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

　　切好的葉絲經(jīng)高溫高濕處理后進入烘絲機,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烘絲機的設備結(jié)構(gòu)

　　KLD-1滾筒式薄板烘絲機的設備結(jié)構(gòu)如圖1所示：

　　蒸汽管路：

　　熱風熱交換器蒸汽（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

　　吹凈出料罩負壓調(diào)節(jié)的測量管（Y8、Y9控制）

　　加水時引射（Y13控制）

　　熱風管路

　　工作熱風

　　清吹入口密封圈

　　清吹篩網(wǎng)

　　圖1KLD-1烘絲機的設備結(jié)構(gòu)

　　M1.篩網(wǎng)電機M21/22.滾筒電機M3.水泵電機M4.循環(huán)風機M71/M72.滾筒頂升電機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.排潮風門Y8/Y9/Y12/Y13.電磁閥A16.水流量計S7_.接近開關

　　2、重要參數(shù)介紹：

　　脫水量：

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

　　干燥系數(shù)CK1:

　　每小時從煙絲中多排出1升水所需要的滾筒壁溫度變動。

　　錯誤！未找到引用源。Fi：溫度為Ti時對應的脫水量

　　起動階段時預加載因子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。切換至起動階段時，預先載入該值(僅加載一個脈沖)以計算用于預調(diào)滾筒壁溫度的平均值。

　　TQ=TNOP錯誤！未找到引用源。CK2TQ:起動時筒溫TNOP:額定筒溫

　　滾筒額定溫度TNOP：

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

　　正常生產(chǎn)脫水量FWNOP[l/h]：

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

　　3、KLD-1烘絲機的控制原理

　　KLD-1烘絲機分別對滾筒溫度、熱風溫度、熱風風速、出口水分、出料罩壓力和加水進行控制。

　　3.1滾筒溫度控制

　　滾筒溫度的值實際上是根據(jù)滾筒筒壁的壓力值來換算，換算關系參照《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筒溫度的實際值與滾筒溫度設定值相一致，以此來調(diào)節(jié)煙絲出口水分。

　　起動階段和生產(chǎn)階段的筒壁溫度計算公式為：

　　起動階段：TQ1＝TNOP錯誤！未找到引用源。CK2

　　TQ2＝（F-FWNOP）錯誤！未找到引用源。CK1+TNOP

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

　　公式中：TQ1:起動階段剛開始時，滾筒溫度設定值，僅作用一個脈沖；TQ2:起動階段滾筒溫度設定值；TS:正常生產(chǎn)滾筒溫度設定值；TNOP:滾筒額定生產(chǎn)溫度，配方設定；FWNOP:正常生產(chǎn)脫水量，配方設定；F：達到出口水分設定值，所需要的脫水量；CK1：干燥系數(shù)；CK2：起動階段預加載因子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熱風溫度控制

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

　　3.3熱風風速控制

　　熱風風速的設定值在配方中給定，實際值由壓差變送器B71檢測，通過控制熱風循環(huán)風機M4的頻率，使熱風風速的實際值與設定值一致。

　　3.4出口水分控制

　　煙絲出口水分的設定值在配方中給定，實際值由安裝在設備出口的水分儀檢測，當實際值與設定值不符合時，對應的PID調(diào)整量疊加到滾筒溫度的設定值上。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

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

　　3.6加水控制

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

　　圖2加水示意圖

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

　　4、KLD-1烘絲機運行狀態(tài)

　　KLD-1運行時有預熱、待機、起動、生產(chǎn)、尾料和冷卻6個狀態(tài)。

　　(1)預熱

　　預熱狀態(tài)用于為烘絲機的生產(chǎn)做準備。預熱狀態(tài)又分為閥門測試階段、壓力形成階段和預熱階段。

　　閥門測試階段：在預熱開始時，首先檢查氣動薄膜閥Y1的氣密性，即閥Y1保持關閉，在一定的時間段內(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，認為Y1泄露，發(fā)出報警信息，預熱停止。

　　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，并過渡至預熱階段：

　　•達到了預設的壓力形成最小持續(xù)時間（固定參數(shù)）

　　•閥Y1后的蒸汽壓力超過了預設加壓時蒸汽壓力極限值（固定參數(shù)）

　　•冷凝水的溫度超過了預設的極限值（固定參數(shù)）

　　預熱階段：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)的運行。在一段規(guī)定的勻變時間內(nèi)，筒壁溫度額定值將從滾筒壁溫度的當前實際值均勻上升至配方中預設的額定值，并保持該值。

　　(2)待機

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

　　(3)起動

　　隨著烘絲機前方的煙絲識別裝置發(fā)出信號，延遲時間過后，烘絲機由待機運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：

　　熱風速度：烘絲機通過循環(huán)風機轉(zhuǎn)速的變化來調(diào)節(jié)熱風速度，循環(huán)風機隨著起動階段的開始而停止。在一段設備參數(shù)中規(guī)定的延遲時間過后，循環(huán)風機重新接通且調(diào)節(jié)器重新開通。先為熱風速度額定值預設一個下限（固定參數(shù)），只要計算出熱風速度額定值大于給定的極限值，即切換至配方中設定的額定值。

　　出料罩內(nèi)壓力：通過烘絲機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)整量在設備參數(shù)中給定。在設備參數(shù)中給定的延遲時間過后，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)過一段作為設備參數(shù)給定的時間后，滾筒轉(zhuǎn)速切換至同樣在設備參數(shù)中給定的生產(chǎn)階段額定值（中等轉(zhuǎn)速）。

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

　　熱風溫度：預熱、待機運行階段中熱風溫度的額定值在此仍然有效。

　　滾筒溫度：在起動階段開始時，該修正值為由配方中預設的以下因素所構(gòu)成的一個預載值

　　•起動階段排水量預載系數(shù)CK2

　　•排水額定工作點

　　•用于滾筒壁溫度的干燥系數(shù)CK1。

　　該計算值僅以脈沖形式預加載一次。之后，該修正值取決于煙絲進料流量、煙絲進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到所需的水分。

　　(4)生產(chǎn)

　　當KLD出口水分儀檢測到水分大于某個值后，在一段設備參數(shù)中給定的延遲時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，作為主導調(diào)節(jié)裝置（級聯(lián)）。煙絲水分的額定值在配方中預設。

　　該調(diào)節(jié)裝置受出口水分實際值和額定值的影響。若兩個數(shù)值間存在偏差，則會相應于偏差的大小，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

　　如果烘絲機前的煙絲識別裝置已識別不到煙絲，在一段延遲時間過后，煙絲薄層的尾端已到達滾筒入口，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：在一段延遲時間（設備參數(shù)）之后，滾筒轉(zhuǎn)速切換至設備參數(shù)中給定的尾料階段額定值（高轉(zhuǎn)速）。

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

　　熱風溫度，卸出罩內(nèi)壓力：熱風速度的最后一個有效調(diào)整量仍然保持有效。在經(jīng)過一段延遲時間（機器參數(shù)）之后，切換至排空階段調(diào)整量（機器參數(shù)）。同時卸出罩內(nèi)用于調(diào)節(jié)負壓的調(diào)節(jié)閘板切換至排空階段調(diào)整量（機器參數(shù)）。

　　滾筒壁溫度：在一段設備參數(shù)給定的延遲時間過后，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)閥先保持最后一個有效的調(diào)整量。再經(jīng)過一段延遲時間（設備參數(shù)），蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥關閉，不再對滾筒壁進行加熱。

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

　　尾料階段結(jié)束：如果在給定的時間內(nèi)在干燥機前已識別不到煙絲，則干燥機切換至待機運行。

　　(6)冷卻

　　當生產(chǎn)結(jié)束后，烘絲機進入冷卻狀態(tài)。在冷卻階段中滾筒轉(zhuǎn)動，但烘絲機中沒有熱能輸入，滾筒慢慢冷卻。冷卻階段的持續(xù)時間同樣在設備參數(shù)中給定。在該時間結(jié)束之后，冷卻階段通過關閉滾筒驅(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烘絲機的狀態(tài)流程圖

　　表2KLD-1烘絲機干燥后指標

　　5結(jié)論

　　KLD-1滾筒式烘絲機設備結(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。