FT4117型风选除杂机碎烟回收系统改造_徐成坤.pdf

-59-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023中国科技信息 2023 年第 3 期两星推荐风选除杂是打叶复烤的关键工序之一，其工艺任务是利用原料与轻质杂质物悬浮速度的差异，通过风力将麻丝、纸片、塑料等轻质物料分离出来，以达到除去杂质的目的。加工线约40%的杂质是通过该工序来实现剔除的，尤其是一、二类杂质效果明显。另外，分离出来的物料中含有一部分烟叶，即风选除杂的烟叶，约占原料总投量的 1%2%左右，经人工挑杂后汇入主线，进入二润及打叶风分工序。曲靖某复烤厂选用的是昆明某公司生产的 FT4117 型烟叶风选除杂机，主要用于打叶复烤线上对三段分切、一润后的烟叶进行风选，清除烟叶中的轻杂物，提高烟叶品质。FT4117 型烟叶风选除杂装置主要由刮板喂料机 1.均料提升机；2.高速皮带机；3.风分器；4.风管组件；5.落料器；6.杂物剔除装置；7.电控系统等设备和部件组成（见图 1）。其具备每小时 12 000t 的生产能力，能够有效将烟叶中的轻杂物，如纸片、薄膜、鸡毛剔除，剔除率高于 80%，其主要性能指标及结构参数见表 1。在风选过程中，部分叶片会同杂物一起被剔除。如图 2所示，经风选出来的杂物及部分叶片通过旁路 2#输送皮带输出，经振动分选筛分选、人工除杂后，合格的物料经皮带输送机 3#、4#与 1#主线皮带输送的原料汇合，进入下一道工序；杂质经人工除杂清除，振动分选筛分选出的碎烟未经风力输送系统送至碎烟汇总振筛。行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度FT4117 型风选除杂机碎烟回收系统改造徐成坤 叶学华 曹 蓓 徐志超 李秋蓉徐成坤 叶学华 曹 蓓 徐志超 李秋蓉红云红河烟草（集团）有限责任公司曲靖卷烟厂 徐成坤（1985），工程硕士，长期从事卷烟工业及物流自动化相关工作；通信作者：叶学华（1975），曲靖天福烟叶复烤有限责任公司副总经理，全国技术能手，高级技师，长期从事制丝、打叶复烤相关领域工作。技改项目：曲靖天福烟叶复烤有限责任公司技易地技改搬迁项目K S E C图 1 风选除杂装置总体布局简图1.刮板喂料机2.均料提升机3.高速皮带机4.风分器5.风管组件6.落料器7.杂物剔出装置中国科技信息 2023 年第 3 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023-60-两星推荐存在问题及原因分析存在问题和主线原料相比，经风选出来的叶片具有质量轻、叶片尺寸较小、叶片厚度较薄的特点。按照工艺质量管理相关规定，打叶复烤烟叶叶片尺寸结构分为大片（25.4mm）、中片（12.725.4mm）、中小片（6.3512.7mm）、小片烟叶（2.366.35mm）以及碎烟（2.36mm）几种规格，其中大片、中片、中小片可作为成品进行进入下道工序；碎烟则进入碎烟处理线。为了掌握风选除杂剔除的烟叶叶片结构，工作人员在生产批次为 WDC3O（K326）时对风选除杂剔除的烟叶进行叶片结构抽样检测实验。从实验结果表 2 可以得出，从风选除杂处剔除的叶片中，符合工艺质量尺寸结构要求的大片、中片、中小片、小片占比总和为 60.64%。由于在生产过程中，符合工艺质量尺寸结构要求的烟叶经皮带输送机 3#、4#与主线原料汇合，经二润后进入打叶风分，在打叶装置的作用下进一步将叶片撕扯，叶片尺寸本就较小、厚度较薄的烟叶在打机的作用下，造碎进一步增加。原因分析经现场观察，并对风选除杂机烟叶回收系统工艺路线进行分析论证，其工艺路线存在设计缺陷。如表 2 所示，经过人工除杂的符合成品尺寸结构要求的大片、中片、中小片占比为 60.64%，该部分烟叶进入打叶风分后，在打机打叶装置的作用下，可进入成品的大片、中片、中小片被二次加工，进一步被撕裂，导致小于 6.35mm 的小片烟及碎烟进一步增加，造成浪费。为了检测二次打叶对风选除杂机剔除的碎烟造成的二次造碎，工作人员将风选除杂机剔除的同样本碎烟在工艺实验室打机上进行一次打叶，并进行叶片结构检测，结果如表 3所示。实验表明，风选除杂机剔除的同样本的碎烟，未进入打叶风分工序，符合工艺质量尺寸结构要求的大片、中片、中小片占比总和为 60.64%，小片以及碎烟占比为 39.36%；而经过一次打叶风分后符合工艺质量尺寸结构要求的大片、中片、中小片占比总和下降为 40.16%，小片以及碎烟占比提升至 59.86%。解决措施针对风选除杂机叶片回收系统加工路线的实际情况，提出对其进行优化设计，并对风力输送系统进行局部改造。风选除杂机叶片回收系统工艺路线的优化设计原设计中，一级混配柜的烟叶经风选除杂机进行除杂，合格物料经主线带式输送机进入二润后进行打叶风分工序；带有杂质的部分叶片被风选出来经输送旁路、振动分选筛进图 2 风选除杂机布局图表 1 FT4117 型烟叶风选除杂机杂主要性能指标及结构参数主要参数性能指标刮板喂料机进料宽度（mm）900刮板喂料机输送皮带中心距（mm）7 020刮板转速（r/min）8 13（变频调速）均料提升机进料高度（mm）2,100均料提升机中心距（mm）3 276.6均料提升机倾角（度）30均料提升机输送速度（m/min）30（变频调速）均料提升机拨料辊转速（r/min）27均料提升机清洁均料辊转速（r/min）79高速皮带机中心距（mm）2 200高速皮带机倾角（度）21高速皮带机输送速度（m/s）2.5 4（变频调速）风分室有效宽度（mm）3 050落叶器有效宽度（mm）3 050设备外形（长 宽 高）（mm）9 501.59 1065 254.4表 2 风选除杂叶片尺寸结构统计表（样本总重：3125g）烟叶尺寸大片 25.4mm中片 12.725.4mm中小片 6.3512.7mm小片 2.366.35mm碎烟 2.36mm重量220g685g1045g880g385g占比6.84%21.30%32.50%27.37%11.97%累计百分百6.84%28.14%60.64%88.01%100%表 3 风选除杂叶片二次打叶后尺寸结构统计表（样本总重：3125g）烟叶尺寸大片 25.4mm中片 12.725.4mm中小片 6.3512.7mm小片 2.366.35mm碎烟 2.36mm重量0g465g790g1225g645g占比0%14.88%25.28%39.2%20.64%累计百分百0%14.88%40.16%79.36%100%-61-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023中国科技信息 2023 年第 3 期两星推荐行筛选，6.35（mm）的碎烟进入碎烟汇总振筛，2.36（mm）的烟末进入除尘房处理，2.366.35mm 的碎烟进入碎烟线进行后续加工处理。叶片尺寸 6.35（mm）的大片、中片、中小片烟叶经人工除杂后汇入主线原料中，经二润后一同进入打叶风分（见图 3）。工艺路线优化设计为：一级混配柜出来的烟叶经风选除杂机除杂，合格物料经主线带式输送机进入二润后进行打叶风分工序；带有杂质的部分叶片被风选出来后，经输送旁路、振动分选筛、人工除杂后，经风力输送系统进入碎烟汇总振筛进行筛分，叶片尺寸 6.35mm 的大片、中片、中小片烟叶汇入打叶风分后的主线输送线，一同进入临时柜，不再进行打叶风分，2.36mm 的烟末进入除尘房处理，2.366.35mm 的碎烟进入碎烟线进行后续加工处理（见图4）。为了验证优化工艺路线的有效性，工作人员采用人工方式进行风力输送实验（见图 5），将风选除杂剔除的烟叶人工除杂后进入碎烟汇总振筛筛分，符合工艺质量尺寸结构的烟叶汇入打叶风分后的叶片中，进入下一道工序，避免打叶装置对符合工艺质量要求的叶片再次进行打叶，减少造碎。同时，为检测风选除杂的叶片汇入到打叶风分后叶片中造成烟叶品质的影响，工作人员对两种方式的叶片进行常规化学成分检测并由专业技术人员对其感官质量进行评吸对比（其中：“对照样”为打叶风分后烟叶，“实验样”为添加风选除杂回收叶片的烟叶），结果见表 4 和表 5。表 4 常规化学成分检测结果（%）样品名称 总烟碱总糖还原糖挥发碱 总氮pH钾氯对照样2.3732.4531.090.192.015.500 1.88 0.18实验样2.2931.7420.820.202.025.491.91 0.20表 5 感官评吸结果（按照 9 分制单料烟评）样品名称 香气质 香气量 浓度 刺激性 杂气 劲头 余味 燃烧性 灰分对照样7.07.08.07.07.57.57.0较好白实验样7.07.08.07.57.57.07.0较好白风力输送系统的改造原设计中，一润、筛砂机以及风选除杂机叶片回收系统采用一套风力输送系统。如图 6 所示，一润、筛砂机、风选除杂机处的叶片分别经吸口 9、吸口 11、吸口 7 在风机 4 的作用下，通过输送管道，进入落料器 1、出料器 6 排除，进入碎烟汇总振筛 13 进行筛分，6.35mm 的叶片进入主线，2.366.35mm的碎烟进入碎烟处理线，灰尘通过除尘器2、出灰器 5 集中处理。为了满足优化工艺路线的要求，需对风力输送系统进行局部改造。风机、风管等参数选择根据工艺要求，风分后叶片在风管中的速度约为1820m/s，风选除杂剔除的碎烟叶输送速度按照风分后叶片输送速度进行计算，其速度为 1820m/s。图 6 风力输送系统图1.落料器 2.除尘器 3.排气口4.风机 5.出灰器 6.出料器 7.风选除杂机吸料口8、10、12.输送风管9.一润吸口11.筛砂机吸口13.碎烟汇总振筛图 5 风力输送实验现场图图 4 优化设计工艺路线图图 3 原工艺路线图中国科技信息 2023 年第 3 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2023-62-两星推荐表 6 物料在管道内的输送风速物料种类输送风速（m/s）水分（%）烟叶（全叶）18201517切尖叶基18201517切尖叶尖18221517打后叶片20221820风分后叶片18201718烟梗22241820烤后叶片16181314由于该风力输送系统属于利旧项目，需对系统相关参数进行计算，校核其是否满足使用要求，原风力输送系统相关参数如表 7 所示。根据：输送速度V=Q/S （1）式中：V速度，m/s；Q风量，m3/h；S截面，m2。沿程阻力 Py=RL （2）式中：R比摩阻，pa/mL管道长度，m表 7 原设计风力输送系统参数分类序号 风量（m3/h）管径（mm）管长（m）（m/s）R（Pa/m）Py（Pa）动压（Pa）Pj（Pa）Py+Pj（Pa）备注管道部分12 8002102622.4625.3659.52.28302.67690.091 35025 6003102520.6014.45297.670.55254.6140.0343838 40038057.520.5811.77676.786.44254.11 636.42 31348 4004407515.555.804354.85145.17031 138P1=1+2+3+45 329设备部分1工艺设备02除尘器1 000 3风机动压400 4消声器100 P2=1+2+3+41 500 风机风压P 风机P 风机=（P11.1+P2）/0.79 【富裕系数 1.1，高原大气压修正系数 0.79】7 760风机风量Q 风机Q 风机=Q1.2 【富裕系数 1.2】10 080表 8 改进后风力输送系统参数分类序号 风量（m3/h）管径（mm）管长（m）（m/s）R（Pa/m）Py（Pa）动压（Pa）Pj（Pa）Py+Pj（Pa）备注管道部分12,8002102322.4625.3581.92.28302.67690.091 27225,6003102520.6014.45297.670.55254.6140.0343838,40038057.520.5811.77676.786.4