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烘丝机培训讲义
管板式环形烘丝机
电气控制部分
培训讲义
秦皇岛烟草机械有限责任公司
目录
一、概述3
二、工艺条件和性能参数3
三、设备的组成4
3.1设备结构4
3.2工艺特点5
3.3工作原理5
四、电气控制原理7
4.1控制点说明7
4.2工艺流程控制8
4.3预热9
4.4工作10
4.5停机13
五、工艺指标控制14
1)筒体温度控制14
2)热风温度控制14
3)出口水分控制15
一、概述:
烘丝机是烟草制丝生产线中的关键设备,其功能是对叶丝进行烘干处理,使其含水率到11-14%,且将含水率精度控制在±0.5%以内,以满足卷烟工艺要求。
同时在叶丝烘干过程中,使烟丝产生明显的膨胀,提高烟丝的填充力,对降低卷烟单箱耗丝量有显著的效果。
型号
SH311C
(SH312C)
SH313C
(SH314C)
SH315C
(SH316C)
额定生产能力(kg/h)
2400
4000
4800
进料含水率(%)
27~29
进料温度℃
70±5
出料含水率(%)
(11~14)±0.5
出料温度℃
60±5
膨胀率(%)
14~24
填充值(cm3/g)
≥1.1
蒸汽耗量(kg/h)
800
1500
1800
压缩空气耗量(m3/h)
40
排潮风量(m3/h)
≥7200
≥12000
≥14400
装机功率(kW)
11.5
15
18.5
筒体倾角(°)
5
筒体转速(r/min)
11.6(变频调速)
设备重量(Kg)
24654
27765
28284
二、技术参数:
三、烘丝机设备的组成及工作原理
3.1烘丝机的设备组成图见附图一
3.2烘丝机设备的组成及特点
烘丝机主要由双筒结构、支架、冷凝水排放系统、风道系统、热风加热器系统组成。
如图所示。
1)采用管板式加热结构,半圆管与筒体焊接在一起,加热器与筒体为一整体。
2)双筒体结构,内外筒上均焊有加热半圆管,烟丝从环形通道通过,双筒烘炒烟丝,烟丝脱水速度快,膨胀效果明显。
3)内外筒体均设置带有半圆管加热的炒料板,外筒炒料板为折线式。
烟丝在烘炒过程中,落差小,造碎率低。
4)内外筒体采用滚动轴承支撑,同步旋转,进料端轴承座为浮动联接,出料端轴承座为固定联接。
进料端轴承座用燕尾式滚针轴承联接。
5)筒体倾角5°传动为变频调速,设备运行平稳,使用寿命长。
6)由顺逆流气缸切换顺逆流工作方式。
7)热风加热器可放在筒体下部,还可以放在出料端。
3.3工作原理
烘丝机与前面的叶丝回潮机或HT加温加湿机相配合实现对叶丝的膨胀处理,去除烟草中的杂味。
用烘丝机筒体的高温迅速将高温高湿的来料烟丝中的水分烘出,并用高温的热风将烘出的水分带走,并使烟丝冷却定型。
水份的控制主要是两个方面:
一是筒温,二是热风和排潮风量。
其中筒温是控制水份的主要因素。
筒温的控制是这样的:
在烘丝机的出料端回水管路上装有一温度传感器,它的测量温度范围是0~200℃,工作时它发出4~20mA的电流信号给PLC,PLC根据这个信号发出4~20mA的电流信号给烘丝机入料端蒸汽薄膜上的E/P转换器,通过信号的大小来控制薄膜阀的开度,以控制进入烘丝机筒内的蒸汽量,最终达到控制筒温的目的。
筒温的误差为正负1℃。
筒温是否稳定对于烘丝机的出口水份有很大的关系,所以要想生产出合格的叶丝,筒温的稳定是至关重要的。
控制水份精度的是风门。
风门主要有三个:
一是热风温度控制风门,二是热风风
量调节风门,三是排潮风门。
在烘丝机上热风风管部分有一风门,热风风管上装有一温度传感器,温度传感器的测温范围是0~200℃,它的主要作用是测量热风温度。
工作时,它发出4~20mA的电流信号给PLC,PLC根据这个信号发出4~20mA的电流信号给控制热风温度的薄膜阀上的E/P转换器,通过杠杆动力部分控制风门的开启度,从而达到控制热风温度的目的。
热风风量调节风门和排潮风门的控制是通过水份仪发信号给PLC,接着PLC发信号给E/P转换器,从而控制伺服气缸的行程,来达到控制二风门开启度的目的。
叶丝填充值也是考核的一个重要指标。
它主要取决于烟丝入料温度、入料水份及筒体温度等因素。
四、电气控制原理
4.1控制点说明:
1)主传动电机(7.5KW变频调速);
2)热风风机(5000Kg/h:
11KW;3000Kg/h:
4KW变频调速);
3)气动薄膜调节阀1(控制筒体蒸汽PA接口或输入4-20mA);
4)气动薄膜调节阀2(控制喷管蒸汽PA接口或输入4-20mA);
5)温度传感器1(测量筒体温度);
6)温度传感器2(测量热风温度);
7)伺服气缸1(控制热风温度);
8)伺服气缸2(控制热风风量);
9)伺服气缸3(控制排潮风量);
10)电气比例阀1(控制伺服气缸1);
11)电气比例阀2(控制伺服气缸2);
12)电气比例阀3(控制伺服气缸3);
13)清扫气缸1(进料端);
14)清扫气缸2(出料端);
15)换向气缸1(热风管道);
16)换向气缸2(排潮管道);
17)二位五通电磁阀1(控制清扫气缸1);
18)二位五通电磁阀2(控制清扫气缸2);
19)二位五通电磁阀3(控制换向气缸1);
20)二位五通电磁阀4(控制换向气缸2);
21)二通电磁阀1(控制金属筛网清扫);
22)二通电磁阀2(控制进料端筛网清扫);
23)二通电磁阀3(控制出料端筛网清扫);
4.2工艺流程控制(见图三)
图三:
系统流程图
4.3预热:
A主传动电机通电(要求:
变频调速;筒体转速均匀提升,并最踪稳定在11.6rpm,频率为31.5Hz;最高频率不得超过40Hz)。
主滚筒电机未运行时严禁对筒体加热。
B发出排潮申请信号。
C在接收到排潮系统已经运行的信号后,热风风机通电(要求:
变频调速)
D气动薄膜调节阀1根据筒体设定温度值与温度传感器1测量的筒体温度值比较,自动跟踪调节阀门1开启度的大小,并最踪稳定在筒体设定温度值附近(要求:
±1℃)
E气动薄膜调节阀2关闭
F伺服气缸1根据热风设定温度值与温度传感器2测量的热风温度值比较,自动跟踪调节,并最踪稳定在热风设定温度值附近(要求:
±1℃)
G伺服气缸2控制的热风风量风门打开(要求:
全打开)
H伺服气缸3控制的排潮风量风门打开(要求:
全打开)
I换向气缸1控制的热风管道换向风门转到顺流(或逆流)状态(顺逆流按工艺要求确定,由二位五通电磁阀3控制)
J换向气缸2控制的排潮管道换向风门转到顺流(或逆流)状态(顺逆流按工艺要求确定,由二位五通电磁阀4控制)
K二通电磁阀1打开
L二通电磁阀2关闭(顺流状态;如逆流状态,则打开25秒后再关闭25秒,往复并与N项逆流状态时间间隔同步;要求:
时间间隔可调)
M二通电磁阀3打开25秒后再关闭25秒,往复并与O项顺流状态时间间隔同步(顺流状态;要求:
时间间隔可调;如逆流状态,则关闭)
N二位五通电磁阀1无控制(顺流状态;如逆流状态,则间隔25秒开闭,往复并与L项逆流状态时间间隔同步;要求:
时间间隔可调)
O二位五通电磁阀2间隔25秒开闭,往复并与M项顺流状态时间间隔同步;要求:
时间间隔可调(顺流状态;如逆流状态,则无控制)
4.4工作:
A主传动电机
干头时:
接来料信号后,筒体转速提到14rpm(频率为38Hz,最高时不得大于40Hz),延时(时间长短视现场情况定),再逐步降到11.6rpm
工作时:
筒体转速稳定在11.6rpm,频率为31.5Hz
干尾时:
接断料信号后,延时(时间长短视现场情况定),筒体转速从11.6rpm逐步提到14rpm(频率为38Hz,最高时不得大于40Hz)
注意:
改变筒体转速为解决干头干尾最后方案,最好少采用。
B热风风机
干头时:
接来料信号后,风机频率从50Hz降到30Hz,延时,再逐步提到50Hz(时间长短、频率大小可视现场情况调整)
工作时:
风机频率稳定在50Hz
干尾时:
接断料信号后,延时,风机频率从50Hz逐步降到30Hz至无料后,再提到50Hz(时间长短、频率大小可视现场情况调整)
C气动薄膜调节阀1
根据筒体设定温度值与温度传感器1测量的筒体温度值比较,自动跟踪调节薄膜调节阀1开启度的大小,并稳定在筒体设定温度值附近(要求:
±1℃)
D气动薄膜调节阀2
干头时:
接来料信号后,薄膜调节阀2打开,延时,再逐步关闭
工作时:
薄膜调节阀2关闭
干尾时:
接断料信号后,延时,薄膜调节阀2逐步打开至无料后,再关闭
E伺服气缸1
根据热风设定温度值与温度传感器2测量的热风温度值比较,自动跟踪调节,并稳定在热风设定温度值附近(要求:
±1℃)
F伺服气缸2控制的热风风量风门
干头时:
接来料信号后,热风风量风门关闭至某一开度,延时至正常后,再自动跟踪调节
工作时:
根据出料端水份仪检测的水份值与设定水份值比较,自动控制伺服气缸2调节热风风量风门开启度的大小
干尾时:
接断料信号后,热风风量风门关闭至某一开度,延时至无料后再打开
G伺服气缸3控制的排潮风量风门
干头时:
接来料信号后,排潮风量风门关闭至某一开度,延时至正常后,再自动跟踪调节
工作时:
根据出料端水份仪检测的水份值与设定水份值比较,自动控制伺服气缸3调节排潮风量风门开启度的大小
干尾时:
接断料信号后,排潮风量风门关闭至某一开度,延时至无料后再打开
H换向气缸1控制的热风管道换向风门
根据工艺要求自动转到逆流(或顺流)状态
I换向气缸2控制的排潮管道换向风门
根据工艺要求自动转到逆流(或顺流)状态
J二通电磁阀1打开
K二通电磁阀2
逆流状态,则打开25秒后再关闭25秒,循环并与M项逆流状态时间间隔同步,要求:
时间间隔可调(如顺流状态,则关闭)
L二通电磁阀3
逆流状态,则关闭(如顺流状态,则打开25秒后再关闭25秒,循环并与N项顺流状态时间间隔同步,要求:
时间间隔可调)
M二位五通电磁阀1
逆流状态,则间隔25秒开闭,循环并与K项逆流状态时间间隔同步;要求:
时间间隔可调(如顺流状态,则无控制)
N二位五通电磁阀2
逆流状态,则无控制(如顺流状态,则间隔25秒开闭,循环并与L项顺流状态时间间隔同步;要求:
时间间隔可调)
O在正常过料时,烘丝机出料振槽不受后序设备的联锁,即只要烘丝筒在运转,那么出料振槽就一定要运行。
4.5停机:
A主传动电机运行到筒体温度冷却至80℃后,自动停机。
B热风风机以50Hz频率运转至筒体温度80℃后,自动停机。
C筒体温度80℃后,发出信号通知排潮系统停止运行。
D气动薄膜调节阀1关闭
E气动薄膜调节阀2关闭
F伺服气缸1关闭,通冷风
G伺服气缸2控制的热风风量风门全打开
H伺服气缸3控制的排潮风量风门全打开
I换向气缸1控制的热风管道换向风门
根据工艺要求自动转到顺流(或逆流)状态
J换向气缸2控制的排潮管道换向风门
根据工艺要求自动转到顺流(或逆流)状态
K二通电磁阀1打开至筒体温度80℃后,断电
L二通电磁阀2
顺流状态,则关闭(如逆流状态,则打开25秒后再关闭25秒,循环并与N项逆流状态时间间隔同步,至筒体温度80℃后,断电)
M二通电磁阀3
顺流状态,则打开25秒后再关闭25秒,循环并与O项顺流状态时间间隔同步,至筒体温度80℃后,断电(如逆流状态,则关闭)
N二位五通电磁阀1
顺流状态,则无控制(如逆流状态,则间隔25秒开闭,循环并与L项逆流状态时间间隔同步,至筒体温度80℃后,断电)
O二位五通电磁阀2
顺流状态,则间隔25秒开闭,循环并与M项顺流状态时间间隔同步,至筒体温度80℃后,断电(如逆流状态,则无控制)
五、工艺指标控制
1、筒体温度PID控制闭环
检测元件:
温度变送传感器1,位置:
出料端,冷凝水出口处,见小样图。
执行机构:
带阀门定位器的气动薄膜调节阀1。
精度要求:
±1℃。
2、热风温度PID控制闭环
检测元件:
温度变送传感器2,位置:
位于加热器出口的热风管道处。
执行机构:
电气比例阀1。
精度要求:
±1℃。
3、出口水分PID控制闭环
检测元件:
出口水分仪,位置位于出料振槽后的出料皮带上。
执行机构:
电气比例阀2和电气比例阀3。
各控制一个伺服气缸,分别控制进入烘丝筒的热风风量和排潮风量。
精度要求:
±0.5%。
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