卷煙廠集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

沈健

（廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司韶關(guān)卷煙廠， 廣東 韶關(guān) 512026）

傳統(tǒng)的煙草送絲系統(tǒng)主要采取的是枝狀管網(wǎng)風(fēng)力送絲系統(tǒng)，其主要通當(dāng)卷煙機(jī)需求煙絲時(shí)，其就會(huì)發(fā)出信號(hào)，而控制系統(tǒng)在接收到信號(hào)后，會(huì)打開回風(fēng)支管上的吸絲氣動(dòng)閥，這樣就會(huì)形成負(fù)壓，以此通過負(fù)壓將煙絲從儲(chǔ)絲機(jī)送入喂絲機(jī)。此種模式管道布局靈活，而且占用空間比較下，最重要的是其輸送的效率非常高，而且便于維修與保養(yǎng)。但是風(fēng)力送絲系統(tǒng)的關(guān)鍵就是要掌握風(fēng)速，風(fēng)速過低難以保證煙絲的供應(yīng)量，而送風(fēng)速度過高則會(huì)造成管道堵塞，以此造成煙絲造雖高，增加了煙絲的消耗量。因此本文設(shè)計(jì)基于集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)，以此提高送絲系統(tǒng)的運(yùn)行效能。

一、集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)構(gòu)成與管理

從實(shí)用角度分析，集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是要將送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成集束式，采取高阻尼風(fēng)量集中補(bǔ)償方式。

（一）集束式官網(wǎng)設(shè)計(jì)。采取集束式的風(fēng)力送絲系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速的均勻控制，例如將回風(fēng)支管整齊排成束狀，通過集束器并聯(lián)匯到除塵主管。每個(gè)支管包括喂絲機(jī)、集絲箱以及回風(fēng)并聯(lián)支管等部分，當(dāng)然為了便于在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)送風(fēng)機(jī)的快速安裝，本次設(shè)計(jì)采取集束器安裝在偏心天圓地方形式，這樣可以有效地提高送風(fēng)機(jī)的工作效率，尤其是通過優(yōu)化設(shè)計(jì)可以防止粉塵滯留在集束內(nèi)。考慮到送風(fēng)機(jī)管遠(yuǎn)近不一致的特征，需要優(yōu)化集束器的安裝位置以及修正各回風(fēng)支管的管徑。

（二）單管風(fēng)速微調(diào)裝置。為保證送風(fēng)機(jī)在運(yùn)行的過程中各支路實(shí)際風(fēng)速等于設(shè)計(jì)風(fēng)速的要求，必須要保證各支路阻力必須平衡，在實(shí)踐中由于各管路的長(zhǎng)短不一致，這樣導(dǎo)致管路長(zhǎng)的則可能會(huì)因?yàn)榻祲鹤畲蠖鴮?dǎo)致風(fēng)速降低影響煙絲吸不進(jìn)來(lái)。所以為了平衡阻力，需要在各支路管網(wǎng)上設(shè)置風(fēng)速自動(dòng)檢測(cè)調(diào)節(jié)裝置，這樣可以平衡各支管內(nèi)的風(fēng)速，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)煙絲速度的目的。風(fēng)速測(cè)量?jī)x是由一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔板和一差壓變送器組合而成。

二、集束式風(fēng)力送絲風(fēng)度控制原理

雖然集束式風(fēng)力送絲官網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性與穩(wěn)定性都要優(yōu)于只枝管網(wǎng)系統(tǒng)，但是如果風(fēng)速控制與整個(gè)系統(tǒng)不兼容，就會(huì)造成系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)震蕩失調(diào)的現(xiàn)象，從而影響煙絲生產(chǎn)效率。

（一）風(fēng)速控制原理。卷煙機(jī)自帶的供料系統(tǒng)比較復(fù)雜，其主要是通過風(fēng)力將煙絲輸入到集絲箱內(nèi)，而煙絲的碎末和灰塵等則通過篩網(wǎng)由排塵管進(jìn)入布袋除塵器，當(dāng)煙絲存儲(chǔ)到設(shè)定量時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出開關(guān)信號(hào)，這樣吸絲閥門就會(huì)關(guān)閉。可見在整個(gè)系統(tǒng)中風(fēng)速的控制非常重要。必須要始終保持輸送風(fēng)速的穩(wěn)定。

（二）風(fēng)速控制的手段。由于在整個(gè)系統(tǒng)中風(fēng)速對(duì)于煙絲吸入具有關(guān)鍵性的影響，因此為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)速穩(wěn)定控制的要求，選擇合適的被控參數(shù)至關(guān)重要。目前對(duì)于集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)風(fēng)速的控制手段主要包括：（1）恒壓控制。本次所采取的是高精度壓力傳感器測(cè)量集束器處?kù)o壓，因此在風(fēng)速測(cè)量的過程中不會(huì)受空氣的影響，因此其實(shí)現(xiàn)了恒壓控制。例如其主要是模擬量信號(hào)輸入子站箱的模擬量輸入模塊，經(jīng)過交換機(jī)將信號(hào)傳入到PLC控制器，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速的恒牙控制。比如當(dāng)某一機(jī)組運(yùn)行高于設(shè)計(jì)值時(shí)，其就可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率的方式實(shí)現(xiàn)。（2）支管風(fēng)速調(diào)節(jié)控制。此種設(shè)計(jì)在每個(gè)支管上都安裝了差壓式孔流量計(jì)與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，這樣孔板流量監(jiān)測(cè)回塵支管上的風(fēng)速值，然后將實(shí)際測(cè)出的數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比情況對(duì)PLC控制的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此改變支路的阻力，進(jìn)而保證送絲風(fēng)速控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。

（三）風(fēng)速控制的監(jiān)控。為了保證對(duì)集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)的控制，需要采取集中監(jiān)控的方式。本次設(shè)計(jì)的集中監(jiān)控采取的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，采取西門子S7-300/400系列的PLC作為主站。各個(gè)系統(tǒng)的變頻器則通過PROFINET網(wǎng)與PLC主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。

三、集束式管網(wǎng)的穩(wěn)定特性測(cè)試

在風(fēng)力送絲系統(tǒng)中，集束式管網(wǎng)的穩(wěn)定性較好。集束式管網(wǎng)的管網(wǎng)布置特點(diǎn)為，各送絲支路之間是完全的并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)具有相同的輸送風(fēng)速時(shí)，各送絲支路的阻抗相同，每個(gè)送絲支路的風(fēng)量波動(dòng)特點(diǎn)一樣。那么就針對(duì)集束式管網(wǎng)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，研究其穩(wěn)定性的影響因素。為工程設(shè)計(jì)提供可靠的高穩(wěn)定性系統(tǒng)形式。

集束式管網(wǎng)一般包含 4~6 個(gè)送絲支路，隨著送絲支路數(shù)目的增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，建圖1：

可見減小送絲支管的阻抗，增大主管段阻抗，系統(tǒng)的穩(wěn)定性將會(huì)變差。所以在集束式風(fēng)力送絲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，增大送絲支管的阻抗，減小主管段阻抗，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。