烟叶烘烤自动加煤系统工作原理及试验研究

中国烟草总公司重庆市烟草公司奉节烟草分公司　肖鹏　 陈天才　张钦松　王振国　尹朝先河南农业大学机电工程学院　刘勇敢　王韵翔　王振锋　丁攀

烟叶烘烤自动加煤系统工作原理及试验研究

中国烟草总公司重庆市烟草公司奉节烟草分公司肖鹏 陈天才张钦松王振国尹朝先
河南农业大学机电工程学院刘勇敢王韵翔王振锋丁攀

烤房是烘烤烟叶中不可缺少的专用设备。随着生产力的发展，烤房也正在不断更新换代。自21世纪以来，由于现代烟草农业的不断发展，密集烤房在我国的烤烟种植地区普及率逐年提升。密集烤房采用了温湿度自动控制仪、强制循环风机等烘烤设备，使得烟叶的烘烤质量明显提高，同时烟叶烘烤用工减少，烘烤成本显著降低。但烘烤设备自动化、智能化程度仍较低，多数环节还需人工操作，因此，对密集烤房自动化控制设备的研制十分必要。现将烟叶烘烤自动加煤系统工作原理及试验研究介绍如下：

一、工作原理

烟叶烘烤自动加煤系统集自动进煤、自动加热、自动控温、自动排湿于一体，由自动控制器控制自动进煤装置，基本实现了烘烤过程燃料添加的自动化。烟叶烘烤时，通过装在烤房中的温湿传感器采集烤房中的温度及湿度参数，传递给控制系统进行控制，或烘烤人员根据烟叶性质自行设置烘烤，即时调整烘烤温度、湿度和时间，并根据烘烤不同阶段对热能的需求特点灵活设置加煤时间的长短来实现自动加煤。密集烤房自动加煤系统如图1所示。

二、试验研究

（一）试验材料

试验烤房为气流下降式卧室密集KH-3型烤房，空炕烘烤。试验用煤为重庆奉节黑灰煤、湖北褐色油石煤及内蒙古低硫煤。样品煤如图2所示。

（二）燃烧试验

选用不同品质的煤进行燃烧，控制仪设定目标温度，待设备运行稳定，分别观察不同煤质样品煤的燃烧情况，观察记录燃烧后煤渣情况，每隔15min记录1次实际温湿度与目标温湿度以及加煤量。

图1　密集烤房自动加煤系统

1.不同样品煤燃烧情况及煤渣成分

图3、图4分别为湖北褐色油石煤、内蒙古低硫煤的燃烧火势以及燃烧煤灰成分。

2.自动控制仪的目标参数设定及数据记录

试验过程中，调整仪器的各项目标参数，根据国家烟草专卖局推广的三段六步式烘烤工艺要求设定温度、湿度工艺曲线，使其正常运转。自动控制仪调整如图5所示。烘烤过程中每隔15min记录1次烤房内情况，并进行记录试验中的其他操作及时间。

自控仪的目标温湿度与实际测定温湿度如表所示。

自控仪的目标温湿度与实际温湿度表

图2　样品煤

图3　湖北褐色油石煤燃烧情况及灰分

图4　内蒙古低硫煤燃烧情况及灰分

图5　自控仪调整

三、试验结果分析

经试验分析得出，烟叶烘烤自动加煤系统选用内蒙古低硫煤，煤炭颗粒直径在4～6cm，烘烤时设备控温性能最佳；重庆奉节黑灰煤燃烧性差，易结渣堵塞炉体补风缝隙，升稳温困难，不宜选用；湖北褐色油石煤燃烧不充分，结渣多，不易清渣，且稳温效果差。由于粉碎后的煤块片状较多，燃烧时煤块与空气接触不充分，需人工定时清理，如图6所示。而且在加煤过程中会不可避免地产生粉末状的煤粉，这些煤粉会堵塞燃烧室下方鼓风缝隙，使煤块得不到充分燃烧，浪费能源。

图6　人工清理

通过对烟叶烘烤自动加煤系统调研分析，发现选用热量大、含硫量低、直径为3～5cm、形状为偏球形的煤块燃烧效果会更好。因为选用偏球形煤块时可以使相互接触的煤块之间的间隙更大，煤块与空气的接触面积比其他形状大，从而可以令煤块得到充分燃烧。所以自动加煤机的煤质以不结渣、热量高、大小均匀并且形状为偏球形为宜。

中国烟草总公司重庆市公司科技计划项目（KJCXM-03-02）】