隨著卷煙工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，卷煙加工過程的精細(xì)化、柔性化加工控制已經(jīng)成為制絲線的發(fā)展進(jìn)步的方向。薄板烘絲是一種傳統(tǒng)的復(fù)合干燥方式，KLD-1滾筒式薄板烘絲機(jī)主要傳熱方式為熱傳導(dǎo)和熱風(fēng)，葉絲通過與筒內(nèi)的熱風(fēng)、加熱筒壁和輸送揚(yáng)板的有效接觸而被干燥。熱風(fēng)的主要任務(wù)是將煙絲中的水蒸汽運(yùn)走。KLD-1烘絲機(jī)的熱風(fēng)以與煙絲流相同的方向（順流）流過滾筒。

　　切好的葉絲經(jīng)高溫高濕處理后進(jìn)入烘絲機(jī),利用高溫快速干燥,使葉絲的膨脹狀態(tài)固定下來,提高煙絲的填充值,并達(dá)到要求的含水率。除塵系統(tǒng)則把灰塵和蒸發(fā)的水分快速排出。通過烘絲機(jī)的烘焙,煙絲中的雜氣和部分游離煙堿將隨水分的蒸發(fā)而有所逸出,使煙絲香氣顯露,煙味變得醇香。

　　1、KLD-1烘絲機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　KLD-1滾筒式薄板烘絲機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示：

　　蒸汽管路：

　　熱風(fēng)熱交換器蒸汽（Y5控制）

　　筒壁蒸汽(Y1控制)

　　水管路：

　　工作水（Y4控制，料頭、尾料添加）

　　壓縮空氣：

　　閥島供氣

　　吹凈出料罩負(fù)壓調(diào)節(jié)的測量管（Y8、Y9控制）

　　加水時(shí)引射（Y13控制）

　　熱風(fēng)管路

　　工作熱風(fēng)

　　清吹入口密封圈

　　清吹篩網(wǎng)

　　圖1KLD-1烘絲機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　M1.篩網(wǎng)電機(jī)M21/22.滾筒電機(jī)M3.水泵電機(jī)M4.循環(huán)風(fēng)機(jī)M71/M72.滾筒頂升電機(jī)B1/B10.壓力傳感器B2/B3.液位傳感器B5/B11.溫度探頭B6/B71.壓差變送器Y1/Y4/Y5.氣動薄膜閥Y6.排潮風(fēng)門Y8/Y9/Y12/Y13.電磁閥A16.水流量計(jì)S7_.接近開關(guān)

　　2、重要參數(shù)介紹：

　　脫水量：

　　脫水量是烘絲機(jī)干燥能力的重要指標(biāo)，在其他參數(shù)一致情況下，每一個(gè)滾筒溫度對應(yīng)不同的脫水量。

　　干燥系數(shù)CK1:

　　每小時(shí)從煙絲中多排出1升水所需要的滾筒壁溫度變動。

　　錯(cuò)誤！未找到引用源。Fi：溫度為Ti時(shí)對應(yīng)的脫水量

　　起動階段時(shí)預(yù)加載因子CK2：

　　該參數(shù)用于優(yōu)化起動性能（使起動階段廢品最少）。該系數(shù)（約0.8-1.2）以額定工作脫水量為基準(zhǔn)。切換至起動階段時(shí)，預(yù)先載入該值(僅加載一個(gè)脈沖)以計(jì)算用于預(yù)調(diào)滾筒壁溫度的平均值。

　　TQ=TNOP錯(cuò)誤！未找到引用源。CK2TQ:起動時(shí)筒溫TNOP:額定筒溫

　　滾筒額定溫度TNOP：

　　滾筒壁溫度的工作點(diǎn)，即在額定輸入條件（煙絲物料流、煙絲水分）恒定時(shí)從煙絲中排出需要的水量，以達(dá)到額定輸出水分。

　　正常生產(chǎn)脫水量FWNOP[l/h]：

　　滾筒以生產(chǎn)溫度中工作時(shí)，從煙絲中排出的水量。實(shí)際達(dá)到的脫水量由煙絲流量和水分的輸入?yún)?shù)得出。

　　3、KLD-1烘絲機(jī)的控制原理

　　KLD-1烘絲機(jī)分別對滾筒溫度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速、出口水分、出料罩壓力和加水進(jìn)行控制。

　　3.1滾筒溫度控制

　　滾筒溫度的值實(shí)際上是根據(jù)滾筒筒壁的壓力值來換算，換算關(guān)系參照《飽和蒸汽壓力與溫度換算表》。因此溫度的控制最終轉(zhuǎn)換為滾筒筒壁壓力控制。滾筒溫度的實(shí)際值由壓力傳感器B1檢測值轉(zhuǎn)換而得，通過控制安裝在筒壁蒸汽管路上的氣動薄膜閥Y1的開度，使?jié)L筒溫度的實(shí)際值與滾筒溫度設(shè)定值相一致，以此來調(diào)節(jié)煙絲出口水分。

　　起動階段和生產(chǎn)階段的筒壁溫度計(jì)算公式為：

　　起動階段：TQ1＝TNOP錯(cuò)誤！未找到引用源。CK2

　　TQ2＝（F-FWNOP）錯(cuò)誤！未找到引用源。CK1+TNOP

　　生產(chǎn)階段：TS＝（F-FWNOP）錯(cuò)誤！未找到引用源。CK1+TNOP+CV

　　公式中：TQ1:起動階段剛開始時(shí)，滾筒溫度設(shè)定值，僅作用一個(gè)脈沖；TQ2:起動階段滾筒溫度設(shè)定值；TS:正常生產(chǎn)滾筒溫度設(shè)定值；TNOP:滾筒額定生產(chǎn)溫度，配方設(shè)定；FWNOP:正常生產(chǎn)脫水量，配方設(shè)定；F：達(dá)到出口水分設(shè)定值，所需要的脫水量；CK1：干燥系數(shù)；CK2：起動階段預(yù)加載因子CV：出口水分PID的輸出值

　　表1飽和蒸汽壓力與溫度換算表

　　3.2熱風(fēng)溫度控制

　　熱風(fēng)溫度的設(shè)定值在配方中給定，熱風(fēng)溫度的實(shí)際值由溫度探頭B5檢測，通過控制熱風(fēng)熱交換器蒸汽管路的氣動薄膜閥Y5的開度，使熱風(fēng)溫度的實(shí)際值與設(shè)定值相一致。

　　3.3熱風(fēng)風(fēng)速控制

　　熱風(fēng)風(fēng)速的設(shè)定值在配方中給定，實(shí)際值由壓差變送器B71檢測，通過控制熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機(jī)M4的頻率，使熱風(fēng)風(fēng)速的實(shí)際值與設(shè)定值一致。

　　3.4出口水分控制

　　煙絲出口水分的設(shè)定值在配方中給定，實(shí)際值由安裝在設(shè)備出口的水分儀檢測，當(dāng)實(shí)際值與設(shè)定值不符合時(shí)，對應(yīng)的PID調(diào)整量疊加到滾筒溫度的設(shè)定值上。因此出口水分控制是作為滾筒溫度控制的級聯(lián)控制，實(shí)現(xiàn)的煙絲出口水分的精確控制。

　　3.5出料罩壓力控制

　　出料罩壓力的設(shè)定值在配方中給定，實(shí)際值由安裝在出料罩的壓差變送器B6檢測，通過控制排潮風(fēng)門Y4的開度使出料罩壓力的實(shí)際值與設(shè)定值相一致。通過出料罩壓力控制使出料罩保持輕微的負(fù)壓，可以有效的防止煙絲外冒。

　　3.6加水控制

　　KLD-1烘絲機(jī)的加水主要應(yīng)用在料頭、尾料狀態(tài)，料頭、尾料時(shí)煙絲的流量比較小，通過加水避免料頭、尾料的煙絲過于干燥。加水量的設(shè)定值在設(shè)備參數(shù)中給定，加水實(shí)際流量由流量計(jì)A16檢測，通過控制氣動薄膜閥Y4，使實(shí)際值與設(shè)定值一致。

　　圖2加水示意圖

　　R1.料頭加水持續(xù)時(shí)間R2.料頭加水曲線放大系數(shù)R3.尾料加水持續(xù)時(shí)間R4.尾料加水曲線放大系數(shù)

　　4、KLD-1烘絲機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

　　KLD-1運(yùn)行時(shí)有預(yù)熱、待機(jī)、起動、生產(chǎn)、尾料和冷卻6個(gè)狀態(tài)。

　　(1)預(yù)熱

　　預(yù)熱狀態(tài)用于為烘絲機(jī)的生產(chǎn)做準(zhǔn)備。預(yù)熱狀態(tài)又分為閥門測試階段、壓力形成階段和預(yù)熱階段。

　　閥門測試階段：在預(yù)熱開始時(shí)，首先檢查氣動薄膜閥Y1的氣密性，即閥Y1保持關(guān)閉，在一定的時(shí)間段內(nèi)B1的壓力值是否超過閥門測試壓力極限值。如果超過極限值，認(rèn)為Y1泄露，發(fā)出報(bào)警信息，預(yù)熱停止。

　　壓力形成階段：在閥門測試成功完成后，Y1閥打開。調(diào)整量在一段規(guī)定的勻變時(shí)間內(nèi)均勻地從“0”上升至最終開口度。流入滾筒加熱葉片的蒸汽將筒內(nèi)的冷凝水排出，防止形成水錘。烘絲機(jī)的滾筒壁以較低的蒸汽壓力被加熱。

　　如果滿足了以下條件，則壓力形成階段結(jié)束，并過渡至預(yù)熱階段：

　　•達(dá)到了預(yù)設(shè)的壓力形成最小持續(xù)時(shí)間（固定參數(shù)）

　　•閥Y1后的蒸汽壓力超過了預(yù)設(shè)加壓時(shí)蒸汽壓力極限值（固定參數(shù)）

　　•冷凝水的溫度超過了預(yù)設(shè)的極限值（固定參數(shù)）

　　預(yù)熱階段：在壓力形成階段結(jié)束后，滾筒壁溫度調(diào)節(jié)裝置被開通，即切換至筒壁溫度受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。在一段規(guī)定的勻變時(shí)間內(nèi)，筒壁溫度額定值將從滾筒壁溫度的當(dāng)前實(shí)際值均勻上升至配方中預(yù)設(shè)的額定值，并保持該值。

　　(2)待機(jī)

　　隨著預(yù)熱階段的結(jié)束，烘絲機(jī)切換至待機(jī)運(yùn)行階段，并允許將煙絲輸入烘絲機(jī)內(nèi)。在尾料階段結(jié)束后也會自動切換為待機(jī)運(yùn)行階段。這樣烘絲機(jī)的滾筒壁可以保持溫度并節(jié)省能源。

　　(3)起動

　　隨著烘絲機(jī)前方的煙絲識別裝置發(fā)出信號，延遲時(shí)間過后，烘絲機(jī)由待機(jī)運(yùn)行階段切換至起動階段。

　　切換至起動階段會產(chǎn)生如下作用：

　　熱風(fēng)速度：烘絲機(jī)通過循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化來調(diào)節(jié)熱風(fēng)速度，循環(huán)風(fēng)機(jī)隨著起動階段的開始而停止。在一段設(shè)備參數(shù)中規(guī)定的延遲時(shí)間過后，循環(huán)風(fēng)機(jī)重新接通且調(diào)節(jié)器重新開通。先為熱風(fēng)速度額定值預(yù)設(shè)一個(gè)下限（固定參數(shù)），只要計(jì)算出熱風(fēng)速度額定值大于給定的極限值，即切換至配方中設(shè)定的額定值。

　　出料罩內(nèi)壓力：通過烘絲機(jī)前煙絲識別裝置的信號，出料罩內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)裝置被鎖閉。調(diào)整閥的調(diào)整量在設(shè)備參數(shù)中給定。在設(shè)備參數(shù)中給定的延遲時(shí)間過后，調(diào)節(jié)器重新開通，配方中給定的額定值依然有效。

　　滾筒轉(zhuǎn)速：經(jīng)過一段作為設(shè)備參數(shù)給定的時(shí)間后，滾筒轉(zhuǎn)速切換至同樣在設(shè)備參數(shù)中給定的生產(chǎn)階段額定值（中等轉(zhuǎn)速）。

　　加水：經(jīng)過一段作為設(shè)備參數(shù)給定的時(shí)間后，加水調(diào)節(jié)裝置激活。加水持續(xù)時(shí)間已在配方中給出。

　　熱風(fēng)溫度：預(yù)熱、待機(jī)運(yùn)行階段中熱風(fēng)溫度的額定值在此仍然有效。

　　滾筒溫度：在起動階段開始時(shí)，該修正值為由配方中預(yù)設(shè)的以下因素所構(gòu)成的一個(gè)預(yù)載值

　　•起動階段排水量預(yù)載系數(shù)CK2

　　•排水額定工作點(diǎn)

　　•用于滾筒壁溫度的干燥系數(shù)CK1。

　　該計(jì)算值僅以脈沖形式預(yù)加載一次。之后，該修正值取決于煙絲進(jìn)料流量、煙絲進(jìn)料水分和干燥前回潮筒的加濕情況。用于滾筒壁溫度的干燥系數(shù)“ck1”仍對該修正值起作用。由此可以實(shí)現(xiàn)，在起動階段（出料端的水分儀處還沒有煙絲）即確定并提供所需的能量。這樣一來，在每次生產(chǎn)開始后不久便可在輸出端達(dá)到所需的水分。

　　(4)生產(chǎn)

　　當(dāng)KLD出口水分儀檢測到水分大于某個(gè)值后，在一段設(shè)備參數(shù)中給定的延遲時(shí)間后從起動階段切換至生產(chǎn)階段。

　　出口煙絲水分：在生產(chǎn)階段，煙絲出口水分調(diào)節(jié)裝置MIC被激活，并切換到滾筒壁溫度調(diào)節(jié)器TIC上，作為主導(dǎo)調(diào)節(jié)裝置（級聯(lián)）。煙絲水分的額定值在配方中預(yù)設(shè)。

　　該調(diào)節(jié)裝置受出口水分實(shí)際值和額定值的影響。若兩個(gè)數(shù)值間存在偏差，則會相應(yīng)于偏差的大小，通過煙絲出料水分調(diào)節(jié)器長期地影響滾筒壁溫度。由此可控制住烘絲機(jī)后水分的長期波動。

　　此外，正如已在起動階段中所描述的，煙絲入口流量和入口煙絲水分的波動所產(chǎn)生的作用也影響著滾筒壁溫度。

　　(5)尾料

　　如果烘絲機(jī)前的煙絲識別裝置已識別不到煙絲，在一段延遲時(shí)間過后，煙絲薄層的尾端已到達(dá)滾筒入口，于是由生產(chǎn)階段切換到尾料階段。

　　切換至尾料階段會造成如下影響：

　　滾筒轉(zhuǎn)速：在一段延遲時(shí)間（設(shè)備參數(shù)）之后，滾筒轉(zhuǎn)速切換至設(shè)備參數(shù)中給定的尾料階段額定值（高轉(zhuǎn)速）。

　　熱風(fēng)溫度：熱風(fēng)溫度額定值仍然由與生產(chǎn)階段相同的配方參數(shù)給定。

　　熱風(fēng)溫度，卸出罩內(nèi)壓力：熱風(fēng)速度的最后一個(gè)有效調(diào)整量仍然保持有效。在經(jīng)過一段延遲時(shí)間（機(jī)器參數(shù)）之后，切換至排空階段調(diào)整量（機(jī)器參數(shù)）。同時(shí)卸出罩內(nèi)用于調(diào)節(jié)負(fù)壓的調(diào)節(jié)閘板切換至排空階段調(diào)整量（機(jī)器參數(shù)）。

　　滾筒壁溫度：在一段設(shè)備參數(shù)給定的延遲時(shí)間過后，滾筒壁溫度調(diào)節(jié)裝置的開通被取消，蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥先保持最后一個(gè)有效的調(diào)整量。再經(jīng)過一段延遲時(shí)間（設(shè)備參數(shù)），蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，不再對滾筒壁進(jìn)行加熱。

　　加水：經(jīng)過一段作為設(shè)備參數(shù)給定的時(shí)間后，加水調(diào)節(jié)裝置激活。加水持續(xù)時(shí)間已在配方中給出。

　　尾料階段結(jié)束：如果在給定的時(shí)間內(nèi)在干燥機(jī)前已識別不到煙絲，則干燥機(jī)切換至待機(jī)運(yùn)行。

　　(6)冷卻

　　當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束后，烘絲機(jī)進(jìn)入冷卻狀態(tài)。在冷卻階段中滾筒轉(zhuǎn)動，但烘絲機(jī)中沒有熱能輸入，滾筒慢慢冷卻。冷卻階段的持續(xù)時(shí)間同樣在設(shè)備參數(shù)中給定。在該時(shí)間結(jié)束之后，冷卻階段通過關(guān)閉滾筒驅(qū)動裝置自動結(jié)束。在冷卻結(jié)束后滾筒提升裝置起動，升起滾筒，以使工作輪卸載。

　　圖2KLD-1烘絲機(jī)的狀態(tài)流程圖

　　表2KLD-1烘絲機(jī)干燥后指標(biāo)

　　5結(jié)論

　　KLD-1滾筒式烘絲機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，工藝控制模式簡單，自動化程度高，需要人工參與調(diào)整的參數(shù)少，各PID控制的響應(yīng)速度快，水分控制穩(wěn)定，煙絲膨脹效果好，整絲率高，碎絲率低，卷煙原料消耗明顯降低。