高效节能真空回潮设备的研发应用

高效节能真空回潮设备的研发应用

苏伟松,张照德,李锐洪

(大理卷烟厂复烤车间云南省大理市  671000)

摘要：该项目是在现有老式真空回潮设备的基础上进一步研制一套具有更高效率及更佳节能的真空回潮设备，实现在提高加工烟叶品质的同时，满足高效、节能、绿色可持续发展的迫切需求，为建设智慧复烤奠定坚实基础。

关键词：真空回潮机；抽真空系统；增湿系统

前言

目前整个复烤行业所用的真空回潮机均为全射流真空系统或汽机联合机组，采用喷射蒸汽的方式以达到真空的效果，但因抽空时间不够短，加工强度相对较高，烟叶本香成分散失过多，同时生产过程中噪音大、耗能高，设备智能控制水平较低。随着打叶复烤加工工艺对烟叶品质要求的不断提高，全射流真空系统的加潮装置对烟叶的增湿效果不充分、不均匀，难以满足生产工艺和均质化生产的迫切需求。该项目的实施是在全蒸汽射流真空系统或汽机联合机组的基础上，开发一套12000kg/h 在线机械式真空回潮系统应用在打叶复烤生产线预处理前端。该项目可针对不同品种、不同等级的烟叶设置不同的控制参数和回潮工艺，实现精细化加工的要求的控制系统，满足生产工艺连续性，提高效率、降低能耗。

一、方案设计

在生产设备现场实际情况下，根据项目实施的要求，对研制的主体设备进行生产现场平面布局设计。具体实施内容如下：回潮箱体采用双门电动侧拉结构，箱体内采用不锈钢积放链式输送机；机械真空泵组系统主要包括变频式螺杆真空泵、罗茨真空泵；单箱体配置4台增湿器，并采用均匀雾化装置——二级引射加潮器，引射旋流加潮器，位于箱体顶部，增湿蒸汽从箱体顶部均匀进入、平衡弥散进入真空箱体，箱顶设置一组（或两组）雾化罩（亦称平衡槽），贯通箱体纵向，雾化罩一侧布满小孔，雾化蒸汽均匀弥散到箱内被烟叶吸食。同时，每套机械真空泵组配置一套冷却水系统，依靠室外冷却塔进行工作用水的循环降温，储水箱与冷却塔采用一体式设计，保证水质不受外界影响。抽空蒸汽压力及回潮水压力配备有调压装置，可以根据不同烟叶品质参数的要求控制调节，同时具备蒸汽压力检测和准确显示及真空回潮机箱体内积水报警功能、自动阀开关位置检测报警功能、超压报警功能。

二、真空回潮设备主要结构

1、真空箱体

真空箱体是一矩形断面盒式箱体，内壁用不锈钢板焊接形成，外部用型钢加强。进、出料端各设有一个用电动侧拉机构控制的门，门与箱体之间用橡胶密封条密封，每个门用四个气缸预压紧在箱体上。在抽真空后，利用外界大气压把门压紧在箱体的端面上，使密封性得到充分的保证。

箱体的顶部装有几块用不锈钢板压制的顶棚，把冷凝水导入到箱体侧面的集水槽中，通过焊在箱体内侧的排水管（矩形导流管）排到箱体底部，避免冷凝水溅到烟包上。

在箱体的顶部装有破空气动蝶阀和消声器。同时顶部还装有防止箱体过载的安全阀，其作用是当箱体内部压力大于箱外大气压力1960Pa时自动打开。

2、抽真空系统

抽真空系统采用机械真空机组，包括变频式螺杆真空泵、罗茨真空泵。第一次抽吸空气时，用两级罗茨泵+螺杆泵串联抽空，获得较高真空度，在第二次抽空时真空度较低，且抽吸水蒸汽，此时采用除雾冷凝器+螺杆真空泵抽空，可凝性气体被冷凝后、再经除雾除湿，不可凝气体被螺杆泵抽吸。

图1    真空泵系统原理图

3、增湿系统

单箱体配置4台增湿器，并采用均匀雾化装置。采用先进的二级引射旋流雾化式加潮器，尽量提高蒸汽雾化程度。雾化蒸汽，是指携带着细微、悬浮雾滴的水蒸汽，该雾滴雾化的越充分、越细微，效果越好。进入真空箱体的是蒸汽和水的混合物（汽、液两相共存），是压力、温度相同的饱和蒸汽和饱和水按不同的质量比例所组成的。当蒸汽与水的混合物脱离加潮器进入真空箱内时，蒸汽处于过热状态，其温度远远超过了箱体压力对应的饱和温度，此时在压差作用下，蒸汽携带的细微水雾瞬时蒸发，水雾蒸发吸收能量因此降低蒸汽过热度，同时水雾蒸发变成水蒸气，二者的混合汽以供烟叶吸食。冷却循环系统：每套机械真空泵组配置一套冷却水系统，依靠室外冷却塔进行工作用水的循环降温。

4、设备工作条件

整机设备在下列条件下应能正常工作：电源：交流三相五线制，电压380V±38V，电源频率50Hz±1Hz；蒸汽：压力0.4MPa～0.7MPa，饱和蒸汽；水：压力≥0.2MPa（至设备进水点处）；其中：一般生产用水水质应符合国标GB1576《低压锅炉水质标准》；增湿用水符合GB5749《生活饮用卫生标准》； 压缩空气：无油清洁干燥压缩空气（至设备进气点处）。来料状态：来料为切断装框后的烤烟烟叶；来料含水率14%～16%。

三、应用效果

高效技能真空回潮系统使用后，可针对不同品种、不同等级的烟叶设置不同的控制参数和回潮工艺，实现精细化加工的要求；生产模块（等级）、工作时间、加潮蒸汽流量、加潮水流量、箱体内压力实现实时采集、显示和传输。工作蒸汽压力、压缩空气压力、真空度、回潮箱内温度数据实时检测和显示，具有超压报警功能。使用此高效节能的真空回潮设备，抽空不再使用蒸汽，实现了无排潮和厂界杂音，极大地降低了能耗。同时该真空回潮系统可针对不同品种、不同等级的烟叶设置不同的控制参数和回潮工艺，实现精细化加工的要求，烟叶增湿效果更加均匀。通过项目实施提高了打叶复烤加工工艺过程的稳定性，降低了能源消耗，提高了生产效率，满足了各项工艺指标要求，效果突出，成果显著。

参考文献：

[1]基金项目：红塔烟草（集团）有限责任公司大理卷烟厂科研项目《高效节能真空回潮技术的开发与应用》（DLGC2022-08）.

[2]于敏,李浙昆.真空回潮机工作情况的分析与改进[J].机械制造，2015,53（12）:65-66+69.

[3]李鹏超.真空回潮机冷却水循环系统的改进[J].电脑知识与技术，2013,9（35）：8128-8129+8139.

[4]陈露,吕子强,方健,常龙,尉媛. 循环冷却水系统冷却塔性能研究方法综述[C]//.第十一届全国能源与热工学术年会论文集.[出版者不详],2021:267-276.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.011680.

作者简介：张照德（1969.11），男，白族，云南省大理市人，工作单位：红塔集团大理卷烟厂，职称：工程师，研究方向：机械自动化。