隨著卷煙工藝技術的不斷進步，卷煙加工過程的精細化、柔性化加工控制已經成為制絲線的發展進步的方向。薄板烘絲是一種傳統的復合干燥方式，KLD-1滾筒式薄板烘絲機主要傳熱方式為熱傳導和熱風，葉絲通過與筒內的熱風、加熱筒壁和輸送揚板的有效接觸而被干燥。熱風的主要任務是將煙絲中的水蒸汽運走。KLD-1烘絲機的熱風以與煙絲流相同的方向（順流）流過滾筒。

　　切好的葉絲經高溫高濕處理后進入烘絲機,利用高溫快速干燥,使葉絲的膨脹狀態固定下來,提高煙絲的填充值,并達到要求的含水率。除塵系統則把灰塵和蒸發的水分快速排出。通過烘絲機的烘焙,煙絲中的雜氣和部分游離煙堿將隨水分的蒸發而有所逸出,使煙絲香氣顯露,煙味變得醇香。

　　1、KLD-1烘絲機的設備結構

　　KLD-1滾筒式薄板烘絲機的設備結構如圖1所示：

　　蒸汽管路：

　　熱風熱交換器蒸汽（Y5控制）

　　筒壁蒸汽(Y1控制)

　　水管路：

　　工作水（Y4控制，料頭、尾料添加）

　　壓縮空氣：

　　閥島供氣

　　吹凈出料罩負壓調節的測量管（Y8、Y9控制）

　　加水時引射（Y13控制）

　　熱風管路

　　工作熱風

　　清吹入口密封圈

　　清吹篩網

　　圖1KLD-1烘絲機的設備結構

　　M1.篩網電機M21/22.滾筒電機M3.水泵電機M4.循環風機M71/M72.滾筒頂升電機B1/B10.壓力傳感器B2/B3.液位傳感器B5/B11.溫度探頭B6/B71.壓差變送器Y1/Y4/Y5.氣動薄膜閥Y6.排潮風門Y8/Y9/Y12/Y13.電磁閥A16.水流量計S7_.接近開關

　　2、重要參數介紹：

　　脫水量：

　　脫水量是烘絲機干燥能力的重要指標，在其他參數一致情況下，每一個滾筒溫度對應不同的脫水量。

　　干燥系數CK1:

　　每小時從煙絲中多排出1升水所需要的滾筒壁溫度變動。

　　錯誤！未找到引用源。Fi：溫度為Ti時對應的脫水量

　　起動階段時預加載因子CK2：

　　該參數用于優化起動性能（使起動階段廢品最少）。該系數（約0.8-1.2）以額定工作脫水量為基準。切換至起動階段時，預先載入該值(僅加載一個脈沖)以計算用于預調滾筒壁溫度的平均值。

　　TQ=TNOP錯誤！未找到引用源。CK2TQ:起動時筒溫TNOP:額定筒溫

　　滾筒額定溫度TNOP：

　　滾筒壁溫度的工作點，即在額定輸入條件（煙絲物料流、煙絲水分）恒定時從煙絲中排出需要的水量，以達到額定輸出水分。

　　正常生產脫水量FWNOP[l/h]：

　　滾筒以生產溫度中工作時，從煙絲中排出的水量。實際達到的脫水量由煙絲流量和水分的輸入參數得出。

　　3、KLD-1烘絲機的控制原理

　　KLD-1烘絲機分別對滾筒溫度、熱風溫度、熱風風速、出口水分、出料罩壓力和加水進行控制。

　　3.1滾筒溫度控制

　　滾筒溫度的值實際上是根據滾筒筒壁的壓力值來換算，換算關系參照《飽和蒸汽壓力與溫度換算表》。因此溫度的控制最終轉換為滾筒筒壁壓力控制。滾筒溫度的實際值由壓力傳感器B1檢測值轉換而得，通過控制安裝在筒壁蒸汽管路上的氣動薄膜閥Y1的開度，使滾筒溫度的實際值與滾筒溫度設定值相一致，以此來調節煙絲出口水分。

　　起動階段和生產階段的筒壁溫度計算公式為：

　　起動階段：TQ1＝TNOP錯誤！未找到引用源。CK2

　　TQ2＝（F-FWNOP）錯誤！未找到引用源。CK1+TNOP

　　生產階段：TS＝（F-FWNOP）錯誤！未找到引用源。CK1+TNOP+CV

　　公式中：TQ1:起動階段剛開始時，滾筒溫度設定值，僅作用一個脈沖；TQ2:起動階段滾筒溫度設定值；TS:正常生產滾筒溫度設定值；TNOP:滾筒額定生產溫度，配方設定；FWNOP:正常生產脫水量，配方設定；F：達到出口水分設定值，所需要的脫水量；CK1：干燥系數；CK2：起動階段預加載因子CV：出口水分PID的輸出值

　　表1飽和蒸汽壓力與溫度換算表

　　3.2熱風溫度控制

　　熱風溫度的設定值在配方中給定，熱風溫度的實際值由溫度探頭B5檢測，通過控制熱風熱交換器蒸汽管路的氣動薄膜閥Y5的開度，使熱風溫度的實際值與設定值相一致。

　　3.3熱風風速控制

　　熱風風速的設定值在配方中給定，實際值由壓差變送器B71檢測，通過控制熱風循環風機M4的頻率，使熱風風速的實際值與設定值一致。

　　3.4出口水分控制

　　煙絲出口水分的設定值在配方中給定，實際值由安裝在設備出口的水分儀檢測，當實際值與設定值不符合時，對應的PID調整量疊加到滾筒溫度的設定值上。因此出口水分控制是作為滾筒溫度控制的級聯控制，實現的煙絲出口水分的精確控制。

　　3.5出料罩壓力控制

　　出料罩壓力的設定值在配方中給定，實際值由安裝在出料罩的壓差變送器B6檢測，通過控制排潮風門Y4的開度使出料罩壓力的實際值與設定值相一致。通過出料罩壓力控制使出料罩保持輕微的負壓，可以有效的防止煙絲外冒。

　　3.6加水控制

　　KLD-1烘絲機的加水主要應用在料頭、尾料狀態，料頭、尾料時煙絲的流量比較小，通過加水避免料頭、尾料的煙絲過于干燥。加水量的設定值在設備參數中給定，加水實際流量由流量計A16檢測，通過控制氣動薄膜閥Y4，使實際值與設定值一致。

　　圖2加水示意圖

　　R1.料頭加水持續時間R2.料頭加水曲線放大系數R3.尾料加水持續時間R4.尾料加水曲線放大系數

　　4、KLD-1烘絲機運行狀態

　　KLD-1運行時有預熱、待機、起動、生產、尾料和冷卻6個狀態。

　　(1)預熱

　　預熱狀態用于為烘絲機的生產做準備。預熱狀態又分為閥門測試階段、壓力形成階段和預熱階段。

　　閥門測試階段：在預熱開始時，首先檢查氣動薄膜閥Y1的氣密性，即閥Y1保持關閉，在一定的時間段內B1的壓力值是否超過閥門測試壓力極限值。如果超過極限值，認為Y1泄露，發出報警信息，預熱停止。

　　壓力形成階段：在閥門測試成功完成后，Y1閥打開。調整量在一段規定的勻變時間內均勻地從“0”上升至最終開口度。流入滾筒加熱葉片的蒸汽將筒內的冷凝水排出，防止形成水錘。烘絲機的滾筒壁以較低的蒸汽壓力被加熱。

　　如果滿足了以下條件，則壓力形成階段結束，并過渡至預熱階段：

　　•é”到了預設的壓力形成最小持續時間（固定參數）

　　•é–¥Y1后的蒸汽壓力超過了預設加壓時蒸汽壓力極限值（固定參數）

　　•å†·å‡æ°´çš„溫度超過了預設的極限值（固定參數）

　　預熱階段：在壓力形成階段結束后，滾筒壁溫度調節裝置被開通，即切換至筒壁溫度受調節的運行。在一段規定的勻變時間內，筒壁溫度額定值將從滾筒壁溫度的當前實際值均勻上升至配方中預設的額定值，并保持該值。

　　(2)待機

　　隨著預熱階段的結束，烘絲機切換至待機運行階段，并允許將煙絲輸入烘絲機內。在尾料階段結束后也會自動切換為待機運行階段。這樣烘絲機的滾筒壁可以保持溫度并節省能源。

　　(3)起動

　　隨著烘絲機前方的煙絲識別裝置發出信號，延遲時間過后，烘絲機由待機運行階段切換至起動階段。

　　切換至起動階段會產生如下作用：

　　熱風速度：烘絲機通過循環風機轉速的變化來調節熱風速度，循環風機隨著起動階段的開始而停止。在一段設備參數中規定的延遲時間過后，循環風機重新接通且調節器重新開通。先為熱風速度額定值預設一個下限（固定參數），只要計算出熱風速度額定值大于給定的極限值，即切換至配方中設定的額定值。

　　出料罩內壓力：通過烘絲機前煙絲識別裝置的信號，出料罩內的壓力調節裝置被鎖閉。調整閥的調整量在設備參數中給定。在設備參數中給定的延遲時間過后，調節器重新開通，配方中給定的額定值依然有效。

　　滾筒轉速：經過一段作為設備參數給定的時間后，滾筒轉速切換至同樣在設備參數中給定的生產階段額定值（中等轉速）。

　　加水：經過一段作為設備參數給定的時間后，加水調節裝置激活。加水持續時間已在配方中給出。

　　熱風溫度：預熱、待機運行階段中熱風溫度的額定值在此仍然有效。

　　滾筒溫度：在起動階段開始時，該修正值為由配方中預設的以下因素所構成的一個預載值

　　•èµ·å‹•éšŽæ®µæŽ’水量預載系數CK2

　　•æŽ’水額定工作點

　　•ç”¨äºŽæ»¾ç­’壁溫度的干燥系數CK1。

　　該計算值僅以脈沖形式預加載一次。之后，該修正值取決于煙絲進料流量、煙絲進料水分和干燥前回潮筒的加濕情況。用于滾筒壁溫度的干燥系數“ck1”仍對該修正值起作用。由此可以實現，在起動階段（出料端的水分儀處還沒有煙絲）即確定并提供所需的能量。這樣一來，在每次生產開始后不久便可在輸出端達到所需的水分。

　　(4)生產

　　當KLD出口水分儀檢測到水分大于某個值后，在一段設備參數中給定的延遲時間后從起動階段切換至生產階段。

　　出口煙絲水分：在生產階段，煙絲出口水分調節裝置MIC被激活，并切換到滾筒壁溫度調節器TIC上，作為主導調節裝置（級聯）。煙絲水分的額定值在配方中預設。

　　該調節裝置受出口水分實際值和額定值的影響。若兩個數值間存在偏差，則會相應于偏差的大小，通過煙絲出料水分調節器長期地影響滾筒壁溫度。由此可控制住烘絲機后水分的長期波動。

　　此外，正如已在起動階段中所描述的，煙絲入口流量和入口煙絲水分的波動所產生的作用也影響著滾筒壁溫度。

　　(5)尾料

　　如果烘絲機前的煙絲識別裝置已識別不到煙絲，在一段延遲時間過后，煙絲薄層的尾端已到達滾筒入口，于是由生產階段切換到尾料階段。

　　切換至尾料階段會造成如下影響：

　　滾筒轉速：在一段延遲時間（設備參數）之后，滾筒轉速切換至設備參數中給定的尾料階段額定值（高轉速）。

　　熱風溫度：熱風溫度額定值仍然由與生產階段相同的配方參數給定。

　　熱風溫度，卸出罩內壓力：熱風速度的最后一個有效調整量仍然保持有效。在經過一段延遲時間（機器參數）之后，切換至排空階段調整量（機器參數）。同時卸出罩內用于調節負壓的調節閘板切換至排空階段調整量（機器參數）。

　　滾筒壁溫度：在一段設備參數給定的延遲時間過后，滾筒壁溫度調節裝置的開通被取消，蒸汽壓力調節閥先保持最后一個有效的調整量。再經過一段延遲時間（設備參數），蒸汽壓力調節閥關閉，不再對滾筒壁進行加熱。

　　加水：經過一段作為設備參數給定的時間后，加水調節裝置激活。加水持續時間已在配方中給出。

　　尾料階段結束：如果在給定的時間內在干燥機前已識別不到煙絲，則干燥機切換至待機運行。

　　(6)冷卻

　　當生產結束后，烘絲機進入冷卻狀態。在冷卻階段中滾筒轉動，但烘絲機中沒有熱能輸入，滾筒慢慢冷卻。冷卻階段的持續時間同樣在設備參數中給定。在該時間結束之后，冷卻階段通過關閉滾筒驅動裝置自動結束。在冷卻結束后滾筒提升裝置起動，升起滾筒，以使工作輪卸載。

　　圖2KLD-1烘絲機的狀態流程圖

　　表2KLD-1烘絲機干燥后指標

　　5結論

　　KLD-1滾筒式烘絲機設備結構緊湊，工藝控制模式簡單，自動化程度高，需要人工參與調整的參數少，各PID控制的響應速度快，水分控制穩定，煙絲膨脹效果好，整絲率高，碎絲率低，卷煙原料消耗明顯降低。