滤棒存储输送物流系统在老厂房的研究与应用

文/盛小贺 杨玉才 张维 肖琦 张万全 梁嘉

一、项目背景

滤棒作为卷烟生产的重要辅料，其储存和输送在红云红河烟草（集团）曲靖卷烟厂仍采用传统的“单机+存储架”的生产作业模式，该模式部分规格滤棒存储量不足，需采用装盘机将滤棒装盘后，人工将料盘搬运到缓存区暂存，固化一段时间后，再由人工送到发射机组卸盘机上。该模式存在着明显的自动化程度低、滤棒信息跟踪不畅、存储占地面积大、管理成本高、劳动用工成本高、固化时间短、质量控制不力、柔性差等问题，不利于生产集约化管理和生产加工精益化发展。

而新建一套滤棒自动化物流系统，能很好地满足模块化、精细化滤棒生产的需要，形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平。柔性化调度，解决原来成型机组与发射机组一对一、二对一所带来的生产能力不匹配、不均衡、有效作业率低的问题，提高生产组织的灵活性和规范性，有利于延长滤棒自然固化时间，减少滤棒内的残留气味，节约滤棒的生产制造成本，提高卷烟质量、保障生产工艺需求、减少原料消耗、降低生产制造成本。同时对于提升企业自动化、信息化水平具有较好的促进作用。

滤棒存储输送系统属于集中存放，对地面承载沉降、土建结构等要求较高,目前国内滤棒存储输送物流系统的建设主要采用新建在地面一层的模式，即使有在其他楼层的应用案例也是在新建厂房的同时，考虑对滤棒存储输送系统的新建，这样可以将滤棒存储输送物流系统建设的风险控制在土建设计阶段，避免后续复杂的改造工程。

然而针对在老厂房二层及以上楼层的做法，目前在国内烟草企业还没有应用案例，属于一次全新的探索。为节约老厂房使用面积，充分发挥老厂房二层的使用价值，曲靖卷烟厂计划在老厂房的二层区域新建滤棒存储输送物流系统，由此带来的一系列难题亟待通过不断的实验研究、科学设计和计算分析等进行解决。

本项目以曲靖卷烟厂正在进行的成型车间搬迁改造项目为契机，计划在曲烟卷包工房8.5m层新建一套滤棒存储输送物流系统，针对已使用20余年的老厂房的现状以及在二层楼层新建的特殊要求给项目带来的一系列难题和挑战。

项目的成功实施，对于实现烟草企业滤棒存储的自动化建设及生产集约化、精益化管理具有较好的促进作用，同时为推广烟草企业滤棒存储输送物流系统在老厂房二层的建设提供经验借鉴。

二、主要研究内容和技术关键

本项目的主要研究内容分为土建结构补强设计、伸缩抗震缝观测评价、堆垛机轨道设计安装、滤棒存储输送系统轻量化设计和“一轨四车”模式的实现五个部分。主要研究内容和关键技术如下：

1.土建结构补强设计

因工艺设备变动，局部的框架梁、次梁、板容易受到集中荷载不利影响，为保证不超过原设计15.0KN/㎡要求，需对局部构件进行补强以满足荷载要求。

2.伸缩抗震缝的观测评价

本项目改造区域分为C、D、E三个独立的抗震单元，每个单元之间设置120mm的抗震缝（兼温缩缝，非抗沉降缝），为满足工艺不超过1/1000的变形要求，对房屋沉降进行沉降监测。

3.堆垛机轨道设计、安装

工艺堆垛机钢轨道跨越两个抗震缝，因此钢轨与钢筋混凝土结构的连接计划采用滑动连接，确保钢轨自由伸缩。拟在轨道下部进行预埋件处理，以减少抗震缝对于堆垛机轨道的影响。采用柔性轨道安装技术，保证地面受力的均匀性、分散性。

4.滤棒存储输送系统轻量化设计

为满足曲靖卷烟厂8.5m层地面楼板承载要求，进一步降低堆垛机对地面的承载压力，本项目拟通过对地面的承载强度测算，对堆垛机进行轻量化设计，降低堆垛机整机质量，保证地面楼板承载的稳定性、安全性。

5.“一轨四车”模式的实现

针对曲烟老厂房二层现状，考虑堆垛机对于土建结构特殊要求，只能采取单轨道沿结构次梁敷设的模式。为满足工艺、流量要求，拟在单轨道上布置四台双叉堆垛机。充分考虑堆垛机的调度策略和相互避让策略，采取减震及降低噪音的措施，保证滤棒存储输送自动化物流系统运行的稳定、高效。

三、采用的实验方法和技术方案

拟通过深化设计辅以试验调整的方法，分别对土建结构补强设计、伸缩抗震缝观测评价、堆垛机轨道设计安装、滤棒存储输送系统轻量化设计和“一轨四车”模式的实现五个方面提出技术方案。

1.土建结构补强方案

（1）现有土建地坪拆除

拟拆除地坪区域是货架及堆垛机运行区域，需进一步加固，凿去现有找平层找到梁的位置，去掉梁上部分混凝土，露出钢筋。在钢筋之间的缝隙中插入钢筋并植入化学胶，在钢筋上焊接预埋板。

（2）粘钢补强

因工艺设备布置变动，局部的框架梁、次梁、板容易受到集中荷载的影响，需对局部构件进行粘钢补强以满足荷载要求。

2.堆垛机轨道设计、安装方案

（1）堆垛机轨道设计方案

图1： 技术路线图

堆垛机轨道拟采用柔性设计，由预埋板+调平板+橡胶缓冲垫+安装板+地轨组成。预留一定高度作为出现地基沉降时重新调整地轨的余量，在沉降后加调整垫进行地轨高差调整。

（2）堆垛机轨道安装方案

在调平预埋板上焊接调节螺丝并安装调平板、橡胶垫、安装板、地轨及地轨相关组件，并调试堆垛机。堆垛机调试完成后由土建施工方将堆垛机地轨调节区域二次浇灌至与周边找平层同高。

根据总体要求均匀沉降不大于1/1000而没有产生局部突变的沉降情况，出现地基沉降情况时计划采用橡胶缓冲垫吸收变形的作用而不至于损坏轨道，同时还可以有效降低堆垛机运行噪音。

3.伸缩抗震缝的观测评价方案

拟通过对原土建设计方案进行系统分析研究，依据《建筑变形测量规范》的要求，分阶段采用全站仪进行闭环平差勘测。跟踪测量伸缩抗震缝的沉降情况，为滤棒存储输送系统的建设提供可靠的数据支撑。

4.滤棒存储输送轻量化设计方案

拟对堆垛机进行轻量化设计，根据沉降观测数据及土建设计改造方案，经试验测算后在满足强度及运行要求的情况下，选用特殊轻型化材料降低堆垛机整机质量。

5.“一轨四车”模式实现技术方案

拟在两排货架中间的一条轨道上布置四台双叉堆垛机，“一轨四车”模式拟采用仿真模拟技术进行不断优化调度、避让策略，优化上位控制程序；拟采用对堆垛机上下行走轮进行柔性化改造，避免堆垛机在行走时产生的共振和噪音污染。

技术路线图，见图1。

四、结束语

滤棒存储输送物流系统在曲靖卷烟厂老厂房二层的新建设计与探索应用，为烟草工业企业滤棒存储输送物流系统在老厂房二层及以上楼层的新建提供较好的参照案例，对烟草企业地自动化、信息化建设起到较好的示范作用。