[发明专利]一种滚筒干燥非稳态加工过程头料和尾料阶段的调控优化方法

摘要

一种滚筒干燥非稳态加工过程头料和尾料阶段的调控优化方法,通过分析滚筒干燥料头阶段和料尾阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化特征，以低含水率不合格烟丝产生量最少为目标，确定料头及料尾阶段筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速、补新风延时时间加工参数的最优控制水平，以及相应的筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速从非稳态阶段到稳态加工过程的切换时间；将上述获取的料头阶段和料尾阶段最优加工参数组合及参数切换时间，用于调控滚筒干燥非稳态加工过程料头和尾料阶段。本发明提供了一种科学有效方法，所确定的滚筒干燥料头和料尾阶段调控模式，与传统经验方法相比，可有效降低滚筒干燥加工环节的烟丝干头干尾量，降低烟叶原料消耗。

主权项

1.一种滚筒干燥非稳态加工过程头料和尾料阶段的调控优化方法,其特征在于：该方法通过分析滚筒干燥料头阶段和料尾阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化特征，以低含水率不合格烟丝产生量最少为目标，确定料头阶段筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速、补新风延时时间加工参数的最优控制水平，以及相应的筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速从非稳态阶段到稳态加工过程的切换时间；同时确定料尾阶段筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速加工参数的最优控制水平，以及上述参数从稳态加工过程到非稳态阶段的切换时间；将上述获取的料头阶段和料尾阶段最优加工参数组合及参数切换时间，用于调控滚筒干燥非稳态加工过程头料和尾料阶段；具体包括以下步骤：(1)、根据烟丝在稳态加工阶段的筒壁蒸汽压力设定值Pw,在滚筒干燥设备的料头和料尾控制程序中于0.6～1.2Pw范围内依次设置若干不同的筒壁蒸汽压力条件；上述每个筒壁蒸汽压力条件下，滚筒干燥设备分别进行过料烘丝，烘丝过程中采用水分仪和在线称重装置分别记录和测定料头和料尾阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化曲线；(2)、根据烟丝在稳态加工阶段的热风温度设定值Tg,在滚筒干燥设备的料头和料尾控制程序中于0.6～1.0Tg范围内依次设置若干不同的热风温度条件；上述每个热风温度条件下，滚筒干燥设备分别进行过料烘丝，烘丝过程中采用水分仪和在线称重装置分别记录和测定料头和料尾阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化曲线；(3)、根据烟丝在稳态加工阶段的滚筒转速设定值N,在滚筒干燥设备的料头和料尾控制程序中于1～1.5N范围内依次设置若干不同的滚筒转速条件；上述每个滚筒转速条件下，滚筒干燥设备分别进行过料烘丝，烘丝过程中采用水分仪和在线称重装置分别记录和测定料头和料尾阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化曲线；(4)、根据烟丝在稳态加工阶段的补新风延时时间设定值t,在滚筒干燥设备的料头控制程序中于1～3t范围内依次设置若干不同的补新风延时时间条件；上述每个补新风延时时间条件下，滚筒干燥设备分别进行过料烘丝，烘丝过程中采用水分仪和在线称重装置分别记录和测定料头阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化曲线；(5)、在(1)～(4)所获取的料头和料尾阶段各加工条件下出口叶丝含水率变化曲线中，分别确定料头阶段叶丝含水率达到9％和6％所对应的时间值t1_头和t2_头；料尾阶段叶丝含水率达到9％和6％所对应的时间值t1_尾和t2_尾；在每个加工条件对应的出口叶丝流量变化曲线中，分别计算出料头阶段含水率低于9.0％的不合格烟丝质量W1_头、含水率低于6.0％的不合格烟丝质量W2_头和料尾阶段含水率低于9.0％的不合格烟丝质量W1_尾、含水率低于6.0％的不合格烟丝质量W2_尾；(6)、在料头阶段，根据不同筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速和补新风延时时间下的不合格烟丝质量，当W2_头值大于0时，以W2_头值最小为准则，确定料头阶段上述四个加工参数的最优值；当W2_头值为0时，则以W1_头最小为准则，确定料头阶段上述四个加工参数的最优值；(7)、在料尾阶段，根据不同筒壁蒸汽压力、热风温度和滚筒转速下的不合格烟丝质量，当W2_尾值大于0时，以W2_尾值最小为准则，确定料尾阶段上述三个加工参数的最优值；当W2_尾值为0时，则以W1_尾最小为准则，确定料尾阶段上述三个加工参数的最优值；(8)、在料头阶段，将滚筒干燥设备控制程序中筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速和补新风延时时间加工参数分别设置为(6)中所确定的最优值，在滚筒干燥设备的料头控制程序中分别将筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速加工参数从料头阶段到稳态加工阶段的切换延迟时间在30‑90s范围内设置为不同水平，依次在每个加工参数的切换延时时间条件下，进行过料烘丝，并记录和测定料头阶段出口叶丝含水率和流量随时间的变化曲线；(9)、依据(6)中所述的优化原则，分别确定料头阶段筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速的切换延时时间最优值，由此获得料头阶段控制程序中的最佳加工参数组合及各加工参数相应的最优切换延迟时间；(10)、在料尾阶段，同样地依次执行(8)～(9)步骤，分别确定料尾阶段筒壁蒸汽压力、热风温度、滚筒转速的切换延时时间最优值，由此获得料尾阶段控制程序中的最佳加工参数组合及各加工参数相应的最优切换延迟时间。