打叶复烤烤片机回潮系统节能提效改进.doc

打叶复烤烤片机回潮系统节能提效改进 张其龙1,2，张晖1,2，李吉平1，王兆铁1，符再德1，刘东3（1.湘西鹤盛原烟发展有限责任公司，湖南吉首416000；2.湖南中烟工业有限责任公司,湖南长沙410000；3.秦皇岛烟草机械有限责任公司，河北秦皇岛066318）摘要：针对KG235C型片烟复烤机回潮系统蒸汽耗用量大，回潮区能力不足等问题，对烤片机回潮系统进行了改造，在烤片机回潮系统中加入蒸汽管路、湿度检测显示仪、新型气水混合喷嘴、加热器控制。应用效果表明改造后喷嘴的雾化效果好，烤片机回潮能力得到了有效的提升，烤片机片烟复烤耗蒸汽降低30%以上。关键词：打叶复烤；烤片机；回潮系统；节能Energy-savingandEfficiency-enhancingImprovementofGrilledPliceMachinaResurgenceSysteminThreshingandRedryingZHANGQilong1,2,ZHANGHui1,2,LIJiping1,WANGZhaotie1,FUZaide1,LIUDong3(1.XiangxiHeshengTobaccoDevelopmentCo.,Ltd.,Jishou416000,China;2.ManufacturedbyChinaTobaccoHunanIndustrialCo.,Ltd.,Changsha410000,China;3.QinhuangdaoTobaccoMachineryCo.,Ltd.,Qinhuangdaoi066318,China)Abstract：Tosolvetheproblemsofsteamconsumptionrate,lackofresurgencezonemadebyKG235Cgrilledplicemachineresurgencesystem,thegrilledplicemachineresurgencesystemwasimproved.Thesteampiping,humiditydetectionindicator,newair-watermixingnozzle,heatercontrolwereaddedingrilledplicemachinaresurgencesystem.Theresultsofapplicationshowedthatafterimprovement,theatomizationofnozzlewasbetter,thegrilledslicemachineresurgencecapacityhadeffectiveupgradeandtheconsumptionsteamofgrilledpiecemachinesheettobaccoredryingreducedbymorethan30%.Keywords:ThreshingandRedrying,GrilledPliceMachine,ResurgenceSystem,Energy-Saving湘西鹤盛原烟发展有限责任公司的复烤设备为秦皇岛烟机公司09年生产的KG235C型片烟复烤机（生产能力9600kg/h）。采用纯蒸汽、汽水混合、压缩空气雾化水三路对烟叶加温加湿。该型号烤片机回潮系统在蒸汽使用上存在严重浪费且回潮能力存在不足1-4。蒸汽浪费与烤片机回潮能力不足存在重大关联，行业内对烤片机回潮系统改造的相关研究或改进报道较少。为此从烤片机回潮能力不足开始分析，了解片烟复烤机的蒸汽耗用情况，并烤片机回潮系统进行技改，以提高烤片机回潮能力，达到节能的目的。1存在问题1.1蒸汽耗用量分析KG235C型片烟复烤机回潮区分为回潮一区与回潮二区，两区总长14m，采用纯蒸汽、汽水混合、压缩空气雾化水三路对烟叶加温加湿。烤片机蒸汽耗量如表1所示，由表1可知：该机蒸汽耗用量为5.6t/h（以当地11月每天天气为例，早晨为6.0t/h，中下午为5.2t/h左右），其中回潮区的蒸汽耗用量为4.2t左右而这部分能耗与天气变化没有关系。以10000kg/h的片烟通过回潮区加潮、水分提高3%计算，则实际利用的水分为300kg。相对于4t的蒸汽而言（还未考虑加水量）只利用了7.5%，浪费了92.5%以上的蒸汽，而4t蒸汽的浪费几乎占用整线蒸汽耗量的40%。因此，目前的片烟复烤机蒸汽耗用存在严重浪费。1.2回潮能力分析回潮区内纯蒸汽、混合汽水、压缩空气雾化水三路热湿汽水通过6台流量为18000m3/h的风机作用形成高温高湿循环风对烟叶加温加湿。部分多余的潮湿空气通过1台流量为13008m3/h的风机排除室外。提高加潮能力的几种常用方法如下：1）回潮区循环风机频率升高带入回潮区水雾增加水分上升；2）回潮区纯蒸汽阀门增大增大水分吸收水分上升；3）回潮区汽水混合的水阀门增加增加雾化水量水分上升；4）回潮区汽水混合的蒸汽阀门增加增加蒸汽量水分上升；5）回潮区压缩空气雾化水增加增加雾化水量水分上升；6）回潮区排潮风门开小增加混合空气湿度水分上升；7）降低网带速度增加回潮时间；8）降低流量。经过一段时间对这8种方法进行反复调整研究得出的结果如下：1）回潮区循环风机频率设置为40Hz或45Hz，逐步提高到50Hz，水分增加没有明显增加。2）回潮区纯蒸汽阀门开度设置为90%-100%，由90%提升到100%时水分增加很小，但温度能提高5左右，一区的温度超过工艺要求85。3）回潮区汽水混合的水阀门设置开度为20%30%左右，此雾化效果不理想。增大此阀门开启度不能增加水分反而存在水渍烟隐患与水浪费。4）回潮区汽水混合的蒸汽阀门调整，阀门开度设置为90%-100%，由90%提升到100%时水分增加很小，但温度能提高5左右，一区的温度超过工艺要求85。5）回潮区压缩空气雾化水量调节。回潮区共设有12个同型号的喷嘴，其中回潮一区设有4个，回潮2区设有8个。每个喷嘴的雾化水量为14kg/h，12个喷嘴共雾化168kg；关闭回潮1区的4个雾化喷嘴水分立马降低1%左右，证明雾化喷嘴雾化作用不仅是直接加水而且能冷凝蒸汽提高加湿能力。也就是说对烤机回潮起主要作用的是雾化喷嘴。6）回潮区排潮风门开小调节可以降低蒸汽耗量，若开得过小会造成回潮区形成正压产生跑冒滴漏与机内冷凝水。7）降低网带速度增加回潮时间。回潮区长14m、网速实际为8m/min10m/min（经过实测底带频率50Hz时对应的速度为10m/min，45Hz时对应的速度为9m/min），回潮时间为1.4min1.75min。增加回潮时间能满足回潮需求，另外回潮时间加长务必降速影响生产流量。8）降低流量，效果不太明显并影响生产效率。因此从操作角度很难提高水分，水分难以提高的原因不是加湿量不够而是吸湿效率太低。影响烟叶加温加湿的主要因素是烟叶的吸湿特性、温湿环境与时间。烟叶的吸湿特性很难改变，只有遵照烟叶吸湿特性寻找最佳的加温加湿环境、时间达到最理想的吸湿效率，从而确定合适的加温加湿方法。2改进方法2.1烤片机现有回潮装置分析纯蒸汽喷嘴既起到加湿作用也起到增温作用，但过多的蒸汽会造成片烟复烤机内压力增大导致蒸汽四处乱窜形成冷凝水或跑冒滴漏。混合汽水喷嘴有两种方式，一种是蒸汽与水在喷嘴内部混合，其最大缺点是雾化效果差，造成水浪费严重，或者是喷嘴容易结垢堵塞无法正常使用。另一种方式采用水与蒸汽分开喷射，在喷嘴外部混合，利用蒸汽流压力冲散水流，这种方法虽然不会堵塞喷嘴，但雾化效果更差。雾化水有两种获得方法，一种是通过压缩空气将水雾化，另一种是通过高压喷嘴产生雾化水。压缩空气雾化水的雾化效果理想，但缺点是喷嘴内密封圈容易老化、使用寿命短；高压喷嘴雾化水的最大缺点就是雾化效果较差、雾化颗粒不够细，且高压水泵成本高损坏后难以维护。因混合汽水喷嘴雾化效果差、混合时间短导致大量多余蒸汽被排至大气中造成能耗浪费严重。这样务必加大排潮能力造成能源浪费；综上所述，目前片烟复烤机的水雾化效果差、喷嘴使用不稳定、能源浪费严重、易形成冷凝水、跑冒滴漏现象频发。因此我们研发出压缩空气与热水雾化加湿技术。现有技术的不足，一是水与蒸汽的混合方式有问题，二是喷嘴的雾化效果不佳。2.2烤片机现有回潮装置技术方案首先解决蒸汽与水的混合问题。解决此问题的办法是利用原来的软水箱进行热水箱改造。以前的软水箱仅仅是常温的软水，现将其改造成蒸汽与常温软水混合形成热水的地方。热水温度在80内实现自动调整。这样，蒸汽与水的热交换效率高减少能源浪费。同时为了满足回潮区内的温度要求，在片烟复烤机内辅以热交换器加热空气代替纯蒸汽加热。其次解决喷嘴的雾化效果与运行稳定问题。新型喷嘴采用压缩空气做动力，当压缩空气达到一定值时打开水路供水并利用自身的压力雾化热水。该喷嘴的雾化颗粒小，达510m。密封采用耐高温的硅胶材料，能承受120的高温确保使用寿命长。热水加湿技术是片烟复烤机回潮区通过热交换器、压缩空气雾化热水在风机的作用下形成高温高湿循环风对烟叶加温加湿，改变了原来直接向机内喷射蒸汽的方法，大大节约了蒸汽耗量。加湿量计算依据：以10000kg/h的片烟通过烤机且水分提高4%计算，则实际利用的水分为400kg/h。2.3烤片机现有回潮装置改进方法2.3.1水箱增加雾化水加热装置即在现有水箱中加入蒸汽管路，提高雾化水温度，避免因水雾温度过低，使回潮环境温度降低，影响回潮效果。具体如下：采用自动控制软水温度方法给水箱提供蒸汽，热水温度控制在80以内；水箱外面增加保温层、增加排气管；供水泵选用耐热水泵2台。2.3.2回潮一区1）在顶部增加一台湿度检测显示仪，可参与自动控制；2）用12个14kg/h的新型气水混合喷嘴替代原2个汽水混合喷嘴与4个压缩空气雾化喷嘴。其中8个新型喷嘴可以自动控制，另外4个新型喷嘴在通过物料时为常开；3）此区的温度控制由4组热交换器替代原纯蒸汽喷射。2.3.3回潮二区1）在顶部增加一台湿度检测显示仪，可参与自动控制；2）用28个14kg/h的气水混合喷嘴替代原4个汽水混合喷嘴与8个压缩空气雾化喷嘴。其中20个新型喷嘴可以自动控制，另外8个新型喷嘴在通过物料时为常开；3）此区的温度控制由原纯蒸汽管路控制改为8组加热器控制（每室2组），原混合喷嘴的蒸汽考虑不使用；4）此区的温度控制由8组热交换器替代原纯蒸汽喷射。2.3.4烤片机加湿回潮原理烤片机加湿图回潮如图1如所示，蒸汽与软水在水箱1内直接进行热交换形成低于80的热水。热水经过水泵2与过滤器3后分成两路进入烤片机回潮区内。一路热水通过电磁阀10控制，当片烟通过回潮区时，此电磁阀打开开始供水给气水混合喷嘴6；另一路热水通过气动薄膜阀11，自动调节水量给气水混合喷嘴6。回潮区分回潮一区与回潮二区，回潮一区为上进风即风从片烟7上方往下运行，回潮二区为下进风即风从片烟7下方往上运行。上进风加湿原理：潮湿气体经轴流风机5后到达片烟上方，然后穿过片烟7，与气水混合喷嘴喷出的热湿空气混合，经过加热器加热8后，再经过风机实现循环。下进风加湿原理：穿过片烟的潮湿气体与气水混合喷嘴喷出热湿空气混合，经轴流风机5后到达片烟下方，然后穿过片烟，经过加热器加热再与气水混合喷嘴喷出的热湿空气混合，再经过风机实现循环。加热器工作过程：蒸汽经过启动薄膜阀及截止阀等供汽系统4后进入热交换器8后，经疏水系统9排出冷凝水。3改进效果通过对烤片机水箱、回潮一区、回潮二区的改进，取得了如下效果：1）回潮能力达到4%以上，回潮区温度控制在85以下，片烟复烤耗蒸汽降低30%以上。