CN110013044B - 一种通过计算kld-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过计算KLD‑2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，先设计生产所需要的设计筒体温度，在历史趋势图中选定两组实际筒体温度和对应的实际脱水量，计算每度筒体温度对烟丝的脱水能力以及设计筒体温度对应的设计脱水量，将上述计算所得到的设计脱水量值输入KLD‑2烘丝机配方库参数中，获得生产所需的设计筒体温度。本发明不受环境气压、蒸汽汽源质量和在线水分仪准确性的影响，避免由于设置不准导致料头出现偏干或偏潮问题，能准确计算出KLD‑2烘丝机不同筒体温度所对应的脱水量，能根据品牌要求反推入口水分需要多少，能提高KLD‑2烘丝工序筒体温度工艺设计的准确性，且适用于任何生产能力的KLD‑2烘丝机。

Description

一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，尤其涉及一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法。

背景技术

烟叶制丝过程中，原料经过加温、加湿、干燥等工序，温度和湿度不断地变化，叶丝内部的化学成分也随之变化。每个工序工艺参数的变化都会对卷烟的化学成分和感官质量产生一定的影响。烘丝机是卷烟制丝生产线的关键设备，其主要用途是对切丝后的烟丝进行烘干处理，使其水分达到工艺要求；同时提高烟丝的填充力，降低卷烟消耗。薄板烘丝机是烘丝机中的一种主要设备，在许多烟厂被广泛使用。薄板烘丝机的关键部件为加热薄板，加热薄板由不锈钢薄板冲压成型、并经焊接而成。在生产中，一定压力的蒸汽在加热薄板内部流动，经热交换来提升加热薄板的温度(筒壁温度)；通过改变蒸汽压力，改变筒壁温度来控制烘丝水分。其优点是加热效率高，温度响应快、易于控制。

KLD-2烘丝机作为一种新型的叶丝干燥设备，与传统薄板烘丝机相比，KLD-2型烘丝机的薄板从水平方向平均分为独立的两段，可设置不同的干燥温度，参数配置更加灵活，通过烘丝机滚筒内加热薄板的高温迅速将高温高湿的来料烟丝中的水分烘干，并用高温的热风将烘出的水分带走，去除烟丝中的杂味，使烟丝达到工艺要求。水分的控制主要是由两个方面：一是筒体温度；二是热风和排潮风量。其中，筒体温度是否稳定对于KLD-2烘丝机的出口水分有很大的关系，所以想要生产出合格的烟丝，筒体温度的稳定至关重要。

目前，关于通过脱水量的计算来提高烘丝机出口烟丝水分控制的文献有少量，例如：CN201510795862.2，公开了一种薄板烘丝机脱水量的计算方法，其特征在于，通过周期计算滚筒内烟丝平均停留时间、当前周期及上一周期滚筒入口处烟丝累计重量差值，得到当前周期滚筒内的进料量，并依据停留时间周期计算烟丝出料量，以此得到滚筒内积料量；同时计算滚筒内积料量平均含水率；再根据干燥前、干燥后烟丝干基质量重量守恒原则，得到当前周期滚筒内积料量所需理论脱水量；本发明的有益效果是：实现了对滚筒内的积料量及积料量平均含水率的实时计算，使得理论脱水量的计算具有更高准确性，提高了对薄板烘丝机出口烟丝水分控制的实时性和精确性。但是该专利是基于物料量和筒内停留时间、物料在筒内的水分、出口水分时时计算，然后通过PID进行时时控制，是为计算机提供算法，是基于计算机来调控水分，是为设备控制进行的配套设计。而关于通过对筒壁温度、热风温度和热风风门的合理控制来控制烘丝机去湿能力从而保证烟丝品质的文献有少量，例如：CN201610650900.X，公开了一种滚筒式烘丝机干头干尾处理方法，其包括预热阶段、料头非稳态控制阶段、预测带料阶段、稳态干燥阶段、料尾控制阶段五个阶段，采用分阶段逐步控制的方式对物料含水率进行调节。预热阶段采用低于配方温度ΔT对设备预热；当烟丝干燥工序前皮带秤有物料持续通过时间超过t0时，采用料头非稳态控制参数；当干燥出口物料含水率大于W1时采用预测带料阶段控制参数，延时t2后，进入稳态干燥阶段，启动筒体温度、热风温度以及排潮开度PID调节，延时t3后，进入料尾控制阶段，采用料尾控制参数。本发明通过对筒壁温度、热风温度和热风风门的合理控制，降低烘丝机对头、尾部烟丝的去湿能力，降低干头、干尾量效果显著。但该专利申请虽然公开了筒体温度，但是其没有公开筒体温度和脱水量的关系，也没有给出如何计算脱水量，且其需要对各个参数进行控制，使得工序变复杂。

由于KLD-2烘丝机受来料水分、环境气压、蒸汽汽源质量和设备生产能力的相互作用，在实际生产过程中，KLD-2烘丝机依靠计算机通过出口水分和来料水分进行自动调节蒸汽流量来获取对应的筒体温度。然而，由于计算机程序为保密文件，我们不知道计算机如何计算和调控的，同时因受环境气压、蒸汽汽源质量和在线水分仪准确性的影响，计算机需要不断的调整筒体温度，而进行筒体温度调整期间耗时较长。

在烟草行业中，烘丝工序作为制丝的重点工序一直备受企业关注，其中，筒体温度与卷烟感官质量密切相关，但在KLD-2烘丝机使用过程中，无论是在产品设计还是在标准的执行上，如何实现所需的筒体温度，目前还没有较好的办法。因此，研制出一种如何实现设计所需KLD-2烘丝机筒体温度的方法尤为重要。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，包括以下步骤：

步骤一，选定生产线或试验线的KLD-2烘丝机，设计生产所需要的设计筒体温度T；

步骤二，在中控室查看KLD-2烘丝机筒体温度和实际脱水量的历史趋势图，选定两组实际筒体温度T1、T2和对应的实际脱水量H1、H2；

步骤三，应用实际筒体温度T1、T2和对应的实际脱水量H1、H2相关的公式，计算每度筒体温度对烟丝的脱水能力△H；

步骤四，通过公式计算上述设计筒体温度T对应的设计脱水量H；

步骤五，在相应生产线或试验线的KLD-2烘丝机上，将上述计算所得到的设计脱水量H值输入KLD-2烘丝机配方库参数中，KLD-2烘丝机从待机状态转入生产状态时，筒体温度为生产所需的设计筒体温度T。

进一步地，在步骤一，所述设计筒体温度T＝130℃～170℃。

进一步地，在步骤二，所述两组实际筒体温度T1、T2满足|T1－T2|≥3℃。

进一步地，在步骤三，所述脱水能力△H的计算公式为△H＝|H1-H2|/|T1-T2|。

进一步地，在步骤四，所述设计脱水量H的计算公式为：H＝H1+△H×(T-T1)或H＝H2+△H×(T-T2)。

进一步地，在步骤四，生产线或试验线的KLD-2烘丝机上，脱水量与筒体温度是一一对应的关系。

进一步地，在步骤五，在生产线或试验线上，KLD-2烘丝机转入生产状态前，设定KLD-2烘丝机的热风温度为步骤二中历史趋势图获得的温度。

进一步地，在步骤三，所述脱水能力△H表示在设计筒体温度T的温度工作范围内，每1℃筒体的温度能够脱除的水量。

进一步地，在步骤二，所述历史趋势图满足：热风温度保持不变、生产过程稳定。

由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

(1)本申请通过历史趋势图获取KLD-2烘丝机筒体温度和对应的脱水量，先设计一个生产所需的设计筒体温度，利用该设计筒体温度来计算出对应的脱水量，通过计算KLD-2烘丝机脱水量，然后将脱水量带入KLD-2烘丝机配方库参数中，最终获得生产所需的筒体温度，即通过脱水量的计算获得了生产需求的筒体温度，避免了由于设置不准确导致反复调整且调整时间过长而影响出口水分稳定性的异常问题。

(2)本发明方法结合烘丝机历史趋势图获取KLD-2烘丝机筒体温度和对应的脱水量，不受环境气压、蒸汽汽源质量和在线水分仪准确性的影响，能够准确的计算出KLD-2烘丝不同筒体温度所对应的脱水量。

(3)本发明方法计算出的脱水量，经计算出的脱水量输入配方库中，从而获得品牌所需筒体温度，避免了由于设置不准确导致料头出现偏干或偏潮的异常问题；能够根据生产卷烟品牌要求反推入口水分需要多少，能提高KLD-2烘丝工序筒体温度工艺设计的准确性，且适用于任何生产能力的KLD-2烘丝机。

(4)本发明方法能够准确计算出KLD-2烘丝机的脱水量，计算出的脱水量带入配方库后，获得的筒体温度与原先设计值偏差不超过1℃，准确度较高，因此，可以根据不同KLD-2烘丝机品牌，设计出脱水量与筒体温度对应表，为生产线调整提供技术支撑。

(5)对于固定KLD-2烘丝机筒体温度的卷烟品牌，根据烘丝工序来料水分的预测(范围)，按本发明方法计算出卷烟品牌要求的筒体温度对应的脱水量所对应的烟丝流量，为烟丝流量的精准调整提供依据。

(6)本发明首次公开了脱水量和筒体温度是一一对应关系，并首次提出通过脱水量计算获得筒体温度。该方法能够在生产卷烟品牌上准确的设计出筒体温度，可以在现有设备基础上精准获得某卷烟产品生产所需的筒体温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本申请一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，包括以下步骤：

一、2019年3月26日，选择500kg/h试验线的KLD-2烘丝机；

二、脱水量与筒体温度关系的计算(应用公式：△H＝|H1-H2|/|T1-T2|)；

在中控室调取两个批次的历史趋势图，稳定状态下，热风温度为115℃；获得实际筒体温度T1＝156℃和对应的实际脱水量H1＝71L/h，实际筒体温度T2＝149℃和对应的实际脱水量H2＝62L/h；通过实际筒体温度和实际脱水量来计算脱水能力△H＝|H1-H2|/|T1-T2|：

即△H＝(|71-62|/|156-149|)(L/h)/℃＝8/7(L/h)/℃＝1.286(L/h)/℃；

三、计算设计筒体温度T所对应的设计脱水量H(应用公式：H＝H1+△H×(T-T1)或H＝H2+△H×(T-T2))；

设计一个生产所需的设计筒体温度T＝142℃，以实际筒体温度T1＝156℃为参照对象，计算142℃设计筒体温度T对应的设计脱水量H：

即H＝H1+△H×(T-T1)＝[71+1.286×(142-156)]L/h＝(71-18)L/h＝53L/h；

同样的，以实际筒体温度T2＝149℃为参照对象，计算142℃设计筒体温度T对应的设计脱水量H：

H＝H2+△H×(T-T2)＝[62+1.286×(142-149)]L/h＝(62-9)L/h＝53L/h；

从计算结果可以看出，两个参照对象的实际筒体温度计算结果一致。

四、实际验证

为验证设计脱水量53L/h是否对应142℃设计筒体温度，2019年3月27日，在试验线进行相应的实验；在500kg/h试验线将KLD-2烘丝机配方库参数中的脱水量设定值设定为53L/h，热风温度设定为115℃，当筒体由待机状态转入生产状态时，筒体温度从130℃的预热温度快速上升至142℃。

实施例2

一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，包括以下步骤：

一、2019年3月13日，选择贵阳厂3000kg/h的KLD-2烘丝机；

二、脱水量与筒体温度关系的计算(应用公式：△H＝|H1-H2|/|T1-T2|)；

在中控室调取两个批次的历史趋势图，稳定状态下，热风温度为110℃；获得实际筒体温度T1＝140℃和对应的实际脱水量H1＝287L/h，实际筒体温度T2＝143℃和对应的实际脱水量H2＝300L/h。通过实际筒体温度和实际脱水量来计算脱水能力△H＝|H1-H2|/|T1-T2|：

即△H＝(|287-300|/|140-143|)(L/h)/℃＝13/3(L/h)/℃＝4.333(L/h)/℃；

三、计算设计筒体温度T所对应的设计脱水量H(应用公式：H＝H1+△H×(T-T1)或H＝H2+△H×(T-T2))；

设计一个生产所需的设计筒体温度T＝145℃，以实际筒体温度T1＝140℃为参照对象，计算145℃设计筒体温度T对应的设计脱水量H：

即H＝H1+△H×(T-T1)＝[287+4.333×(145-140)]L/h＝(287+21.67)L/h＝308.67L/h≈309L/h；

同样的，以实际筒体温度T2＝143℃为参照对象，计算142℃设计筒体温度T对应的设计脱水量H：

H＝H2+△H×(T-T2)＝[300+4.333×(145-143)]L/h＝(300+8.67)L/h＝308.67L/h≈309L/h；

从计算结果可以看出，两个参照对象的实际筒体温度计算结果一致；

四、实际验证

为验证设计脱水量309L/h是否对应145℃设计筒体温度，2019年3月14日，在贵阳厂3000kg/h生产线进行相应的实验；将KLD-2烘丝机配方库参数中的脱水量设定值设定为309L/h，热风温度设定为110℃，当筒体由待机状态转入生产状态时，筒体温度从130℃的预热温度快速上升至145℃。最终，整批烟丝生产结束，KLD-2烘丝机筒体温度在144℃～145℃之间，筒体温度最大值145℃，最小值144℃，平均值极差1℃，平均值144.8℃，与设计的筒体温度145℃较为吻合，筒体温度波动明显小于查找的历史数据。

对比例1

2019年3月13日，在查找历史数据时，我们同时对贵阳厂3000kg/h生产线与实施例2相同品牌烟丝五个批次，KLD-2烘丝机依靠计算机通过出口水分和来料水分进行自动调节蒸汽流量来获取对应的筒体温度，并对获取的筒体温度、出口水分稳定性进行了数据统计，结果为：1、批内筒体温度波动：最小范围4℃，最大范围6℃；2、批间筒体温度波动：最大值为149℃，最小值140℃；3、批间筒体温度均值：平均值最大值147.3℃，平均值最小值144.1℃，平均值极差3.2℃。

综上所述，本发明通过脱水量的计算获得了生产需求的筒体温度，不受环境气压、蒸汽汽源质量和在线水分仪准确性的影响，能够准确的计算出KLD-2烘丝不同筒体温度所对应的脱水量，避免了由于设置不准确导致反复调整且调整时间过长而影响出口水分稳定性的异常问题，避免了由于设置不准确导致料头出现偏干或偏潮的异常问题；本发明计算出的脱水量带入配方库后，获得的筒体温度与原先设计值偏差不超过1℃，准确度较高，因此，可以根据不同KLD-2烘丝机生产品牌，设计出脱水量与筒体温度对应表，为生产线调整提供技术支撑，结合烟丝流量、来料水分、出口水分和脱水量之间的计算公式，可为烟丝流量的精准调整和筒体温度的精准实现提供依据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，选定生产线或试验线的KLD-2烘丝机，设计生产所需要的设计筒体温度T；

步骤二，在中控室查看KLD-2烘丝机筒体温度和实际脱水量的历史趋势图，选定两组实际筒体温度T1、T2和对应的实际脱水量H1、H2；

步骤三，应用实际筒体温度T1、T2和对应的实际脱水量H1、H2相关的公式，计算每度筒体温度对烟丝的脱水能力△H；

步骤四，通过公式计算上述设计筒体温度T对应的设计脱水量H；

步骤五，在相应生产线或试验线的KLD-2烘丝机上，将上述计算所得到的设计脱水量H值输入KLD-2烘丝机配方库参数中，KLD-2烘丝机从待机状态转入生产状态时，筒体温度为生产所需的设计筒体温度T；

在步骤三，所述脱水能力△H的计算公式为△H＝|H1-H2|/|T1-T2|；

在步骤四，所述设计脱水量H的计算公式为：H＝H1+△H×(T-T1)或H＝H2+△H×(T-T2)。

2.根据权利要求1所述的一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于：在步骤一，所述设计筒体温度T＝130℃～170℃。

3.根据权利要求1所述的一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于：在步骤二，所述两组实际筒体温度T1、T2满足|T1－T2|≥3℃。

4.根据权利要求1所述的一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于：在步骤四，生产线或试验线的KLD-2烘丝机上，脱水量与筒体温度是一一对应的关系。

5.根据权利要求1所述的一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于：在步骤五，在生产线或试验线上，KLD-2烘丝机转入生产状态前，设定KLD-2烘丝机的热风温度为步骤二中历史趋势图获得的温度。

6.根据权利要求1所述的一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于：在步骤三，所述脱水能力△H表示在设计筒体温度T的温度工作范围内，每1℃筒体的温度能够脱除的水量。

7.根据权利要求1所述的一种通过计算KLD-2烘丝机脱水量获得筒体温度的方法，其特征在于：在步骤二，所述历史趋势图满足：热风温度保持不变、生产过程稳定。

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