探讨卷烟厂风力送丝系统的改进

　　摘 要：作为卷烟厂中烟丝输送中的一个重要环节，风力送丝系统所能发挥的功效，对产品的生产起着至关重要的作用。如何对风力送丝系统进行优化和改进，以使其在风力送丝过程中减少烟丝的造碎，同时还提高成品卷烟的内在质量。本文简单探讨了卷烟厂中旧风力送丝过程中存在烟丝损耗、然后从新送丝系统风速平衡原理和解决烟丝造碎技术难题的方法两个方面论述了对卷烟厂风力送丝系统的优化。
　　关键词：卷烟厂 风力送丝 系统改进 优化
　　中图分类号：TS43文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0104-02
　　在卷烟加工过程中，烟丝输送是将贮丝柜中的烟丝输送至卷烟机的工艺环节。当前国内大多通过气力送丝的方式或者小车送丝的方式来进行烟丝的输送。小车送丝的输送方式表现出了烟丝造碎率少的优点，它还可以保证卷烟机台得到相同结构的烟丝，但是它有一个缺点就是在维护过程中比较困难而且故障经常发生，运行的成本也较高。风力送丝系统是多数卷烟厂首选的输送方式。风力送丝较之于小车送丝，管理维护起来较为方便，还有布置灵活的优点。适用于不同距离的水平、垂直或曲线输送，还可以在物料输送的同时起到松散、去杂和除尘的作用，但系统的烟丝造碎问题则成了一大难题。
　　1 简析卷烟厂旧风力送丝系统过程
　　在卷烟厂旧风力送丝过程当中要经过从贮丝柜到卷接机台输送流程。在这个输送过程中是由风力系统来完成的。然而，实际运行过程当中旧风力送丝会出现烟丝损耗的现象。通过分析发现风力送丝系统在风力输送过程当中会影响到烟丝质量，其主要原因表现在以下方面。
　　首先对风速会产生一定影响，旧的系统每个机组不但风速的大小无法保证，而且对于风速的稳定性同样无法保证。
　　其次表现管道内表面的影响。在旧的系统中会发现部分连接管多采用波纹软管，在波纹软管内表面很粗糙，这种粗糙度直接影响到了烟丝的造碎率，而且这种造碎率非常高。直接造成了烟丝不能得到充分的造碎程度。
　　最后风力系统中存在的管道弯头和相应的拐弯角度的影响。在旧的风力系统中管道弯头很多，而且有些管道弯头的拐弯角度又很小，这就在风力送丝过程当中增加了烟丝的造碎，对烟丝的输送顺畅产生了很大的阻碍。
　　通过对上述旧风力送丝过程中烟丝损耗主要原因的分析，我们对风力送丝系统进行了科学合理地优化改进工作，以期得到风力送丝过程中对烟丝损耗的减少和资源浪费。
　　2 优化设计改进新风力送丝系统
　　2.1 新送丝系统风速平衡原理
　　2.1.1 风力送丝系统新技术装置介绍
　　风力送丝系统由物料输送和除尘两部分组成。当设置于系统尾部的风机启动后，系统内形成负压，烟丝和空气从喂丝机一起被吸入密闭的料管，烟丝在料管中经风力输送给卷烟机，而含尘空气则沿回风管经除尘器净化后排入大气。
　　在风力送丝系统中，衡阳三力高科技开发公司研究开发了“系统主管自动经济组合补风”和“与单台风速实时调节”技术及装置，成功地解决了风力送丝系统中存在的输送风速大、不稳定的技术难题。该技术已在广州、北京、上海、杭州、常德、长沙、保定、淮阴、郴州、滁州、湛江、徐州、重庆、济南、青州、遵义、安阳、洛阳等卷烟厂的风力送丝系统中广泛应用，取得了明显的经济效益。
　　衡阳三力高科技开发公司研制的“主管自动补风”和“风力平衡调节”技术及装置，具备风力自动平衡功能，能将风送速度控制在设定值15～20m/s的范围内（风送正常时段）。该装置由设置回尘主管道上的压力传感器和风量检测装置、设置在每台卷烟机回尘支管上的风速仪、电动控制蝶阀以及PLC控制系统等组成。
　　2.1.2 新送丝系统风速平衡原理
　　风速稳定原理：（1）系统管网静态平衡：我公司回风管网采用“集束管形式”与“对称平衡布置式”相结合，保证系统管网的静态阻力基本一致，从而确保系统送丝管道的风速在不加任何调控静态的情况下基本一致，从而确保系统送丝管道的风速在不加任何调控静态的情况下基本一致，有利于系统的动态平衡的调节。（2）系统调节动态平衡：主管自动补风，确保主风机运行工况稳定；单台机组吸丝风速自动微调，控制风速V≤设定值（风送正常时段）。如此怎样可以使得系统的总风量实现稳定，又可以保证各个送丝管之间风速的平衡呢？作为一项新创新技术的产生，如何实现这个问题的解决呢？因为在每一个系统中，卷烟机之间各个吸丝管道的长度不同，各个除尘管道的长度也不一样，所以产生的各个支路的阻力也不等同。而实际工作当中系统的总风量不可能实现各台卷烟机接收风量的平均，换句话，每台卷烟机的吸丝风量不会均为Q，这时为了实现风速的微调就可以通过对每台卷烟机风力自动调节进行设置、还可以通过卷烟机回尘支管上的风速仪进行设置。实际运行过程中，系统对有超过风速设定值V且呈上升趋势的状况时进行调节，而对风速低于V且大于安全输送速度的情况不进行人为干预，确保低速送丝的同时，减少风速波动造成的烟丝造碎。通过上述调节，无论系统供丝机台多少，都可以保证系统风量和料管风速稳定在设定的范围之内。
　　2.2 优化设计改进新风力送丝系统
　　在风力送丝系统过程中不管是送丝速度过高还是速度过低都会对烟丝的造碎率产生直接的影响，这样会使造碎率提高，同时会影响烟丝的内在品质。所以来评价风力送丝系统的好坏，看其能否提供合适、稳定的送丝速度作为首要的评判标准。通过保证合适稳定的风速来保证烟丝的质量和造碎。上文对旧风力系统存在烟丝耗损原因的观察和目前投入风力送丝系统新技术装置的应用实践，针对烟丝造碎的技术难题，笔者提出了以下几种方法。
　　（1）保证烟丝有合适、稳定的风速速度：①在主管的末端装上风量补偿的装置，确保主管气流的稳定。通过对主管内的压力进行实时的检测，来控制其开启度，从而保证同一送丝系统上的任意一台卷烟机的启停或者在间隙要料时主管道内的正常风速，只有确保主管内的气流稳定才能使其风速得到稳定；②通过压力检测元件来检测主管道内的负压值，并把这个负压信号实时地反馈给控制中心，通过控制中心得到数据然后再将其与设定值进行比较，从而达到对风机转速控制的目的，以保证工作时主管道内的负压值可以稳定地保持在设定值上，通过这种方式极易实现风速的稳定和节能的目的。这样做便可实现了对风机转速的调节来提供不同的风送速度；③通过在现场操作界面上对卷接机组的送丝风速进行设定，这样就可以保证实际风速可以在设定值上保持稳定。比如我们可以通过在气动阀门上装一个传感器，通过它将所测得的压差信号传给系统，经过控制系统计算后与设定值进行对比，最后结果要保证在设定值的范围之内，这样才能保证送丝系统的风速稳定。
　　（2）烟丝水分的预补给：为了提高烟丝的延伸度和抗拉强度，需要将烟丝的含水率进行适当的提高，卷接工艺的实际要求要低一些，为了满足工艺要求应当如何提高烟丝含水率？通过在输送过程中对烟丝水分损失给予提前补给，这样既可以保证满足了工艺的要求还能达到提高烟丝含水率的目的。换言之，通过对烟厂所处地理位置和空气相对温度的调查得出的不同结果，分别检测出送丝过程中不同烟厂的烟丝水分损失的准确数值。确保在烟丝进入喂丝机前的制丝工艺过程之前对烟丝的水分损失给予必要的给予。通过这种提前给予烟丝的水分损失的补给达到了卷接工艺的要求，也最大限度地增加了烟丝的韧性和延伸率，最终达到了降低送丝过程中烟丝造碎的目的。
　　（3）改变和控制二相流的流态：①风力送丝流态由管道上部的飞翔流和管道下部的集团流组成。在风力送丝过程中，管道上部的飞翔流保留了烟丝输送的去杂、除尘和增加填充能力的优点；烟丝在管道下部半悬浮滑动，所以烟丝在飞翔流中所受的几中力在集团流中基本消失，这样就避免了烟丝在输送过程当中会发生相互的碰撞。这样不但可以大大降低送丝系统的烟丝造碎，还能提高烟丝的质量和烟丝的耐加工性。此外，还可以大大降低系统输送的风速和能耗和节约能源的目的；②集团流态下优化风速的确定，流态从飞翔流过渡到集团流是一个渐变过程，没有截然的界限。如何确定合理的输送风速，使烟丝悬浮滑动又不产生栓塞呢？输送风速一般是根据计算或测定出被输送物料的悬浮速度而确定，烟丝的悬浮速度为6～8m/s。实际工作中还没有比较可靠的理论推导能够计算出最优的输送风速，根据经验性的数据可以确定为优化风速为18±2m/s；③在保证合理的输送风速之后如何对风送系统的风速进行稳定？在对常规送丝系统的观察中看到它仍通过重力调节阀来实现系统风量的调节。其工作原理是：当系统内某些卷烟机不需供丝时，系统负压会增加，产生的压力差驱动调节阀开大间隙，增大补风量，反之，则逆向动作。实际上，由于供丝时间的短暂性和调节阀动作的滞后性，加上各支管风量的不均匀性，使得各送丝支管的风速难以稳定和控制。
　　3 结语
　　通过对卷烟厂风力送丝系统的改进可以有效降低烟丝造碎率、提高卷烟产品的内在质量。不但给企业节约了成本，还增强了企业竞争力。通过对风力送丝系统的改进和优化可以为企业创造更好的经济效益，所以卷烟厂在未来风力送丝系统的探索和改进工作仍然任重道远、势在必行。
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