论文部分内容阅读
[摘 要]薄板烘丝机入口端进料罩处有少量物料堆积，由于烘丝机内部温度较高，操作工无法及时进入烘丝机内部清理。烟丝长时间堆积于滚筒长时间受热含水率变低甚至碳化，正常生产时该部分烟丝零星混入主流烟丝中影响正常烟丝质量。通过对原因进行查找分析，发现进料罩面板处存在弧形台形成烟丝堆积空间。通过对进料罩弧形台处安装导向板，消除弧形台，消除薄板烘丝机入口端物料堆积现象。
[关键词]薄板烘丝机；进料罩；物料堆积；混牌；烟丝碳化
中图分类号：TS431 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0155-01
滚筒烘丝机是烟草企业制丝生产线上的关键设备之一，主要以蒸汽为加热源，采用复合干燥技术，通过传导、辐射、强制对流（热风）三种加热方式，使烟丝快速加热方式，使烟丝快速加热烘干[1]。烟丝在滚筒内的滞留时间直接影响烟丝的干燥时间，以及物料与筒壁及工艺介质间的热质传递过程，从而会影响烟丝干燥效果[2]。烘丝机进料罩存在弧形台，留有烟丝堆积空间。堆积烟丝长时间滞留于滚筒内，会造成水分过低。长时间堆积后的烟丝混入正常烟丝中无法剔除，影响烟丝的感官质量、化学成分及物理质量的稳定性。卷烟工艺规范中写到：批次生产开始、结束时，烘丝机出口水分设定值±2.5%以外的即为干头干尾[3]。干头干尾经过后序加工造碎率较高，会降低出丝率，增加烟丝的含末率和烟丝损耗，增大烟支吸阻，影响卷烟感官质量[4]。同时，烘丝机内部温度较高，批次换牌时无法进入清除此部分烟丝，进入下一批次则会造成零星混牌的质量问题。
1、原因分析
薄板式烘絲机主要由进料罩、筒体、机架、出料罩、热风管道、蒸汽管路系统、排潮管道、加热系统、气路系统、支架等几部分组成。烟丝由烘丝机前室进入筒内，由于烘筒轴线从前室到后室与水平面成1.5°～2°倾角。烘筒的转动时烟丝在烘筒内翻滚前进，从后室出料口落下。烟丝向前运动时，蒸汽通过旋转接头送到烘筒内的薄板式结构的热交换装置中，一方面给烟丝加热，另一方面又起到输送烟丝的作用，使烟丝上下翻滚；同时热空气从前室进入烘筒内，与烟丝充分接触，保证烟丝干燥均匀。
烘丝机进料罩处于固定静止状态，进料罩面板两边存在弧形台。烟丝由进料口进入烘丝机内，随着进料振槽的抖动，部分烟丝会抖落到振槽下方的进料罩弧形台上；热风进口在进料罩面板上位于振槽上方，振槽下方处于热风吹不到的死角，进入滚筒的烟丝随烘丝机旋转翻滚，由于热风遇障碍物（旋转中的薄板，烟丝和出料罩等）形成涡旋，也会带动部分烟丝落在入口进料罩面板弧形台上（如图一所示）。当烟丝堆积一定量时受重力作用会落下，进入生产的旋转烘筒中，混入主流烟丝。
图一：薄板烘丝机入口端物料堆积示意图
2、方案探索及分析
针对此问题提出了四种方案，并进行方案选择：
（1）烘丝机入口端引入空压管路，调整好空压喷射角度进行清吹。
该方案能够防止烟丝零星混牌，但生产过程中此部分烟丝仍会存在长时间滞留于滚筒内。若生产过程中持续开启空压，空压温度低，影响烘丝效果及工艺参数的稳定，同时导致烟丝快速冷却，增加造碎。
（2）改造原有设备结构，将进料罩整个密封。
此方案技术难度大，滚筒旋转连接处难以实现完全密封。在缝隙会进入烟丝，无法清理。
（3）将进料罩面板改为垂直，消除因进料罩面板倾斜产生的弧形台。
此方案对烘丝机进料罩改动较大，且进料罩面板设计成为垂直以后会导致烘丝机进口处烟丝掉落量大，不利于现场环境的干净整洁与消耗的增加。
（4）在烘丝机入口端进料罩上设计增加导向板，消除烟丝堆积空间。
此方案能够从源头上彻底消除薄板烘丝机入口端物料堆积现象。技术难度小，对薄板烘丝机改动较小，同时不易对烘丝过程各项工艺指标造成不利影响。
3、导向板的设计
（1）在进料罩面板两侧分别设计增加凸形导向板（方案一）和凹形导向板（方案二）；根据烘丝机进料罩面板尺寸设计安装导向板（如图二所示）。
图二：导向板设计图纸
（2）在实际生产中对比两种方案的烟丝堆积量，选取最佳方案；
（3）根据选取的方案进行安装；实际生产中对比发现，方案一（凸形导向板）虽然消除了原有的弧形台，但导向板的安装产生了新的弧形台，仍有烟丝堆积；方案二（凹形导向板）无烟丝堆积。选取方案二（凹形导向板）进行安装。
4、使用效果
安装使用凹形导向板后，持续验证薄板烘丝机入口端物料无堆积现象。烘丝机入口前壁上分布有热风管道和入口振槽，热风风向经导流板引导后吹向烘丝机3点方向。而此次安装的烟丝导向板在入口振槽下方（烘丝机4至5点方向和7至8点方向），对热风风向无影响。
烘丝入口振槽深入烘丝机内部约280mm，烟丝正常下落时直接掉入薄板部分，与导向板安装位置并无接触。在安装导向板后烟丝落点仍为烘丝机薄板部位。因此，导向板的安装能有效消除物料堆积且不影响烘丝机热风风向、烟丝落点。
参考文献
[1]周凯敏，何晋，盛科，等.滚筒烘丝机内烟丝滞留时间模型的建立及数值模拟[J].烟草科技，2016，49（5）：94-99.
[2]吴培龙，朱明.物料颗粒在滚筒式干燥机内停留时间的确定[J].农业工程学报，1988（3）：63-70.
[3]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中国轻工业出版社.2016.
[4]李秀芳.解决烘丝机干头干尾的方法与实现[J].烟草科技.2013（9）.27-32.
[关键词]薄板烘丝机；进料罩；物料堆积；混牌；烟丝碳化
中图分类号：TS431 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0155-01
滚筒烘丝机是烟草企业制丝生产线上的关键设备之一，主要以蒸汽为加热源，采用复合干燥技术，通过传导、辐射、强制对流（热风）三种加热方式，使烟丝快速加热方式，使烟丝快速加热烘干[1]。烟丝在滚筒内的滞留时间直接影响烟丝的干燥时间，以及物料与筒壁及工艺介质间的热质传递过程，从而会影响烟丝干燥效果[2]。烘丝机进料罩存在弧形台，留有烟丝堆积空间。堆积烟丝长时间滞留于滚筒内，会造成水分过低。长时间堆积后的烟丝混入正常烟丝中无法剔除，影响烟丝的感官质量、化学成分及物理质量的稳定性。卷烟工艺规范中写到：批次生产开始、结束时，烘丝机出口水分设定值±2.5%以外的即为干头干尾[3]。干头干尾经过后序加工造碎率较高，会降低出丝率，增加烟丝的含末率和烟丝损耗，增大烟支吸阻，影响卷烟感官质量[4]。同时，烘丝机内部温度较高，批次换牌时无法进入清除此部分烟丝，进入下一批次则会造成零星混牌的质量问题。
1、原因分析
薄板式烘絲机主要由进料罩、筒体、机架、出料罩、热风管道、蒸汽管路系统、排潮管道、加热系统、气路系统、支架等几部分组成。烟丝由烘丝机前室进入筒内，由于烘筒轴线从前室到后室与水平面成1.5°～2°倾角。烘筒的转动时烟丝在烘筒内翻滚前进，从后室出料口落下。烟丝向前运动时，蒸汽通过旋转接头送到烘筒内的薄板式结构的热交换装置中，一方面给烟丝加热，另一方面又起到输送烟丝的作用，使烟丝上下翻滚；同时热空气从前室进入烘筒内，与烟丝充分接触，保证烟丝干燥均匀。
烘丝机进料罩处于固定静止状态，进料罩面板两边存在弧形台。烟丝由进料口进入烘丝机内，随着进料振槽的抖动，部分烟丝会抖落到振槽下方的进料罩弧形台上；热风进口在进料罩面板上位于振槽上方，振槽下方处于热风吹不到的死角，进入滚筒的烟丝随烘丝机旋转翻滚，由于热风遇障碍物（旋转中的薄板，烟丝和出料罩等）形成涡旋，也会带动部分烟丝落在入口进料罩面板弧形台上（如图一所示）。当烟丝堆积一定量时受重力作用会落下，进入生产的旋转烘筒中，混入主流烟丝。
图一：薄板烘丝机入口端物料堆积示意图
2、方案探索及分析
针对此问题提出了四种方案，并进行方案选择：
（1）烘丝机入口端引入空压管路，调整好空压喷射角度进行清吹。
该方案能够防止烟丝零星混牌，但生产过程中此部分烟丝仍会存在长时间滞留于滚筒内。若生产过程中持续开启空压，空压温度低，影响烘丝效果及工艺参数的稳定，同时导致烟丝快速冷却，增加造碎。
（2）改造原有设备结构，将进料罩整个密封。
此方案技术难度大，滚筒旋转连接处难以实现完全密封。在缝隙会进入烟丝，无法清理。
（3）将进料罩面板改为垂直，消除因进料罩面板倾斜产生的弧形台。
此方案对烘丝机进料罩改动较大，且进料罩面板设计成为垂直以后会导致烘丝机进口处烟丝掉落量大，不利于现场环境的干净整洁与消耗的增加。
（4）在烘丝机入口端进料罩上设计增加导向板，消除烟丝堆积空间。
此方案能够从源头上彻底消除薄板烘丝机入口端物料堆积现象。技术难度小，对薄板烘丝机改动较小，同时不易对烘丝过程各项工艺指标造成不利影响。
3、导向板的设计
（1）在进料罩面板两侧分别设计增加凸形导向板（方案一）和凹形导向板（方案二）；根据烘丝机进料罩面板尺寸设计安装导向板（如图二所示）。
图二：导向板设计图纸
（2）在实际生产中对比两种方案的烟丝堆积量，选取最佳方案；
（3）根据选取的方案进行安装；实际生产中对比发现，方案一（凸形导向板）虽然消除了原有的弧形台，但导向板的安装产生了新的弧形台，仍有烟丝堆积；方案二（凹形导向板）无烟丝堆积。选取方案二（凹形导向板）进行安装。
4、使用效果
安装使用凹形导向板后，持续验证薄板烘丝机入口端物料无堆积现象。烘丝机入口前壁上分布有热风管道和入口振槽，热风风向经导流板引导后吹向烘丝机3点方向。而此次安装的烟丝导向板在入口振槽下方（烘丝机4至5点方向和7至8点方向），对热风风向无影响。
烘丝入口振槽深入烘丝机内部约280mm，烟丝正常下落时直接掉入薄板部分，与导向板安装位置并无接触。在安装导向板后烟丝落点仍为烘丝机薄板部位。因此，导向板的安装能有效消除物料堆积且不影响烘丝机热风风向、烟丝落点。
参考文献
[1]周凯敏，何晋，盛科，等.滚筒烘丝机内烟丝滞留时间模型的建立及数值模拟[J].烟草科技，2016，49（5）：94-99.
[2]吴培龙，朱明.物料颗粒在滚筒式干燥机内停留时间的确定[J].农业工程学报，1988（3）：63-70.
[3]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京：中国轻工业出版社.2016.
[4]李秀芳.解决烘丝机干头干尾的方法与实现[J].烟草科技.2013（9）.27-32.