一种气流式烘丝机水分控制方法技术

本发明专利技术公开一种气流式烘丝机水分控制方法，属于制备烟草技术领域，用水分仪检测出口水分，用高温湿度传感器检测工艺气相对湿度；气流式烘丝机空载时，当20%≤工艺气相对湿度≤25%，保持原有的模拟水设定值，当工艺气相对湿度＜20%或工艺气相对湿度＞25%，分别加大或减小模拟水设定值；气流式烘丝机负载时，出口水分与设定水分值比较，同时，工艺气温度与设定温度值比较，PID控制器根据两部分的差值来调节控制水加载量。通过在空载阶段控制工艺气湿度来减少初始水分的波动，在负载阶段引入工艺气温度的影响因素，稳定了出口水分，加强了设备过程控制能力，提高了烟丝加工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于制备烟草

技术介绍
在烟草制丝工艺中，气流式烘丝机主要用于对高温高湿的烟丝进行快速干燥、膨胀和定型，其出口烟丝水分的稳定性对加香工序成品质量起到关键作用。由于气流式烘丝机的工作介质是高温气体，其温湿度的变化和控制的滞后性均对出口水分的稳定性带来不利影响，造成出口水分波动较大。目前，大多数的气流式烘丝机普遍采用PID控制器根据出口水分与设定值的差值调节加水量，控制方法较为单一，并存在两方面缺陷:一是进料前空载阶段，只考虑工艺气温度是否达到设定值，未控制工艺气的相对湿度，容易造成进料的初始阶段出口水分偏离设定值较大，需要较长的调节时间才能恢复正常，以6000Kg/h的烟丝流量计算，出现烟丝的“潮头”或“干头”重量在120Kg左右。二是进料后负载阶段，控制水的加载量只随出口水分变化而调节，未引入工艺气温度的影响因素，易造成出口水分曲线出现类似工艺气温度反向波动的震荡。例如，若工艺气温度偏离设定值开始上升，控制水依然按照设定值加载，就会造成烟丝偏干的现象，此时控制水设定值经过PID控制器的调节开始上升，当出口水分恢复到设定值时，工艺气温度开始下降，又会造成烟丝偏潮，控制水设定值再次调节，如此一直反复，导致出口水分波动较大。目前气流式烘丝机出口水分的工艺指标在13.2%左右，由于控制的不稳定，其标准偏差普遍在0.35以上，过程控制能力指数Cpk值小于1，工序过程控制能力较低。为解决这个问题，许多企业在气流式烘丝机出口安装流冷设备(VAS)，通过增加后期处理工序来调节烟丝水分的稳定性，可以将标准偏差降至0.20左右，但是这种方式并未直接改善气流式烘丝机的水分控制能力，同时设备改造需要改变原有工艺布局，也增加了企业生产成本
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供，能够直接改善其水分控制能力，提高烟丝加工质量。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:，用水分仪检测出口水分，a.用高温湿度传感器检测工艺气相对湿度；气流式烘丝机空载时，控制水按照设定值恒流量加载，模拟水加载量由工艺气相对湿度决定，当20% <工艺气相对湿度< 25%时，保持原有模拟水设定值加载；当工艺气相对湿度< 20%或工艺气相对湿度> 25%，由PID控制器分别控制加大或减小模拟水设定值；当工艺气温度实际值小于或是大于设定值时，分别减小或加大排气阀门开度；b.气流式烘丝机负载时，总加水量实际值与设定值进行比较，当总加水量实际值不大于设定值时，控制水进行加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制；当总加水量实际值大于设定值时，模拟水流量按模拟水流量设定值加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制；工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较，当工艺气温度实际值与工艺气温度设定值不相等时，由PID控制器根据其差值通过工艺气温度影响加水量的计算公式Lss来调节控制水加载量，当工艺气温度大于或小于设定值时，分别加大或减少控制水加载量；当工艺气温度实际值与工艺气温度设定值相等时，进行烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值比较，当烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值不相等时，由PID控制器根据其差值通过出口水分影响加水量的计算公式来调节控制水加载量，当出口水分大于或小于设定值时，分别减少或加大控制水加载量，当烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值相等时，整个控制方法结束。进一步的，工艺气温度影响加水量的计算公式为Lss=(加水上限-加水下限)*(温度实际值-温度设定值)/ (温度上限-温度下限)。进一步的，工艺气温度为222 228°C。本专利技术与现有技术相比:通过在空载阶段控制工艺气湿度来减少初始水分的波动，减少烟丝的“潮头”或“干头”量，在负载阶段引入工艺气温度的影响因素，稳定了出口水分，使其标准偏差能够控制在0.2左右，Cpk值在1.5以上，加强了设备过程控制能力，提高了烟丝加工质量。附图说明图1为本专利技术的控制方法流程图； 图2为本专利技术的设备示意图。图中:1、水泵，2、控制水电磁阀，3、控制水定位阀，4、控制水流量计，5、模拟水电磁阀，6、模拟水定位阀，7、模拟水流量计，8、高温湿度传感器，9、温度传感器，10、进料气锁，11、工艺气管道，12、落料器，13、循环风机，14、出料气锁，15、水分仪，16、排气风门，17、热交换器。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所示，本气流式烘丝机水分控制方法，用水分仪15检测出口水分，用高温湿度传感器8检测工艺气相对湿度；气流式烘丝机进料前处于空载时，控制水按照设定值恒流量加载，模拟水加载量由工艺气相对湿度决定，当20% <工艺气相对湿度< 25%，保持原有的模拟水设定值加载，当工艺气相对湿度< 20%或工艺气相对湿度> 25%，由PID控制器分别控制加大或减小模拟水设定值；当20% <工艺气相对湿度< 25%，并且工艺气温度达到设定值，方可允许进料生产，能够减少烟丝的“潮头”或“干头”量，当工艺气温度实际值小于或是大于设定值时，分别减小或加大排气阀门开度，以使工艺气温度达到设定值。气流式烘丝机负载时，总加水量实际值与设定值进行比较，当总加水量实际值大于设定值时，模拟水流量按模拟水流量设定值加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制，当总加水量实际值不大于设定值时，控制水进行加载，控制水流量设定值计算公式L,6=L7]^+LSS，通过温度传感器9检测工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较，当工艺气温度实际值与工艺气温度设定值不相等时，由PID控制器根据其差值通过工艺气温度影响加水量的计算公式Lss来调节控制水加载量，Lss=(加水上限-加水下限)* (温度实际值-温度设定值)/ (温度上限-温度下限)，当工艺气温度大于或小于设定值时，分别加大或减少控制水加载量，当工艺气温度实际值与工艺气温度设定值相等时，通过水分仪15检测出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值比较，当烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值不相等时，由PID控制器根据其差值通过出口水分影响加水量的计算公式La来调节控制水加载量，L7M=(水分设定值-水分实际值)* (加水上限-加水下限)/ (水分上限-水分下限)+初始流量，当出口水分大于或小于设定值时，分别减少或加大控制水加载量，当烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值相等时，整个控制方法结束。气流式烘丝机是一种高温膨胀干燥机，设备示意图见图2，主要由水泵1、模拟水加水系统、控制水加水系统、温度传感器9、进料气锁10、工艺气管道11、落料器12、循环风机13、出料气锁14、水分仪15、排气风门16和热交换器17组成；其功能主要是对高温高湿的烟丝进行快速干燥、膨胀和定型，工艺过程为:烟丝从进料气锁10进入工艺气管道11，由高温工艺气干燥后到达落料器12，经过出料气锁14到水分仪15进行出口水分检测。原气流式烘丝机在工艺气管道11入口设置有温度传感器9，在进料气锁10下方设置模拟水和控制水加水系统，水泵I提供水源，采用蒸汽引射。模拟水加水系统由模拟水电磁阀5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气流式烘丝机水分控制方法，用水分仪（15）检测出口水分，其特征在于，a．用高温湿度传感器（8）检测工艺气相对湿度；气流式烘丝机空载时，控制水按照设定值恒流量加载,模拟水加载量由工艺气相对湿度决定，当20%≤工艺气相对湿度≤25%时，保持原有模拟水设定值加载；当工艺气相对湿度＜20%或工艺气相对湿度＞25%时，由PID控制器分别控制加大或减小模拟水设定值；当工艺气温度实际值小于或是大于设定值时，分别减小或加大排气阀门开度；b．气流式烘丝机负载时，总加水量实际值与设定值进行比较，当总加水量实际值不大于设定值时，控制水进行加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制；当总加水量实际值大于设定值时，模拟水流量按模拟水流量设定值加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制；工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较，当工艺气温度实际值与工艺气温度设定值不相等时，由PID控制器根据其差值通过工艺气温度影响加水量的计算公式L温度来调节控制水加载量，当工艺气温度大于或小于设定值时，分别加大或减少控制水加载量；当工艺气温度实际值与工艺气温度设定值相等时，进行烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值比较，当烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值不相等时，由PID控制器根据其差值通过出口水分影响加水量的计算公式L水分来调节控制水加载量，当出口水分大于或小于设定值时，分别减少或加大控制水加载量，当烘丝机出口水分实际值与烘丝机出口水分设定值相等时，整个控制方法结束。...

【技术特征摘要】
1.一种气流式烘丝机水分控制方法，用水分仪(15)检测出口水分，其特征在于， a.用高温湿度传感器(8)检测工艺气相对湿度；气流式烘丝机空载时，控制水按照设定值恒流量加载，模拟水加载量由工艺气相对湿度决定，当20% <工艺气相对湿度< 25%时，保持原有模拟水设定值加载；当工艺气相对湿度< 20%或工艺气相对湿度> 25%时，由PID控制器分别控制加大或减小模拟水设定值；当工艺气温度实际值小于或是大于设定值时，分别减小或加大排气阀门开度； b.气流式烘丝机负载时，总加水量实际值与设定值进行比较，当总加水量实际值不大于设定值时，控制水进行加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制；当总加水量实际值大于设定值时，模拟水流量按模拟水流量设定值加载，然后进入工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较步骤继续进行水分的控制；工艺气温度实际值与工艺气温度设定值比较，当工艺气温度实际值...

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟，周尚华，李坤，呼延，刘敦敏，赵瑜，蒋光辉，胡长霆，
申请(专利权)人：江苏中烟工业有限责任公司徐州卷烟厂，
类型：发明
国别省市：