引言

薄板烘絲屬于卷煙過程中的重要環(huán)節(jié),烘絲質(zhì)量直接影響卷煙的物理形態(tài)及感官質(zhì)量。某卷煙企業(yè)的烘絲質(zhì)量穩(wěn)定性較差,主要體現(xiàn)在:HT出口溫度合格率在82%~83%,烘絲筒壁溫度合格率甚至低至22%~43%,其不同牌號(hào)及不同季節(jié)生產(chǎn)的產(chǎn)品之間筒壁溫度偏差量差異明顯。以往對(duì)薄板烘絲質(zhì)量控制大多局限于本工序的研究,對(duì)前道工序質(zhì)量、環(huán)境、加工介質(zhì)等相關(guān)因素缺乏系統(tǒng)性研究和評(píng)價(jià)。筒壁溫度合格率低,烘絲加工強(qiáng)度變化大,卷煙感官質(zhì)量的一致性較弱。

本文通過對(duì)上述影響因素進(jìn)行剖析,針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn),實(shí)現(xiàn)薄板烘絲質(zhì)量的精準(zhǔn)控制,有效提高系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)合格率。

1薄板烘絲機(jī)滾筒內(nèi)部積垢影響

烘絲機(jī)滾筒內(nèi)部筒壁表面積垢較多,導(dǎo)致熱阻增大,傳熱效率下降,筒壁溫度上升,影響烘絲出料水分穩(wěn)定性。

經(jīng)深度保養(yǎng)后,內(nèi)壁和抄板的積垢得到徹底清除。對(duì)比同期運(yùn)行數(shù)據(jù):新一品A筒壁溫度下降22.7℃,金光明A下降8.1℃,極值偏差也由原來的士25℃降至士2.7℃。筒壁溫度的穩(wěn)定性和筒壁熱傳導(dǎo)效率改善效果顯著。

由此將筒內(nèi)壁清潔納入設(shè)備巡查要求,每年不少于兩次深度保養(yǎng),可消除積垢對(duì)筒壁溫度穩(wěn)定性的影響。

2薄板烘絲機(jī)來料一致性影響

來料參數(shù)的一致性影響,主要包括來料水分批間波動(dòng)、來料溫度波動(dòng)以及料頭水分上沖三部分。查閱2028年2一3月份切絲后水分控制主要牌號(hào)批間切絲后水分?jǐn)?shù)據(jù)得知,新一品A:標(biāo)準(zhǔn)值(29.5士0.6)%,金光明A:標(biāo)準(zhǔn)值(28.5士0.6)%,二者達(dá)標(biāo)率均為200%,即兩個(gè)牌號(hào)切絲后水分批間、批內(nèi)水分比較穩(wěn)定,均滿足設(shè)備對(duì)來料允許偏差范圍,來料水分批間波動(dòng)影響微弱。

薄板烘絲部分批次水分料頭存在上沖現(xiàn)象,料頭階段水分上沖會(huì)影響薄板筒壁溫度和出口水分穩(wěn)定性。經(jīng)調(diào)閱歷史曲線分析,影響料頭水分上沖主要原因有首批生產(chǎn)葉片增溫、HT蒸汽內(nèi)含水較多,水分形成液膜造成較大冷凝傳熱熱阻,且薄板溫度初始平臺(tái)、烘絲料頭控制參數(shù)設(shè)置也不合理。

因此,采取相應(yīng)措施:(2)首批生產(chǎn)前,充分疏離葉片增溫、HT、烘絲工序蒸汽管路內(nèi)冷凝水,提升換熱效率:(2)對(duì)烘絲預(yù)熱溫度平臺(tái)和控制參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化,如將預(yù)熱平臺(tái)溫度由220℃調(diào)整為230℃,轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)延時(shí)長(zhǎng)度設(shè)為220s。

經(jīng)上述改進(jìn)后,烘絲料頭水分和筒壁溫度上沖現(xiàn)象基本消失,出料含水量值更加平穩(wěn),筒壁溫度也更為平穩(wěn)。

3蒸汽品質(zhì)提升影響

針對(duì)薄板烘絲蒸汽品質(zhì)波動(dòng)問題,主要采取以下措施:(2)在烘絲機(jī)工序安裝新型高效汽水分離器,主管路蒸汽進(jìn)入汽水分離器,以降低液膜對(duì)蒸汽冷凝過程的抑制作用:(2)在車間主蒸汽管網(wǎng)上每隔30m加裝2組疏水裝置,以提升蒸汽主管路的疏水能力:(3)在薄板烘絲蒸汽管路疏水器后安裝觀察鏡,便于維修操作人員對(duì)疏水器疏水效果的點(diǎn)檢和維護(hù):(4)對(duì)HT、烘絲兩個(gè)工序終端蒸汽管路保溫層的缺失、破損進(jìn)行完善,降低蒸汽在終端管路輸送過程中的熱量損失:(5)拆除烘絲機(jī)多余蒸汽管道,縮短蒸汽輸送距離,減少蒸汽在多余管道內(nèi)滯留和終端輸送過程中的熱量損失。

上述改善措施實(shí)施后,再對(duì)薄板烘絲蒸汽干度進(jìn)行在線檢測(cè)(SO-PRO蒸汽品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀),得到干度均值為0.98,極差值為0.05,干度sD為0.02。即采取上述改善措施后,烘絲薄板進(jìn)汽蒸汽干度提高9%,標(biāo)準(zhǔn)偏差降低60.0%,極差值降低70.6%,蒸汽干度有一定提高,且干度的穩(wěn)定性有明顯提升。

4降低筒壁溫度檢測(cè)值偏差和HT蒸汽施加量波動(dòng)

在烘絲生產(chǎn)穩(wěn)態(tài)條件下,對(duì)于筒壁溫度傳感器顯示值與機(jī)械溫度表示值,隨機(jī)統(tǒng)計(jì)二者平均差值達(dá)7.9℃。

HT出口溫度檢測(cè)儀器為紅外輻射測(cè)溫儀,其測(cè)量誤差較大,而機(jī)械式溫度計(jì)具有檢測(cè)準(zhǔn)確度較高的特點(diǎn),二者示值差值過大不利于過程精細(xì)化控制,需對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,主要包括:(2)優(yōu)化機(jī)械式溫度計(jì)安裝位置,由原來安裝在薄板進(jìn)汽氣動(dòng)薄膜閥后,改裝到薄板旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)汽前蒸汽管路上,可降低周圍高溫環(huán)境對(duì)其的影響:(2)參考機(jī)械式溫度計(jì),對(duì)紅外溫度傳感器檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)修正。

采取以上兩個(gè)措施后,筒壁機(jī)械式溫度表示值與傳感器溫度表示值誤差值縮小至2.4℃,較措施實(shí)施前差值下降6.5℃。筒壁傳感器溫度示值基本能準(zhǔn)確表征筒壁真實(shí)溫度。

由于檢測(cè)溫度結(jié)果低于物料的實(shí)際溫度,為了滿足出口溫度要求,運(yùn)行人員需頻繁手動(dòng)調(diào)整蒸汽閥門開度,導(dǎo)致批間HT施加蒸汽量波動(dòng),進(jìn)而導(dǎo)致批間烘絲來料水分出現(xiàn)差異。

該問題的改進(jìn)措施包括在HT出口振槽上安裝鉑電阻溫度計(jì),并在iFix烘絲界面上新增HT紅外溫度儀和鉑電阻溫度計(jì)實(shí)時(shí)對(duì)比數(shù)據(jù)模塊和歷史曲線。

而針對(duì)蒸汽流量施加變化問題,在HT施加蒸汽管路上安裝質(zhì)量流量計(jì),并在iFix界面上增加蒸汽定量施加反饋控制回路,采取不同牌號(hào)定量施加蒸汽方式,避免因HT施加蒸汽的變化而導(dǎo)致烘絲入口水分波動(dòng)。改進(jìn)后,統(tǒng)計(jì)了不同牌號(hào)兩種檢測(cè)方式在HT出口溫度上的差值,結(jié)果表明平均差值均已降至3℃以下,且HT出口溫度控制越高,兩者差值越大,其他牌號(hào)

也有相同的規(guī)律。

5綜合改造成果及結(jié)論

由表1可以看出,通過系統(tǒng)性綜合改造,HT出口平均溫度合格率達(dá)到95.57%,較實(shí)施前提高了13.06%:而改善后筒壁溫度合格率為96.37%,較項(xiàng)目實(shí)施前提高了69.45%,筒壁溫度穩(wěn)定性有顯著性提升:烘絲水分合格率(允差±0.5%)平均值為99.98%,較實(shí)施前提高0.14個(gè)百分點(diǎn),烘絲出口水分更穩(wěn)定。

本文對(duì)薄板烘絲中來料物性、蒸汽品質(zhì)、蒸汽施加方式和薄板工藝等多方面進(jìn)行了深入分析,結(jié)果表明,影響烘絲品質(zhì)的因素眾多,從系統(tǒng)及相互關(guān)聯(lián)角度來進(jìn)行分析,蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)化是提升烘絲品質(zhì)的關(guān)鍵。

運(yùn)用SO-PRO蒸汽品質(zhì)監(jiān)測(cè)儀對(duì)薄板烘絲機(jī)蒸汽品質(zhì)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明,該蒸汽品質(zhì)評(píng)價(jià)方法較為適用。