卷烟厂制丝车间加料工序出口温度和水分稳定性的分析与改进
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卷烟厂制丝车间加料工序出口温度和水
分稳定性的分析与改进
摘要:本文主要研究了加料机出口温度和水分稳定性的问题,并提出了改进方案。
通过对加料机结构、工作原理以及影响因素进行分析,发现加料机在生产过程中存在着出口温度波动大,水分不稳定等问题。
为此,我们采用了多种方法来解决这些问题,包括优化设计、调整参数。
实验结果表明,经过改进后的加料机能够更好地控制出口温度和水分稳定性。
关键词:加料机;出口温度;水分稳定性;PLC;PID;控制模型
引言:在烟草行业中,如何保证产品质量是至关重要的一环,烟片加料工序是制丝工艺过程中的重要环节,对烟片的物理以及感官质量都有着极大的影响。
烟片加料的工艺任务为按照配方规定将料液准确均匀施加到烟片上,改善烟片的感官特性和物理性能;以及适当提高烟片的含水量和温度。
一、现状调查
烟片加料工序起到了将烟片增温增湿,提高耐加工性,以及提高烟片温湿度的重要作用。
但根据统计发现,物料温湿度波动较大,稳定性不高。
如何实现在现有设备状态下能使得加料机出口温度和水分区域稳定是本文研究的方向。
二、原因分析
(一)、末端因素查找
确定了症结之后,通过头脑风暴法在“人机料法环”中查找到了六条末端因素,分别是:
1. 料头蒸汽薄膜阀开度不合理。
2. 隧道式叶片回潮机进入工作状态滞后。
3. 主秤来料流量不稳定。
4. 来料水分与温度不稳定。
5. 排潮罩风门开度不固定。
6. 料头滚筒转速设置不合理。
(二)、要因确认
针对以上六条末端因素,我们可以一一对其进行分析,并确认造成症结的要因。
1. 料头蒸汽薄膜阀开度不合理
料工序料头蒸汽薄膜阀控制着料头时直补蒸汽的大小,但是该参数并没有统
一的工艺指标要求,蒸汽薄膜阀的开度大小一般在生产时由中控操作工凭经验手
动设定。
通过控制变量法,在不同开度的条件下测定了加料出口温度与水分的料
头上升时间。
结论:加料出口温度与水分料头上升时间与料头薄膜阀开度之间有显著性关系,所以此条为要因。
2. 隧道式叶片回潮机进入工作状态滞后
现场调查发现当烟叶到达隧道式叶片回潮机时,隧道式叶片回潮机还处于增
压过程,尚未到达工艺标准,这就造成了料头烟叶得到的实际增温增湿效果较差。
其启动模式是加料主称瞬时流量到达1000Kg/h时,延时5S,隧道式叶片回潮机
蒸汽薄膜阀打开,隧道式叶片回潮机开始增压。
当蒸汽压力达到工艺指标时,约1000kg左右烟叶已经通过了隧道式叶片回潮机。
结论:
隧道式叶片回潮机进入工作状态滞后对料头温度和水分提升时间有非常显著
影响,所以此条为要因。
3. 主秤来料流量不稳定
统计分析了2022年3月的加料全批次来料流量变异系数。
加料工序来料流
量稳定,自2021年3月完成改造后,流量变异系数满足行业最优标准。
结论:此条为非要因。
4. 来料水分与温度不稳定
根据《工序能力评价实施管理办法》,当CPK≥1.67时,说明过程能力过剩,当CPK∈[1.33,1.67)时,是生产工序的理想状态,也说明了生产过程的稳定性。
通过调取了3月的加料机入口水分CPK值,去除断流批次后,入口水分CPK值均
大于1.33。
结论:此条为非要因。
5. 排潮罩风门开度不固定
出口排潮罩开度在工艺上没有确定的标准,但负压排潮的时候,同时也会带
走一部分水分和热量。
据此,首先确认其排潮罩开度是否稳固,通过在一个批次
的生产中,间隔10分钟对阀门螺栓是否稳固进行一次点检结果显示螺栓稳定。
根据相关性分析得出结论:此条为非要因。
6. 料头滚筒转速设置不合理
加料机从“等待进料”状态到“工作中”状态,是程序控制通过时间延迟来
实现的。
状态切换过程中,加料滚筒转速从25Hz提升到30Hz。
所以料头滚筒转
速持续时间为:烟叶开始进入加料滚筒到加料机切换工作状态的时间段。
经现场测量,目前加料机料头滚筒转速持续时间为10s。
根据相关性分析得出结论:此条为非要因。
三、制定对策
要因一:隧道式叶片回潮机进入工作状态滞后。
措施:缩短蒸汽薄膜阀启动响应时间以及增压时间,使得两者的时间和,小
于等会物料到达隧道式叶片回潮机入口的所需时间25S。
要因二:料头蒸汽薄膜阀开度不合理。
措施:得到一个合适的料头蒸汽薄膜阀开度,探索出一套合理的操作流程。
四、对策实施
1.通过调查批次物料到达隧道式叶片回潮机入口的所需时间为25s,在充分
研究现有设备系统条件下,修改PLC隧道式叶片回潮机蒸汽薄膜阀控制程序,将
原有参数“电子皮带秤瞬时流量达到1000kg/h”修改为“允许出料后立即启动”。
从而将隧道式叶片回潮机蒸汽薄膜阀启动响应所需时间从40s缩短至5s。
接下来通过工程整定法确定最佳PID控制参数,以缩短隧道式叶片回潮机蒸
汽工作压力值达工艺指标0.08Mpa的所需时间。
五、效果验证
实施后,课题小组对2022年8-10月的物料生产批次调取生产数据对平均值
进行验证。
数据统计得到:2022年8-10月非稳态的加料机出口温度标准偏差平均值为0.222。
小于课题目标值0.61。
数据统计得到:2022年8-10月非稳态的加料机出口水分标准偏差平均值为0.103,各批次均小于课题目标值0.19。
通过统计可以看出解决末端要因之后加料机出口温度、水分标准偏差值得到
了极大的提升,按照此方法对其余规格进行改进之后小组对生产物料进行了统计。
经课题小组验证,对策实施之后非稳态加料机出口温度、水分标准偏差分别
下降到0.22、0.103取得效果符合要求,对策实施目标达成。
加料机出口温度标
准偏差由改进前的1.95降低到0.22,出口水分标准偏差由改进前的0.45降低到0.103。
出口温度和水分稳定性得到了极大提升。
六、总结
为提升工厂产品管理实物质量管控水平,提升风险防控能力,小组通过创新
思维,针对“料头水分温度上升速率慢”的原因,发现细节,寻找差异,通过利
用统计分析法、实验法、PLC程序增加更改等方法优化了加料工序料头各项参数,提升了加料工序料头水分温度的上升速率,有效提升了公司对标指标。
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通讯作者:张佳杰;E-mail地址:****************。