煙葉烘烤自動(dòng)加煤系統(tǒng)工作原理及試驗(yàn)研究

中國(guó)煙草總公司重慶市煙草公司奉節(jié)煙草分公司　肖鵬　 陳天才　張欽松　王振國(guó)　尹朝先河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院　劉勇敢　王韻翔　王振鋒　丁攀

煙葉烘烤自動(dòng)加煤系統(tǒng)工作原理及試驗(yàn)研究

中國(guó)煙草總公司重慶市煙草公司奉節(jié)煙草分公司肖鵬 陳天才張欽松王振國(guó)尹朝先
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院劉勇敢王韻翔王振鋒丁攀

烤房是烘烤煙葉中不可缺少的專用設(shè)備。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，烤房也正在不斷更新?lián)Q代。自21世紀(jì)以來(lái)，由于現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，密集烤房在我國(guó)的烤煙種植地區(qū)普及率逐年提升。密集烤房采用了溫濕度自動(dòng)控制儀、強(qiáng)制循環(huán)風(fēng)機(jī)等烘烤設(shè)備，使得煙葉的烘烤質(zhì)量明顯提高，同時(shí)煙葉烘烤用工減少，烘烤成本顯著降低。但烘烤設(shè)備自動(dòng)化、智能化程度仍較低，多數(shù)環(huán)節(jié)還需人工操作，因此，對(duì)密集烤房自動(dòng)化控制設(shè)備的研制十分必要。現(xiàn)將煙葉烘烤自動(dòng)加煤系統(tǒng)工作原理及試驗(yàn)研究介紹如下：

一、工作原理

煙葉烘烤自動(dòng)加煤系統(tǒng)集自動(dòng)進(jìn)煤、自動(dòng)加熱、自動(dòng)控溫、自動(dòng)排濕于一體，由自動(dòng)控制器控制自動(dòng)進(jìn)煤裝置，基本實(shí)現(xiàn)了烘烤過程燃料添加的自動(dòng)化。煙葉烘烤時(shí)，通過裝在烤房中的溫濕傳感器采集烤房中的溫度及濕度參數(shù)，傳遞給控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，或烘烤人員根據(jù)煙葉性質(zhì)自行設(shè)置烘烤，即時(shí)調(diào)整烘烤溫度、濕度和時(shí)間，并根據(jù)烘烤不同階段對(duì)熱能的需求特點(diǎn)靈活設(shè)置加煤時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加煤。密集烤房自動(dòng)加煤系統(tǒng)如圖1所示。

二、試驗(yàn)研究

（一）試驗(yàn)材料

試驗(yàn)烤房為氣流下降式臥室密集KH-3型烤房，空炕烘烤。試驗(yàn)用煤為重慶奉節(jié)黑灰煤、湖北褐色油石煤及內(nèi)蒙古低硫煤。樣品煤如圖2所示。

（二）燃燒試驗(yàn)

選用不同品質(zhì)的煤進(jìn)行燃燒，控制儀設(shè)定目標(biāo)溫度，待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，分別觀察不同煤質(zhì)樣品煤的燃燒情況，觀察記錄燃燒后煤渣情況，每隔15min記錄1次實(shí)際溫濕度與目標(biāo)溫濕度以及加煤量。

圖1　密集烤房自動(dòng)加煤系統(tǒng)

1.不同樣品煤燃燒情況及煤渣成分

圖3、圖4分別為湖北褐色油石煤、內(nèi)蒙古低硫煤的燃燒火勢(shì)以及燃燒煤灰成分。

2.自動(dòng)控制儀的目標(biāo)參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)記錄

試驗(yàn)過程中，調(diào)整儀器的各項(xiàng)目標(biāo)參數(shù)，根據(jù)國(guó)家煙草專賣局推廣的三段六步式烘烤工藝要求設(shè)定溫度、濕度工藝曲線，使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)控制儀調(diào)整如圖5所示。烘烤過程中每隔15min記錄1次烤房?jī)?nèi)情況，并進(jìn)行記錄試驗(yàn)中的其他操作及時(shí)間。

自控儀的目標(biāo)溫濕度與實(shí)際測(cè)定溫濕度如表所示。

自控儀的目標(biāo)溫濕度與實(shí)際溫濕度表

圖2　樣品煤

圖3　湖北褐色油石煤燃燒情況及灰分

圖4　內(nèi)蒙古低硫煤燃燒情況及灰分

圖5　自控儀調(diào)整

三、試驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)試驗(yàn)分析得出，煙葉烘烤自動(dòng)加煤系統(tǒng)選用內(nèi)蒙古低硫煤，煤炭顆粒直徑在4～6cm，烘烤時(shí)設(shè)備控溫性能最佳；重慶奉節(jié)黑灰煤燃燒性差，易結(jié)渣堵塞爐體補(bǔ)風(fēng)縫隙，升穩(wěn)溫困難，不宜選用；湖北褐色油石煤燃燒不充分，結(jié)渣多，不易清渣，且穩(wěn)溫效果差。由于粉碎后的煤塊片狀較多，燃燒時(shí)煤塊與空氣接觸不充分，需人工定時(shí)清理，如圖6所示。而且在加煤過程中會(huì)不可避免地產(chǎn)生粉末狀的煤粉，這些煤粉會(huì)堵塞燃燒室下方鼓風(fēng)縫隙，使煤塊得不到充分燃燒，浪費(fèi)能源。

圖6　人工清理

通過對(duì)煙葉烘烤自動(dòng)加煤系統(tǒng)調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)選用熱量大、含硫量低、直徑為3～5cm、形狀為偏球形的煤塊燃燒效果會(huì)更好。因?yàn)檫x用偏球形煤塊時(shí)可以使相互接觸的煤塊之間的間隙更大，煤塊與空氣的接觸面積比其他形狀大，從而可以令煤塊得到充分燃燒。所以自動(dòng)加煤機(jī)的煤質(zhì)以不結(jié)渣、熱量高、大小均勻并且形狀為偏球形為宜。

中國(guó)煙草總公司重慶市公司科技計(jì)劃項(xiàng)目（KJCXM-03-02）】