梗丝低速气流干燥机SH23B控制特点及应用存在问题

许世民

（河南中烟黄金叶生产制造中心设备管理部，河南 郑州 450000）

梗丝低速气流干燥机SH23B控制特点及应用存在问题

许世民

（河南中烟黄金叶生产制造中心设备管理部，河南 郑州 450000）

梗丝在线膨胀干燥技术在烟草行业普遍使用，文章系统介绍新型梗丝低速气流干燥机SH23B控制特点，有五个工艺控制点，采用六个工艺控制点，正常工作时均处于自动调节状态，形成闭环回路控制，能够使干燥后梗丝水分控制稳定均匀，造碎低，满足生产工艺需求。

梗丝低速气流干燥机；工艺控制点；PID工艺；水分稳定性

1　SH23B梗丝低速气流干燥机结构

SH23B型梗丝低速气流干燥机主要由闪蒸膨化装置、进料气锁、进料管道、干燥塔、切向气料分离装置、旋风除尘器、回风管道、循环风机、排潮及冷热风分配管道、热风炉、冷热风混合箱、蒸汽加热器、检修平台、电控柜以及水、气、汽管路系统等组成（见图1）。

图1　系统结构组成图

2　SH23B梗丝低速气流干燥机工作原理

加料回潮梗丝（35～38%MC）由进料振槽均匀地将梗丝送入进料气锁、经气锁落下的梗丝由饱和蒸汽将梗丝吹入文氏管，通过文氏管产生压力差使梗丝能得以迅速膨化。膨化后的梗丝通过切向落料器进入气锁，随之落入进料管道。在梗丝膨胀时梗丝和蒸汽直接接触，蒸汽品质会影响干燥梗丝水分，为了保证蒸汽品质，增加功率为40kW加热器对膨胀蒸汽加热。

SH23B干燥部分则采用“短管+倒锥管”相结合的气流干燥方法。其原理是：梗丝落入进料管道以后，由热风将物料送入干燥塔，在进料管道的出口处有一个均料辊，均料辊在电机的带动下旋转的同时将物料均匀地抛洒在干燥塔内，均料辊的另一个作用是吸收了物料和进料热风的一部分动能，降低了物料和热风在干燥管内的运动速度，降低了物料和干燥塔内壁的撞击力，减小梗丝的造碎。

物料被均匀抛洒进干燥塔后，另一路热风由干燥塔底部吹入，使物料悬浮在塔内向上移动，由于干燥塔是上大下小的倒锥形结构，风速从下到上是逐渐减小的，而梗丝不断地脱水，重量由重变轻，不会因风速降低而往下沉，基本上是处于匀速向上运动，水分小的较轻梗丝会运动快点，水分大较重的梗丝将运动慢一点，因此采用这种干燥方法梗丝会自行调节水分，使干燥后的梗丝趋于一致。较重的梗头，团块等重物将直接落到干燥管道底部由除杂装置排出。

干燥后的梗丝经切向落料器实现气料分离，成品梗丝由出料气锁排出，回风经两个旋风除尘器除尘后，由循环风机抽回，经排潮后分两路（由伺服气缸控制），一路进入热风炉加热，另一路不进热风炉加热，两路风在混合箱混合后再次作为工艺干燥热风利用。

3　SH23B梗丝低速气流干燥机控制特点

SH23B控制系统一共有一台主柜和4个子站，硬件包括西门子S7-400系列PLC，3套ET200S子站系统，一台MP377触摸屏，4台丹佛斯变频器等，系统内部的用PROFINET网络，由PLC作为主站，设备按功能及相对位置划分从站（包括I/O子站箱（ET200S）、变频器和工控机）；上层主干网络采用工业以太网，用于中控与现场PLC数据采集，也与梗丝段其它PLC进行通讯；

SH23B梗丝干燥机有五个工艺控制点，采用六个PID工艺控制，正常工作时均处于自动调节状态，形成闭环回路控制：

（1）出口水分控制：根据设定的出口水分与实际水分的比较，调节冷热风分配风门的开度，使出口水分达到工艺要求。

（2）炉膛负压控制：点火前，引风机运行在固定6HZ的频率，点火后，小火时，炉膛负压设定为3mbar，小火转大火时，引风机先开到固定20HZ运行，运行20S后，再跟踪炉膛负压4mbar，系统自动调整尾气风机的工作频率，使炉膛负压稳定在4mbar左右。

（3）闪蒸蒸汽流量控制：当混合风温度达到设定温度时，饱和蒸汽开始喷射，流量为700kg/h（对应来料流量是1600 kg/h），减压后蒸汽压力为0.5MPa，蒸汽工作压力为0.2～0.4MPa，通过蒸汽流量来调节薄膜阀的开度。冷却时蒸汽停止喷射。

（4）增湿蒸汽流量控制：有两种情况，①当热风炉出口温度到达160℃时，开启模拟蒸汽阀门，流量为50kg/h，蒸汽压力为0.5MPa，一直持续到热风炉出口温度到达180℃为止；②生产开始后，等到上游设备的皮带秤瞬时流量到达180 kg/h以上，开启模拟蒸汽阀门，流量为50kg/h，蒸汽压力为0.5MPa，一直持续到进料皮带上方的探料光电开关检测到物料为止。

（5）增湿水流量控制：当热风炉出口温度到达设定温度时，改加模拟水，此时即为待料状态。等到上游设备的皮带秤瞬时流量到达300 kg/h以上，停止加水。

（6）热风炉出口风温度回路：温度传感器作为反馈，将燃烧器的设定温度和温度传感器采集的实际温度通过AO模块输出给燃烧器的RWF-40比调仪，比调仪控制伺服电机的连杆机构来调节油或燃气阀开度和燃烧器底部的风门开度，从而控制火焰的大小，达到稳定温度的作用。

工艺控制点采用闭环控制回路，能有效控制干燥梗丝水分稳定性和控制精度，水分控制在±0.5%以内，提高梗丝整丝率，梗丝整丝率一般可以达到91%，降低梗丝造碎率，碎丝率一般小于1.5%。

4　SH23B梗丝低速气流干燥机使用中存在问题

SH23B梗丝干燥机采用的是RDK160-00型间接式燃油和燃气两用热风炉，间接式热风炉进行热交换，燃烧器热风和工艺干燥热风完全隔离，并能进行充分的热交换。间接式热风炉最主要性能指标就是换热效率，热交换面积越大，热转换率越高，热风炉的节能效果越好，炉体及换热器的寿命越长。反之，热交换效率也可以从排出烟气温度上看出。烟温越低，热转换率越高（见图2）。

SH23B梗丝干燥机热风炉最大换热量160万kcal/h，换热风量为58000m3/h，热风排潮后循环使用，回风温度为120℃，回风是5%的含尘湿空气；最高工艺干燥温度260℃，允许波动±3℃。

图2　RDK160-00型间接式燃油热风炉内部结构图

但SH23B低速梗丝干燥机是江苏智思机械集团有限公司最新研制的设备，黄金叶生产制造中心使用的3000公斤/小时生产能力的低速梗丝干燥机设备是全国第一台，运行使用不到一年半时间，热交换器靠近炉膛的热交换管一部分已烧蚀透，与干冰膨胀线相比，干冰线工艺干燥温度340℃，但热交换器能用4年多时间，且三班运行，因此，SH23B低速梗丝干燥机热交换器选型不合适，建议设备选用热交换器时，选用耐温性能、耐腐蚀性能更好的材料热交换器。

［1］唐辉.现有烟拐剔除筛的使用现状及改进措施［J］.南方农机，2016，（1）：28.

［2］高玉梅，李辉，孙革，等.新型叶丝、梗丝高膨胀干燥设备的设计应用［J］.烟草科技，2008，（10）：12-15+29.

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1671-3818（2016）09-0117-02