本站原创摘 要：本文详细分析叶片加料机加料出料含水率波动这一问题的发生原因,应用现场调查和试验的方法来探寻叶片加料自动补水系统的研制方法,确保叶片加料后出料叶片含水率均匀稳定,消除含水率低点,提高叶片的含水率,满足后续生产工艺要求,保证了烟丝内在质量的稳定性.
关 键 词：叶片加料；含水率；自动补水；加水罐
中图分类号：TS43文献标识码：A
1存在问题
漯河卷烟厂使用的是昆船公司生产制造的SJ1523型加料机,该设备制造工艺未设计加水控制功能.由于来料叶组配方不同,烟叶吸水性能不同,当来料叶片经过加料机后烟片含水率波动较大,影响批次烟片含水率的稳定性.为提高加料机的水分控制能力,满足生产、工艺要求,亟需开展叶片加料机自动补水系统的研制.
2原因分析
2.1滚筒式SJ1523叶片加料机在设计时未安装加水系统,由于烟片的吸湿性能不同,经过预混后的烟片水分不均匀,而加料机没有加水控制功能,水分处于失控状态,通过叶片加料后水分波动较大,影响产品质量.
2.2真空回潮后的叶片经过松散回潮机工序,其增温增湿能力有限,因而当来料水分偏小时,仅靠叶片加料的加料系统无法更好完成增加一定水分的能力.
3改进方案和实施
3.1安装加水罐控制装置
3.1.1增加加水罐
首先确定加水罐的大小尺寸,加料前电子称流量为5000kg/h,水分为20%；当叶片加料出口水分低于均值0.2个水分时（19.80%）,要使水分上升到20.1%,经计算可知需加水19kg/h,由计算结果可以看出加水量不大,所以决定安装加水罐的尺寸为：Φ320mm×400mm,经计算容积为400L.
3.1.2设计加水罐控制装置
浮球式液位计能对开口、密闭容器或地下池槽里的介质液位在仪表控制室内进行显示、报警和控制.由于加水罐选型较小（Φ32mm）,在加水罐内安装浮球开关非常不便,所以决定将浮球和控制开关分开安装,即将浮球竖直安装在加水罐内,用来检测水液面高低,而接近开关安装在加水罐上部,用来限定浮球杆位置,从而达到控制进水量的目的.安装加水罐结构简单,成本造价低,控制进水响应灵敏；
3.1.3设计加水雾化装置；由于不能保证蒸汽中所含冷凝水的稳定性,而且引射蒸汽产生的热量对出料叶片温度的影响较大,为尽可能的降低对加料出口温度的影响,选择用压缩空气作为雾化介质.调节减压阀稳定引射压力,可以控制压缩空气流量恒定,实现对补充水的充分雾化,达到调节出口含水率的目的.
3.1.4设计加料筒体内部补水方式：考虑到如果在加料机前室进行加水,加料喷头也在前室,易引起气流紊乱,影响加料效果,同时在前室加水到出料水分仪检测有4到5分钟时间也存在一定的滞后性.如在后室加水,即不影响加料精度也可在水分仪检测上做到及时反馈,保证出料叶片含水率均匀稳定.
3.2增加自动补水管路控制系统
如图1所示：我们可以看出,加料机自动补水系统分为两部分：加水管路和雾化喷吹管路.
加料机控制系统启动后,加水系统首先进行预填充,这时加水截止阀3打开,水罐的水在齿轮泵的转动下经过滤器2、截止阀3和流量计4通过,这时预填充膜片阀5打开,补水膜片阀6关闭和雾化电磁阀10均处于关闭状态,整个加水管路在预填时内部形成闭合回路,预填充的水循环一圈又回到加水罐内.由于齿轮泵变频器输出恒定的频率给齿轮泵,加湿水在齿轮泵的旋转作用下将管道不断填充.当加料机出料含水率低于设定值,即加水条件满足时,预填充阀5关闭,雾化电磁阀10和补水膜片阀6打开,自动补水加水管路和雾化喷吹管路通过双介质喷嘴7对物料进行喷射加水.通过调节齿轮泵变频器的输出频率来控制齿轮泵转速,最终实现加水量的大小可控.在程序上设计启动加水时,首先将控制压缩空气的雾化电磁阀10打开,保证引射压缩空气供给,以防止加水系统启动时压缩空气滞后而引起的加湿水滴落到烟片上,引起的水渍烟问题.
3.3编写加水系统控制程序
加料启动生产,电子秤瞬时流量大于3000kg/h,电子秤累计量大于300kg,入口水分仪显示含水率大于14.0%,具备这些条件后,补水程序启用,程序控制预填充阀关闭,压缩空气雾化阀打开,补水膜片阀打开,根据设定含水率与出口实际含水率的偏差,PID自动计算流量计瞬时流量,从而控制齿轮泵转速始终根据含水率偏差进行跟踪,随着瞬时设定加水量的增大而增加转速,反之降低转速,直至达到设定值；此时进入预填充状态,压缩空气雾化阀和补水膜片阀关闭,预填充阀打开；当出口含水率回落后,加水程序又开始工作,如此反复,周期循环,使出口含水率稳定在设定值范围内.
4效果检查
编写PLC自控程序后,工艺员进行实际的水分测量并与实施前水分均值进行对比.自动加水装置使用后,有效的消除了水分低点,稳定了加料出口水份,提高烟片的耐加工性及产品质量,为后序加工提供保障.
结语
加料机自动补水装置安装后,进一步稳定了叶片加料的出口水份,提高烟片的耐加工性及产品质量,为后序加工参数的稳定,提供了有力的保障.