楊 斌， 者靖雄， 王偉彬， 金 龍， 楊仕雄

（紅塔集團(tuán)玉溪卷煙廠， 云南 玉溪 653100）

引言

隨著煙草行業(yè)持續(xù)發(fā)展，對(duì)煙葉原料生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都提出了更高的要求，尤其是葉片復(fù)烤工序，其過程控制的優(yōu)劣直接影響打包后成品的品質(zhì)與安全性。而在葉片復(fù)烤工序中，干燥過程煙片的水分、溫度均勻性又顯得尤為重要[1]。目前，國內(nèi)大多數(shù)打葉復(fù)烤企業(yè)使用的煙片復(fù)烤機(jī)均為PROCTOR 公司、GARBUIO 公司的產(chǎn)品或國內(nèi)生產(chǎn)廠家技術(shù)引進(jìn)、消化吸收后開發(fā)的產(chǎn)品[2]。以玉溪卷煙廠某復(fù)烤車間為例，現(xiàn)用的PROCTOR 烤機(jī)一直存在復(fù)烤后水分不均勻、左中右偏差大的情況。針對(duì)此情況，行業(yè)內(nèi)普遍做法是通過雙側(cè)交替進(jìn)風(fēng)，降低左右水分差異[3]，或采取預(yù)加熱提前平衡來料水分[4]。但在原有設(shè)備基礎(chǔ)上想實(shí)現(xiàn)雙側(cè)交替進(jìn)風(fēng)技術(shù)，對(duì)設(shè)備改動(dòng)大、成本高，所以本文旨在單側(cè)進(jìn)風(fēng)情況下，研究干燥區(qū)導(dǎo)風(fēng)板對(duì)風(fēng)場(chǎng)均勻性的影響，通過簡(jiǎn)單的導(dǎo)風(fēng)板設(shè)計(jì)改造，提升風(fēng)場(chǎng)均勻性，最終實(shí)現(xiàn)干燥過程水分、溫度的均勻性提升。

1 模擬試驗(yàn)

由于原葉烤機(jī)干燥區(qū)存在左右風(fēng)場(chǎng)不均勻，前后波動(dòng)大等問題，且導(dǎo)風(fēng)板能夠改善試驗(yàn)烤機(jī)裝煙區(qū)域的風(fēng)速均勻性[5]，我們?cè)谠芯W(wǎng)板基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)制作了孔徑漸變網(wǎng)板和高透風(fēng)率網(wǎng)板兩種方案。原有網(wǎng)板在煙片復(fù)烤機(jī)橫向上排布三種不同孔徑導(dǎo)風(fēng)板，將由左側(cè)進(jìn)入的熱風(fēng)導(dǎo)流至整個(gè)干燥區(qū)域；孔徑漸變網(wǎng)板將原先三種孔徑細(xì)分為九種孔徑，使導(dǎo)風(fēng)板網(wǎng)孔排布更為均勻；而高透風(fēng)率網(wǎng)板則是調(diào)整排布孔徑大小，提升整體風(fēng)場(chǎng)均勻性。設(shè)計(jì)完成后，運(yùn)用模擬軟件對(duì)三種導(dǎo)風(fēng)板均風(fēng)效果進(jìn)行模擬。

從圖1、圖2、圖3 對(duì)比可以看出，原有網(wǎng)板左中右風(fēng)速差異明顯，近風(fēng)機(jī)端較大，極差為4～5 m/s，且存在渦流；孔徑漸變網(wǎng)板左中右風(fēng)速極差為2～3 m/s，無明顯渦流；高透風(fēng)率網(wǎng)板整體風(fēng)速均勻，局部風(fēng)速差異在1～2 m/s 之間。根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)結(jié)果，孔徑漸變網(wǎng)板與高透風(fēng)率網(wǎng)板都能更好地實(shí)現(xiàn)烤機(jī)內(nèi)部均風(fēng)效果。

2 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)軟件模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)制作孔徑漸變、高透風(fēng)率兩種導(dǎo)風(fēng)板，通過安裝后實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)變化與原有導(dǎo)風(fēng)板進(jìn)行對(duì)比分析。

圖1 原有網(wǎng)板風(fēng)場(chǎng)模擬

圖2 孔徑漸變網(wǎng)板風(fēng)場(chǎng)模擬

圖3 高透風(fēng)率網(wǎng)板風(fēng)場(chǎng)模擬

2.1 材料和儀器

C3F 等級(jí)片煙、風(fēng)壓檢測(cè)系統(tǒng)、試驗(yàn)葉烤機(jī)。

2.2 試驗(yàn)方法

在試驗(yàn)葉烤機(jī)干燥區(qū)放置風(fēng)壓傳感器用于測(cè)試干燥區(qū)熱風(fēng)均勻性以及網(wǎng)帶風(fēng)速調(diào)試，傳感器共有8 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，均勻間隔分布于烤機(jī)橫向位置。風(fēng)壓數(shù)據(jù)每秒記錄一次，每次測(cè)試周期約為3 min。

空機(jī)狀態(tài)下啟動(dòng)烤機(jī)后，依次記錄干燥一區(qū)所選測(cè)試點(diǎn)網(wǎng)帶上下層風(fēng)壓值。保證相同的設(shè)備和工藝參數(shù)，對(duì)原有網(wǎng)板、孔徑漸變網(wǎng)板和高透風(fēng)率網(wǎng)板三種不同網(wǎng)板進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)各點(diǎn)風(fēng)壓均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)不同導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板的優(yōu)劣性。

2.3 結(jié)果與分析

試驗(yàn)過程總排潮風(fēng)機(jī)頻率為50 Hz，各區(qū)獨(dú)立排潮風(fēng)機(jī)頻率為30 Hz，熱風(fēng)風(fēng)機(jī)頻率為30 Hz，各點(diǎn)風(fēng)門及風(fēng)量盤均為全開。

2.3.1 原有網(wǎng)板

從表1 可以看出，各檢測(cè)點(diǎn)從1 至8 號(hào)傳感器檢測(cè)出的負(fù)壓呈增大趨勢(shì)，且原有導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板模式下不同檢測(cè)點(diǎn)網(wǎng)面上下層熱風(fēng)壓差差異明顯，2 號(hào)門網(wǎng)上風(fēng)壓均值為-26.17 Pa，下層為-13.13 Pa，相差13.04 Pa，5 號(hào)門網(wǎng)上風(fēng)壓均值為-22.45 Pa，下層為-11.22 Pa，相差11.23 Pa，兩門之間熱風(fēng)壓差相差約4 Pa，說明同一干燥區(qū)前后風(fēng)場(chǎng)不均勻。

表1 原有網(wǎng)板風(fēng)壓測(cè)試結(jié)果 Pa

同時(shí)，網(wǎng)帶下層同一檢測(cè)點(diǎn)1 至8 號(hào)傳感器間極差最大值為11.01 Pa，說明烤機(jī)橫向左右風(fēng)場(chǎng)不均勻。

2.3.2 孔徑漸變網(wǎng)板

從表2 可以看出，孔徑漸變網(wǎng)板模式下各檢測(cè)點(diǎn)從1 至8 號(hào)傳感器檢測(cè)出的負(fù)壓依然呈增大趨勢(shì)，但同原有導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板相比，不同檢測(cè)點(diǎn)網(wǎng)面上下層熱風(fēng)壓差有所減小，2 號(hào)門網(wǎng)上風(fēng)壓均值為-21.90 Pa，下層為-11.67 Pa，相差10.23 Pa，5 號(hào)門網(wǎng)上風(fēng)壓均值為 -21.79 Pa，下層為 -10.35 Pa，相差 11.44 Pa，兩門之間熱風(fēng)壓差相差約1 Pa，說明同一干燥區(qū)前后風(fēng)場(chǎng)較均勻。

表2 孔徑漸變網(wǎng)板風(fēng)壓測(cè)試結(jié)果 Pa

網(wǎng)帶下層同一檢測(cè)點(diǎn)1 至8 號(hào)傳感器間極差最大值為18.43 Pa，說明漸變孔徑網(wǎng)板模式下烤機(jī)橫向左右風(fēng)場(chǎng)依舊不均勻。

2.3.3 高透風(fēng)率網(wǎng)板

從表3 測(cè)試結(jié)果可以看出，高透風(fēng)率網(wǎng)板上層風(fēng)壓均值分別為-21.97 Pa 和-22.20 Pa，與前兩種導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板結(jié)果差異不大，且1 至8 號(hào)各傳感器檢測(cè)結(jié)果也無明顯差異，說明導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板對(duì)網(wǎng)帶上層風(fēng)壓影響不大。

高透風(fēng)率網(wǎng)板模式下，2 號(hào)門位置上下壓差3.91 Pa，5 號(hào)門位置上下壓差4.99 Pa，兩門之間熱風(fēng)壓差相差約1 Pa，說明同一干燥區(qū)前后風(fēng)場(chǎng)較均勻。網(wǎng)帶下層同一檢測(cè)點(diǎn)1 至8 號(hào)傳感器間極差最大值為9.29 Pa，與前兩種網(wǎng)板相比，高透風(fēng)率網(wǎng)板左右風(fēng)壓更為均勻。

表3 高透風(fēng)率網(wǎng)板風(fēng)壓測(cè)試結(jié)果 Pa

3 結(jié)論

從三種不同網(wǎng)板模式下的風(fēng)壓檢測(cè)結(jié)果分析可知：不同導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板網(wǎng)帶上層各檢測(cè)點(diǎn)風(fēng)壓差異不明顯，說明氣流從風(fēng)機(jī)端出來后，經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板—載料網(wǎng)帶—上層壓網(wǎng)等多層結(jié)構(gòu)后，差異逐漸減??；導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板的作用主要體現(xiàn)在風(fēng)機(jī)出口至載料網(wǎng)帶這一區(qū)域，也是煙葉干燥過程熱風(fēng)均勻性要求最為重要的一個(gè)區(qū)域；三種導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板中高透風(fēng)率網(wǎng)板上下層前后壓差小，左右壓差較均勻，與前期模擬結(jié)果較為一致。