并可以在不停机的状态下对设备进行清理保养，保障了生产连续性[8，9]。

2 打叶机的变频调速技术改进

2.1 打叶线机械和调速系统原理

打叶机是打叶线的主要设备，它通过打辊的高速运转将烟叶梗叶剥离，然后通过打叶风分机将烟梗和叶片分离，电机功率都在22千瓦以上。打叶机打辊转速的调节是通过电机缩张皮带轮、齿形皮带以及电机与打辊距离手动机械调节来实现的[10,11]。

当电机与打辊距离调小时，缩张皮带轮的皮带运行半径增大，变速比增大，从而打辊转速增大；反之，电机与打辊距离调大时，缩张皮带轮的皮带运行半径减小，变速比减小，打辊转速也减小。由于机械调速有很大的局限，因而调速范围较窄，同时机械调速操作极不方便，不能满足打叶生产工艺的要求[12]。

2.2 PWM变频器在打叶机中的技术应用

2.2.1 工作原理

打叶机的负载由空载和烟叶流量两部分组成，烟叶流量越大，打辊负载越大，烟叶流量越小，打辊负载越小。由于烟叶在预处理工段过程中，是通过电子皮带秤来实现恒流控制的，因而打辊负载属于恒转矩负载。

PWM变频器的启动、停机等是由主控柜的可编程序控制器进行控制的。当打叶机后序电机启动后，由PLC向打辊变频器发出自动启动信号，打辊开始启动，当启动到一定频率值时向PLC传送频率达速信号，操作人员可根据来料烟叶等级、水分和大中片率情况直接操作变频器增/减打辊转速。如：按实际生产经验，上等烟的一打转速调至550～590 r/min，中等烟的一打转速调至600～650 r/min[10～12]。

在电机出现故障时变频器会送入主控柜PLC声光报警，控制全线停机。

2.2.2 变频器主要参数设定

确认主、控线路连接无误以后，主电源通电，即可进行变频器主要参数的设定：(1)P01——选择何种方法启动变频器。0：使用面板键，l：使用控制电路FWD或REV端子。(2)P02——设定电机运行最高频率。(3)P03——基本频率。设定变频器V/F输出特性中电压恒定时的频率，三相异步电机设为50 HZ。(4)P05——启动加速时间。根据负载大小、电机容量确定加速时间，过小容易过流，因此应选择适当。(5)P06——减速停止时间。不宜过小，过小容易造成过压。(6)P07——选择自动/手动转矩提升模式。0.0：自动提升，0.1～20.0：手动提升。(7)P09——电子热过载继电器电流设定值。一般设定为100～120%Ie。(8)P11——频率上限值。设定值不大于基本频率。(9)P29——转矩矢量控制。0：不动作，1：动作。(10)P51——过载预报电流值。基设定值应低于P09值。(11)P76——反向旋转禁止。0：无效，l：有效。(12)P86，P87，P88——分别为电机铭牌功率、额定电流和空载电流。(13)P90——选择电机调谐功能。0：不动作，1：自动调谐，即自按基本频率调谐电机一次侧电阻和漏抗[2，10]。

2.2.3 PWM变频器在打叶复烤中运用的实际效果与意义

一是大幅度降低了维修费用。以往打叶机单台每年至少需要更换2条进口齿形皮带，采用PWM变频器以后，将调速轮改为通用的皮带轮，调速皮带改为普通三角皮带，仅此一项，5台打叶机一年可节约5 2 3600元/根=36 000元；还未计算因更换皮带而造成的生产误工和人工消耗。同时电机启动平滑性能好，延长了电机的使用寿命，变频器对电机的各种保护功能使电机处于安全运行状态，减少了维修开支。

二是节约了大量的电能。原调速系统中，30千瓦电机始终是满载运行，额定电流为58安。经我们实测(可从变频器中直接读出)，当变频器运行时，电机运行电流平均为25A，若原电机额定功率为P1，变频器运行时电机功率为P2，则有：

P2=(25/58) ×P1 ×00%=43.1%P1

即变频器运行时电机功率为原系统电机运行时的43.1%，按单班8 h计算，一天8台打辊电机可节约的电量为：

(30+30+30+30+22+22+22+22)kW×(l-43.1%)×8h=946.8(度)

由此可见，节电的幅度相当大。

三是改善了生产工艺，提高了打叶质量。经抽样检测，相同等级的烟叶(如 C3F)经变频器调速打叶后，大中片率由原来的82.1%上升到88.7%，净增加6.6%，其效果非常明显，由此带来了可观的经济效益。

四是在其他工艺段中运用效果也很明显。在对打叶变频器进行技术改造以后，我们根据实际使用效果，先后对打叶抛料器、一润、二润、筛砂筒和叶片复烤机的回潮风机等进行了变频改造，均取得很好的效果。

3 打叶复烤工艺配套设备的技术改造

3.1 背景

随着卷烟企业品牌整合的发展，优质原料的供应已成为制约卷烟产品质量进一步提高的主要因素[13]。为满足大品牌对原料的要求，确保同一地区、同一品种、大批量原料品质的一致性，不同地区原料的互补性，为卷烟企业高端、高档品牌提供特色优质原料保障，必须建立烟叶分级体系及原料模块加工体系，采用全新工艺理念和模式对主导型烟叶进行加工，有效解决原料与叶组配方、品牌需求脱节的问题，为产品质量的稳定打下坚实基础。

因此，为提升烟叶质量，大部分复烤企业提出，要对烟叶的使用价值进行重新分析和定位，并找出不同烟叶的最佳生产工艺指标。同时，通过叶尖分切打叶技术的运用，较好地实现叶梗分离，使得主线叶片结构更加完整，中片比率、长梗比率提高，造碎降低，比率掺配后同批次烟叶化学成分更加均匀。另外，通过对叶基辅线添加生物制剂，有效地控制并降低烟叶的有害物质，从而提高烟叶的内在品质。所以，必须进行配套工艺设备研究，为新的打叶复烤工艺提供硬件技术支持[14～17]。

3.2 对打叶复烤工艺配套设备技术改造的建议

(1)提升专业技术人员能力、水平。组织专业技术人员进行新型预处理技术配套设备、新型叶梗分离技术配套设备、新型复烤技术配套设备的工艺技术调研，加强培训，不断提升技术员的能力和水平。同时，邀请国内专业公司作专项技术交流，以得到更权威的技术支持。

(2)在预处理段增加烟叶智能配方设备，实现烟叶配方复烤。这是一套智能化打叶信息控制系统，主要是通过将不同等级烟叶投入一路配方单元，在单元出口处由电子皮带秤对投入烟叶数量准确计量，达到精确控制配方，从而有效实现烟叶配方复烤。

(3)在预处理段增加风选除杂设备。由于原烟与塑料、纸片、麻丝之间的密度重量不同，其悬浮速度不一样。通过垂直气流的空间，塑料、纸片、麻丝等轻物质会随气流上升，而原烟会在重力作用下落下。因此，为了使原烟与杂物分离，达到风选效果需使用一个垂直气流空间-风分仓，并且风分仓的分离空间高度足够高，才能使杂物充分分离出来。但是，如果进入风选除杂系统风分仓中的原料速度很低，其原烟与杂物未形成线路不一的抛弧轨迹，则原烟在分离室内将得不到充分散开，风分效率降低。所以，在进入风分仓前引入高速皮带机，使原烟获得一定惯量。原烟质量越大，获得的惯量越大，进入分风仓的塑料、纸片、麻丝等的速度不一样，产生的抛弧轨迹也不一样，进而使烟叶在分风仓内分布更广、更均匀，分选效果更佳。

(4)改进打叶风分系统设备。实现打叶机风选风门调节阀的自动控制，保证风速、风压恒定，降低风送造碎，提高叶、梗纯度。

(5)改进润叶机雾化系统，增加一定数量的温度传感器和自动风阀，实现温度、水分的自动调节，改善热风系统和排湿系统，保证筒内烟叶温度均衡，解决水渍烟和潮红烟问题。

(6)增加水分在线监测系统。水分在线监测系统的增加，能够实现烤片机、烤梗机回潮段烟叶出口水分自动控制，避免受人工操作水平高低及熟练程度的影响，保证产品质量的连续性和稳定性。

(7)改变储叶柜布料方式。通过往返布料方式(大约30 min，布满一柜后再出料)或寻堆布料方式(大约7 min，布料厚度可调，能边进料边出料)之间的自动切换，解决布料厚度太高，且柜底部烟叶容易结饼的问题。

[1] 尹健康,邢小军,吴晓彦.对打叶复烤企业技术改造的风险分析与评估[J].中国烟草科学, 2007，(2)：23-34.

[2] 董建华, 张元翔.打叶复烤设备的应用技术探讨[J].烟草科技, 2010，(2)：24-26.

[3] 黎家骅.谈设备选型[J].烟草科技, 1996，(1)：18-19.

[4] 倪盛浦.浅论打叶复烤生产工艺在我国的推广[J].烟草科技, 1994，(1)：121-124.

[5] 华明德.对我国打叶复烤工业发展中若干问题的研究[J].中国烟草学报,1998，(1)：13-18.

[6] 王磊,张寿明,汪芬.润叶机控制及整线流量控制系统[J].自动化技术与应用, 2007，(2)：321-341 .

[7] 胡开文.烟叶打叶复烤工艺与设备[M].北京：化学工业出版社，2010.543-543.

[8] 王树香,高津.润叶机蒸汽管路控制阀选型[J].通用机械, 2004，(1)：11-15.