6.1叶片复烤机

打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 1 6 1 叶片复烤机控制方案叶片复烤机控制方案 6 1 1 概述概述 叶片复烤机是打叶复烤线中主要大型设备 它是烟叶从农产品 变为工业原料的一个整理和准备性的加工过程 烟叶经过复烤机后 可以调整烟叶水份 一般调整到 12 5 去除烟叶中的杂质和杂气 杀死烟叶中的害虫和病菌 使烟叶更适合于贮存 醇化和人工发酵 也使烟叶品质更趋于规范一致 6 1 2 叶片复烤机的基本参数叶片复烤机的基本参数 使用条件 电源电压 V AC380 电源频率 Hz 50 1 蒸汽压力 MPa 0 6 0 8 压缩空气压力 MPa 0 6 0 7 能源条件 水压力 MPa 0 4 输入物料打后叶片 工艺要求 输入物料含水率 19 1 海拔高度 m 2000 环境温度 C 15 35环境条件 相对湿度 75 能耗 生产线能力 Kg h5000 6000800012000 生产能力 Kg h4000480064009600 蒸汽耗量 Kg h3500350040007000 压缩空气耗量 m3 h 5 101010 回潮水耗量 Kg h6006008001000 总装机功率 KW122 65133 15143 65201 55 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 2 主要技术性能指标 线生产能力 Kg h6000800012000 生产能力 Kg h4000480064009600 进料含水率 18 20 干燥区烟叶温度 C 75 干燥后含水率 8 10 冷却区烟叶温度 C35 45 冷却区含水率 8 10 出料含水率 12 5 1 可调 出料温度 C50 60 输送链运行速度 m min3 8 叶片铺设厚度 mm50 100100 120 喂料机输送带速度 m min3 8 6 1 3 设备组成及工作原理设备组成及工作原理 复烤机主要由进料端 压网带主被动段 上吹风干燥段 下 吹风干燥段 冷却段 回潮段 出料端 排潮管道 输送带 管路 系统及挡链装置等组成 参见附图一 进料端设有拨料装置 主要作用是均衡输送带上物料的厚度 当布料厚度确定后应将拨料装置调整到合适的高度 太高起不到均 衡作用 太低则引起烟叶的堆积以至于损坏烟叶和输送带 压网带分布在上吹风干燥段烟叶输送带的上方 支撑网带的 主 被动间分别装于上吹风干燥段的前后 压网带可以防止因风速 过大将干燥后的碎叶吹起 阻塞散热器 同时又将被风吹起的微小 碎叶通过反向力重新返回输送带减小浪费 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 3 上吹风干燥段分为三个小区 每个小区间由隔板分隔 每个 小区内都有 2 或 3 4 台离心风机与加热器配合使用 风机使干燥 区内空气形成循环 循环空气经加热器加热后通过烟叶 带走烟叶 内的水份 水的蒸发主要取决于两个因素 温度和湿度 温度越高空气吸 收水蒸气的能力越高 循环风的温度受加热器内的蒸汽压力的影响 通过调节加热器内蒸汽的压力可以调节热风的温度 湿度越高空气 吸收蒸汽的能力越低 如果湿度达到 100 在一定的温度和压力 下 空气已经没有吸收更多水蒸气的能力 烟叶内干燥出的湿汽将 再次冷凝成水附着在烟叶上 因此在干燥区设有排潮口和补风口 控制排潮口和补风口的开启度可以有效地控制干燥区内的相对湿度 上吹风干燥段的整个宽度上装有倾斜的金属孔板 用以平衡整 个输送带上的循环风速 在输送带的两侧装有金属挡板 用以阻止 烟叶碎片被风带走阻塞散热器 在循环风机上装有锥形风叶 当风 机以不变的转速旋转时调整风叶可以有效地控制风量 下吹风干燥段与上吹风干燥段结构基本相似 与之不同的是 在输送带的上方装有倾斜孔板 冷却段处于烟叶处理的最干燥段 因此采用下循环风的方式 使烟叶获得快速冷却 冷却段内风循环是靠安装在同一轴上的双联 风机实现的 上面位置的风机从补风口吸收空气并把它送到烟叶上 下面位置的风机吸收已通过烟叶的热空气并将其送到排放管道 在 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 4 排风口和补风口的管道上装有平衡百叶风门 可以调整上风机排出 和下风机吸收的风量以补偿受热时空气体积的增加 再生中一般入 风门调到整个孔的 75 排风风门调整到整个孔的 80 随着烟叶 的通过自动调节风门使之达到平衡 防止产生纵向气流 两个循环 风门用来调整烟叶的温度 当一个风门打开时另一个风门关闭 它 使部分热空气进入补风口重新循环 使通过烟叶的空气温度升高来 调整冷却效果 烟叶进入回潮区后分两段进行回潮 第一段风下降循环 第 二段风上升循环 风上升 下降均对烟叶而言 两段的布局基本一 致 它由循环风机 汽动薄膜阀 蒸汽喷嘴 水喷嘴 和加热盘管 水泵等组成 循环风机使适当的蒸汽和水雾在回潮区内循环以此连 续不断的加湿加热烟叶 回潮区顶部装有加热盘管防止在顶部产生 冷凝水 烟叶从冷却区刚进入回潮区时温度和湿度都很低 因此必须将 其加热和回潮到打包所需的温度和湿度 烟叶温度的增加是靠喷射 湿热蒸汽来实现的 主要有以下两种方式 第一 通过喷射蒸汽来 提高循环空气的温度 循环空气通过烟叶后温度下降将能量传递给 烟叶 第二 蒸汽接触到 冷物体 烟叶 冷凝成水释放出大量的 热量 这是提高烟叶温度的主要途径 调节喷射蒸汽量不仅可控制 烟叶的温度 同时也可控制湿度 调节混合喷嘴的喷水量也可控制 烟叶的湿度 此外调节上吹风区和下吹风区的喷水量和蒸汽量也可 使不同厚度层的烟叶的温度和湿度一致 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 5 另外回潮区还设置了排潮小区 将多余的潮湿空气排走 出料端输送带减速机采用变频器控制 选择合适的输送带运 行速度 使烟叶达到最佳的布料厚度 出料端装有卸料毛刷和清洁 输送带毛刷 其中卸料毛刷采用变频控制其速度应调整为与输送带 相匹配 如果速度太低可能造成输送带与卸料毛刷间物料堆积 太 快将使物料抛到皮带输送机下 在出料段顶部装有加热盘管 在侧 部装有加热电丝防止在出料端顶部及侧板上产生冷凝水 干燥区顶部装有排潮管道 调整干燥区排潮风门的开启度可 以有效地控制干燥室内的相对湿度 这对烟叶的干燥是非常重要的 在开启风门时应参照下列参数值 上吹风第一区 90 100 上吹风第二区 50 60 上吹风第三区 50 60 下吹风第四区 20 30 为保证各区处于轻微的负压 补风口的开启度应相应小些 回潮区排潮管道是从回潮区和出料端吸收潮湿空气的系统 它 的主要作用是平衡回潮区内循环空气的压力 避免潮湿空气从某部 分逸出或冷空气从纵向两端进入 风机把潮湿空气送到排潮管道 移动输送带的主要功能是输送烟叶通过复烤机的不同处理区 域使烟叶干燥 冷却 回潮 对于一定的产品流量 输送带的运行 速度影响烟叶的布料厚度 如果输送带运行速度越快则烟叶布料越 薄 反之则越厚 因此应根据烟叶的品种和流量来选择合适的网带 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 6 速度 管路系统 复烤机需用 0 8MPa 干燥饱和蒸汽作为汽源 蒸汽 应由标准的工业软化水获得 同时输送管道应设有保温层 并安装 蒸汽冷凝阀防止产生冷凝水的蒸汽进入复烤机引起蒸汽调节元件的 损坏 在复烤机各区顶部装有蒸汽控制回路 且各区装有温度检测元 件 反馈数据与控制中的设定值相比较 通过调节阀控制加热器内 的蒸汽流量 使干燥区内温度自动调节 在干燥区顶部还装有风门控制回路 且各区装有湿度检测器件 反馈数据与控制中的设定值相比较 通过电气转换器控制汽缸从而 控制风门的开启度 使干燥区内湿度自动调节 回潮区内蒸汽有三种去向 a 去加热盘管 蒸汽压力控制在 0 3MPa b 去混合喷嘴 蒸汽压力控制到 0 4 0 6MPa c 去蒸汽喷嘴 蒸汽压力控制到 0 4 0 6MPa 通过减压阀把蒸汽压力 降低到使用点的最佳压力值 复烤机水雾化喷嘴用水为标准软化工业用水 回潮区的水有两 种去向 a 去混合喷嘴由调节阀控制 压力控制到 0 35 0 4MPa b 去水喷嘴 由高压雾化泵控制 压力控制到 1 2MPa 喷嘴分支管道上的过滤器应确保水和喷射蒸汽的洁净 否则会堵塞喷嘴 6 1 4 复烤机电气控制原理复烤机电气控制原理 一 复烤机主要功率点及设备启动 停止原则 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 7 复烤机主要功率布点参见附图二 复烤机电机的启动顺序应遵循 由后向前 的启动原则 由复 烤机功率布点图可知其启动顺序应为 M01 M02 M05 M04 M03 M06 M07 M08 M09 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 复烤机电机的停止顺序应遵循 由前向后 的停止原则 其中如果是影响物料输送的设备或重要设备相互间有互锁关系 当设备发生故障时遵循 停前不停后 的原则 换句话说也就是当 中间的传输设备发生故障时只停止其入料方向的设备 前面的设备 而其出料方向的设备 后面的设备 照常运行 如果是非影响物料输送的设备或重要设备 例如干燥风机发生 故障时只停止该干燥风机并发出声光报警而其它设备运行不受影响 正常停机遵循 由前向后 的停机原则 当生产结束时 确认 复烤机内没有残留物料 按 线停止 按钮设备应立即关闭所有的 水路 及蒸汽路电磁阀 延时一段时间后停止物料传送设备及水泵 均料辊刷辊 输送网带 压网带 拨料辊等 再延时一段时间停 止回潮区及冷却区的风机 其目的尽可能的将存留在复烤机内的水 蒸汽及其它腐蚀性气体排出烤机 从而延长设备的使用寿命 干燥 区的风机的停机过程是由干燥区内的温度决定的 当刚按停止按钮 时干燥区内的温度很高 为了避免火灾干燥风机及排潮风机应继续 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 8 运行直至干燥区内的温度接近室温 风机自动停止运行 复烤机与其它设备间的联锁关系根据工艺要求或现场实际情况 决定 复烤机具有手动 自动切换功能 即自动运行时遵循上述启动 停 止原则 手动运行时设备相互间没有互锁关系 手动运行主要用于 调试或设备检修 二 复烤机的工艺指标控制 复烤机电气工艺控制原理参见附图三 复烤机机械工艺控制原理参见附图四 干燥段水分 湿度控制方案 在传统的控制系统中 干燥区各区温度的控制采用单一的闭环 控制方法 即各区的温度设定值按照经验数据设定 温度测量值反 馈控制该区的蒸汽阀门实现自动控制 操作人员根据冷房出口水分 的大小 适当调节设定值 湿度控制是通过湿度传感器和排潮风门 组成单闭环控制 在实际的生产过程中 对于一些情况有时容易发生控制干燥区 效果不理想的状况 如操作工不很熟练或经常更换烟叶以及进料流 量及水分不很稳定等等情况 也就是说干燥区的温度控制中受外界 因素甚至是人的因素影响 为了从根本上解决这个问题并期望能监 控冷却区出口左 中 右水分 以便实时检测干燥区的工艺指标是 否达到要求 针对用户这一需要我们提出叶复烤机的如下控制方案 以供参考 注 以下方案为建议方案 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 9 干燥三区冷却区水分 测量值 设定值 冷却区水分 图一 温度设定 温度设定 干燥四区 PID功能块 PID功能块 a 采用一机三探头的水分仪检测冷却区出口左 中 右水分 水分仪主机挂在 DP 网上 b 在每个干燥区设置有温度传感器 湿度传感器 气动调节 阀 电磁阀等检测及执行元器件 c 根据冷却区出口左 中 右水分值将干燥段各区的进风与 排风进行适当调节 使左 中 右水分在标准偏差范围内 然后取 三者的平均值反馈控制干燥三区和四区的温度设定值 并设定该温 度值允许的波动范围 从而控制冷却区出口水份 参见图一 干燥 一区 二区距离冷却区出口较远 建议不参与闭环控制 如要达到 更理想的控制效果 可增加烤机入口水份检测探头 用来料的检测 值开环控制一区 二区的温度设定值 参见图二 温度设定 温度设定 干燥二区 干燥一区 图二 对应关系 函数 烤机入口水分 对应关系 函数 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 10 冷却区温度控制 复烤机冷却区的控制及执行元器件主要有 a 温度传感器 水份仪 电气比例阀 用于汽缸控制 b 冷却区最主要的工艺指标是冷房的温度 35 45 C 冷却区 各区温度的控制采用单一的闭环控制 复烤机出口水份控制 叶复烤机的回潮区中已有的检测点及控制点包括 a 回潮一区 二区的温度检测 b 出口的水份检测 c 加纯水回路采用水泵的变频控制 d 纯蒸汽回路采用气动薄膜阀控制 e 回潮一区 二区的混合水 水路 采用气动薄膜阀控制 有了以上检测及控制点 加上新增加的冷却区出口左 中 右 水份的检测值 可以为实现出口的水份自动控制提供了必要的外围 硬件条件 方案如下 打叶复烤线电气控制方案 复烤段 叶片复烤机 秦皇岛烟草机械有限责任公司 电气自动化室 6 11 出口的水份可独立的控制纯蒸汽 纯水 回潮二区混合水三种 加水回路的执行机构 操作者根据烟叶的品质 吸湿特性 以及对 烟叶出机温度要求的不同选择单个或多个回路工作 见图三 回潮一区距离烤机出口较远 普通的闭环控制会因较大的延迟 影响控制效果 所以采用冷却区出口水份的平均值对回潮一区的蒸 汽路进行比例控制 见图四 更据体的说就是入口水份与回潮一区 蒸汽的加入量呈反比例关系调节 调整范围和对应关系可根据实际 情况而定 汽水混合路中的水路系统与上述原理基本一致 但其蒸汽路压 力在小范围内可调 能保证在最大水流量下的引射效果 纯水路的传统控制是在水路上加装雾化喷嘴通过变频器控制水 泵的转速而达到控制水压进而达到控制喷水量