解决HDT烘后叶丝水分偏差大的方法探讨

赵霙

摘 要：该文针对气流干燥设备——HDT叶丝结团、含水率波动较大，问题进行研究，经过分析认为：干燥后叶丝水分偏差大，是由于叶丝较长、结团不够松散以及干燥管气流分布不均所致，通过在HDT前增设叶丝松散、断丝装置，在干燥管内增设导流板等措施，辅以控制参数进行调整，稳定烘后叶丝水分，提高加工精度。

关键词：叶丝松散 断丝装置 导流板 叶丝含水率 标偏

中图分类号：TS44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0077-02

我厂异地技改后引进了德国虹霓公司的气流干燥设备——HDT，HDT是烘焙烟丝设备的一种，又称作新型在线高速膨胀干燥系统。烟丝通过自由膨胀，得到的效果和质量是最好的，烟丝在干燥管内中处于自由漂浮状态，没有任何的机械动作施加给烟丝，这会大大减少烟丝表面的硬化现象，烟丝质量得到保证。由于是瞬间干燥，所以 要求叶丝是以松散状态，均匀的流量进入干燥管，可是叶丝较长，且在输送、暂存过程中极易挤压造成结团，较长的叶丝在进入干燥的设备时又缠绕成绳团，另外设备参数的设置不当进而继而影响了叶丝干燥效果。为了解决此问题在HDT前增设松散、断丝装置，同时在干燥管内增设导流板，使较长的叶丝打短，同时对结团的叶丝松散，使松散的叶丝在均匀的气流中顺畅运行，达到最佳干燥效果。

1 HDT设备结构及工作原理

经过增温、加料暂存的叶丝，经过输送设备进入计量管皮带秤和皮带机进入喂料口振槽、经过气锁进入扬丝器。过热蒸气通过扬丝器定量喷射到烟丝上，并把烟丝送入干燥管。烟丝在干燥管中经过与高温高速的气流接触，迅速干燥膨胀并进入旋风落料器。旋风落料器使气、物分离，烟丝经HDT出料气锁进入VAS冷却分离器冷却定形；工艺气流一小部分排到室外，大部分则进入回风管道，通过循环风机进入燃烧炉的热交换器，经燃烧炉间接加热后的过热蒸气再次进入干燥管被循环使用。

HDT独有的蒸气喷射装置取代了传统的叶丝回潮（HT），管道系统简单，膨胀效果好.工艺控制采用了压力、氧气含量、天然气流量、热风温度、水分和蒸气流量6大控制系统，控制模式简单，参数可调节性强。

2 设备目前存在的问题

原设备没有松散、断丝装置，干燥管内的风速不均（局部管道积料说明了这一点），再有成团叶丝烘后的叶丝中出现例外不均的现象。结果造成烘后叶丝水分标偏较大。

叶丝水分偏差较大原因分析

气流干燥也称为瞬间干燥，是使加热介质（既是热载体也是载湿体，如空气）与干燥的固体物料直接接触的过程，物料悬浮于气流中，加热介质以对流传热式将热量传给物料，使物料中水分汽化，从而获得一定含湿量的固体产品。

在此我们可以将叶丝视为固体颗粒对其分析，在干燥物料过程中，物料颗粒在气流中的运动范围加速运动阶段和等速运动阶段，在加速运动阶段，颗粒受到的拽力逐渐减小，直至3个力的矢量和为零。颗粒进入等速运动阶段，此时气流与颗粒运动的相对速度为一常数。颗粒与气流的相对运动情况对颗粒与气流之间的传热速率影响较大，在初始干燥阶段，颗粒刚进入干燥管时上升速度为零，与具有较高速度的热气流相遇，获得向上的速度，此时两相间的对流传热系数很大，物料颗粒不断加速上升，进入加速运动干燥阶段，固体颗粒在加速阶段所获得的热量占整个干燥阶段获得热量的一半以上，在干燥后期，当固体物料的上升速度接近乃至达到气流速度时，对流传热系数大大减小，干燥效率降低。在干燥过程中不断改变气固两相得的相对速度，增加颗粒围边界层的湍流强度，尽可能扩大气固两相得接触面积，增加两相接触时间，是提高干燥效率的有效措施。

可见物料在气流干燥时，在干燥管内松散程度.干燥气流在管内的分布均匀程度都是直接影响产品质量因素。

再有，来料流量、含水量波动大大小及控制参数的设置是否与该品牌吻合也是造成影响烘后叶丝含水率不稳的原因。

3 解决烘后叶丝标偏大方法探讨

在HDT烘丝机前增设松散、断丝装置

（1）松散功能

切后叶丝在储柜内结团、在输送过程送中结团。断丝松散装置可以将其松散开。

（2）断丝功能

叶丝过长容易缠绕，不利于气流干燥，也影响滚筒烘丝机干燥。之前技术中心欲借鉴定长切丝。增设断丝、松散设施可以达到将长丝打短目的。

（3）断丝装置安装具体位置

进HDT烘丝机前的皮带机下料口处，进HDT前的输送振槽前。

（4）断丝装置结构原理

结构是由直径不同的两辊，大辊的表面轴向装15片“刀片”，小辊表面装有14片断丝、松散刀片，两组断丝、松散刀片上分别加工有不同形状的齿状，装有两个不同直径装有刀片的打辊，以不同速度相向而转，利用两辊相向而转时，所产生的速度差而形成的相对运动，将降落在打辊刀片上的长叶丝打断，成团的叶丝打散。

为了保证断丝和松散效果，动辊（小辊）支撑轴承固定在直线导轨上，并由伺服电机作动力对动辊进行调节，实现两辊间距可调，两辊转动速度可调，该速度是通过调节驱动电机频率来实现。两辊间距离由设在装置上面的激光测距器件检测，松散断丝辊的转速及两辊间距里两组数据并可在控制面板上显示、控制。通过对打滚的转速，距离调整改变该装置对叶丝的加工强度，找到松散断丝装置适合该品牌叶丝最佳的加工方法。结构如图1所示。

（5）断丝、松散“刀片”的设计与布置

4.2 速度确定与控制

速度控制：

两个打辊各自有一个减速机带动，速度的调节靠电机变频器控制。

两辊间距调节：

两辊间距靠动辊的一组调节组件组成，这个组件由支撑轴承、直线导轨组成，调节丝杆、伺服电机，激光测距等组成，调节时在控制面板上输入两辊距离，伺服电机带动调节丝杆旋转进而带动直线导轨上的支撑轴承移动，移动距离由激光测距测得PLC控制，并在显示屏上显示。endprint

4.3 在断丝松散装置前增设匀料装置

由于皮带秤上物料是以一定厚度运行的，其目的就是为了满足单位时间流量，且运行速度只有0.07 m/s，这部分物料落到其下一级设备（皮带机）上基本上是以团状出现，当这部分烟丝由于“厚度”大，落到断丝装置以后，给松散和断丝带来了困难。因此在皮带秤落料处增设预松散装置，将这部分烟丝进行预松散，这样减轻断丝、松散装置减轻的负担。

5 干燥管气流的分布不均匀分析及措施

5.1 从工艺气流管堆料状况分析

工作过程中曾出现堵料现象，堆料位置在扬丝器下方，沿气流流动方向左侧，平时在不堵料情况下，在做清洗时发现该位置也是有粘烟垢的痕迹，其他位置管壁都较光滑。这说明该处风速较慢。进料所落下的 物料不能迅速被风带走，而造成烟丝的滞留。

5.2 改变气流分不均措施——干燥管内增设导流板

生产中常出现扬丝器下方干燥管内积料，在干燥管初始端水平段末端至观察窗附近前增设导流板，使该区域的风速尽量均匀，并用风速仪进行检验。

6 调节参数进行修改

（1）对防缠绕蒸汽压力进行修改、将原来压力3bar调整为3.2 bar

（2）将工艺风机转数提高到1700r/min，以提高工艺管道风速减多少叶丝滞留于管道机会。

7 结语

通过在气流干燥设备HDT前增设叶丝松散、断丝装置，在干燥管内增设导流板等措施，能有效解决HDT工艺管道集料，烘后叶丝水分波动大问题，辅以控制参数进行调整，稳定烘后叶丝水分，提高了加工精度将烘后叶丝标偏控制在0.17以内，水分偏差指标较好完成，如果能将叶丝中的的梗签之类杂物彻底剔除，减少物料中的杂质，进步提高烟丝质量，还有很多需要研究的课题。总之科技的进步都是在不断创新的过程中完成，所以我们的感悟是方法总比问题多。

参考文献

[1] 王保义.卷烟生产工艺[M].国家烟草专卖局，2004.

[2] 王智德.卷烟制丝设备[M].国家烟草专卖局，2004.

[3] 孙宝钧.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2004.

[4] 张梦欣.机械基础[M].4版.北京：中国劳动社会保障出版，2007.endprint

4.3 在断丝松散装置前增设匀料装置

由于皮带秤上物料是以一定厚度运行的，其目的就是为了满足单位时间流量，且运行速度只有0.07 m/s，这部分物料落到其下一级设备（皮带机）上基本上是以团状出现，当这部分烟丝由于“厚度”大，落到断丝装置以后，给松散和断丝带来了困难。因此在皮带秤落料处增设预松散装置，将这部分烟丝进行预松散，这样减轻断丝、松散装置减轻的负担。

5 干燥管气流的分布不均匀分析及措施

5.1 从工艺气流管堆料状况分析

工作过程中曾出现堵料现象，堆料位置在扬丝器下方，沿气流流动方向左侧，平时在不堵料情况下，在做清洗时发现该位置也是有粘烟垢的痕迹，其他位置管壁都较光滑。这说明该处风速较慢。进料所落下的 物料不能迅速被风带走，而造成烟丝的滞留。

5.2 改变气流分不均措施——干燥管内增设导流板

生产中常出现扬丝器下方干燥管内积料，在干燥管初始端水平段末端至观察窗附近前增设导流板，使该区域的风速尽量均匀，并用风速仪进行检验。

6 调节参数进行修改

（1）对防缠绕蒸汽压力进行修改、将原来压力3bar调整为3.2 bar

（2）将工艺风机转数提高到1700r/min，以提高工艺管道风速减多少叶丝滞留于管道机会。

7 结语

通过在气流干燥设备HDT前增设叶丝松散、断丝装置，在干燥管内增设导流板等措施，能有效解决HDT工艺管道集料，烘后叶丝水分波动大问题，辅以控制参数进行调整，稳定烘后叶丝水分，提高了加工精度将烘后叶丝标偏控制在0.17以内，水分偏差指标较好完成，如果能将叶丝中的的梗签之类杂物彻底剔除，减少物料中的杂质，进步提高烟丝质量，还有很多需要研究的课题。总之科技的进步都是在不断创新的过程中完成，所以我们的感悟是方法总比问题多。

参考文献

[1] 王保义.卷烟生产工艺[M].国家烟草专卖局，2004.

[2] 王智德.卷烟制丝设备[M].国家烟草专卖局，2004.

[3] 孙宝钧.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2004.

[4] 张梦欣.机械基础[M].4版.北京：中国劳动社会保障出版，2007.endprint

4.3 在断丝松散装置前增设匀料装置

由于皮带秤上物料是以一定厚度运行的，其目的就是为了满足单位时间流量，且运行速度只有0.07 m/s，这部分物料落到其下一级设备（皮带机）上基本上是以团状出现，当这部分烟丝由于“厚度”大，落到断丝装置以后，给松散和断丝带来了困难。因此在皮带秤落料处增设预松散装置，将这部分烟丝进行预松散，这样减轻断丝、松散装置减轻的负担。

5 干燥管气流的分布不均匀分析及措施

5.1 从工艺气流管堆料状况分析

工作过程中曾出现堵料现象，堆料位置在扬丝器下方，沿气流流动方向左侧，平时在不堵料情况下，在做清洗时发现该位置也是有粘烟垢的痕迹，其他位置管壁都较光滑。这说明该处风速较慢。进料所落下的 物料不能迅速被风带走，而造成烟丝的滞留。

5.2 改变气流分不均措施——干燥管内增设导流板

生产中常出现扬丝器下方干燥管内积料，在干燥管初始端水平段末端至观察窗附近前增设导流板，使该区域的风速尽量均匀，并用风速仪进行检验。

6 调节参数进行修改

（1）对防缠绕蒸汽压力进行修改、将原来压力3bar调整为3.2 bar

（2）将工艺风机转数提高到1700r/min，以提高工艺管道风速减多少叶丝滞留于管道机会。

7 结语

通过在气流干燥设备HDT前增设叶丝松散、断丝装置，在干燥管内增设导流板等措施，能有效解决HDT工艺管道集料，烘后叶丝水分波动大问题，辅以控制参数进行调整，稳定烘后叶丝水分，提高了加工精度将烘后叶丝标偏控制在0.17以内，水分偏差指标较好完成，如果能将叶丝中的的梗签之类杂物彻底剔除，减少物料中的杂质，进步提高烟丝质量，还有很多需要研究的课题。总之科技的进步都是在不断创新的过程中完成，所以我们的感悟是方法总比问题多。

参考文献

[1] 王保义.卷烟生产工艺[M].国家烟草专卖局，2004.

[2] 王智德.卷烟制丝设备[M].国家烟草专卖局，2004.

[3] 孙宝钧.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2004.

[4] 张梦欣.机械基础[M].4版.北京：中国劳动社会保障出版，2007.endprint