一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统及其方法与流程

本发明涉及烟草行业工业蒸汽干度控制，具体涉及一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统及其方法。

背景技术：

1、随着卷烟工业过程精细化控制过程逐渐成熟，对蒸汽使用过程中气体品质要求提高，对制丝关键工序的蒸汽干度在线检测与调配在工艺过程中尤为重要。目前，行业现有的制丝关键工序蒸汽管路缺少蒸汽在线检测与调配系统，同时，蒸汽处理设备为单一性过滤或者分离设备，处理后的蒸汽干度不稳定，蒸汽干度不能根据实际使用要求进行合理调节，不能满足不同工艺要求下对蒸汽不同干度要求的需求，对生产中不同干度需求工况下使用复杂的重复加水脱水工艺，造成能源浪费及生产成本提高。因此，本发明设计出一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统及其方法来解决上述存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统及其方法，其可以实现通过蒸汽干度在线检测装置和数据采集，从而实现对制丝关键工序的入口蒸汽品质进行在线实时监测，利用高效干度提升装置，从而获得高干度的蒸汽。而蒸汽干度调配系统可以获得不同干度的蒸汽，方便研究不同的蒸汽干度对制丝关键工序工艺过程影响。通过研究不同的蒸汽干度对制丝关键工序工艺过程影响，对蒸汽干度进行检测与实时监测，并利用高效干度提升装置，从而为制丝关键工序提供高质量蒸汽，确保符合制丝关键工序工艺过程稳定。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其包括供汽模块、供水模块、汽水混合模块、汽水混合调节模块、控制模块；工业蒸汽从供汽模块进入汽水混合模块，同时冷凝水从供水模块进入汽水混合模块，工业蒸汽与冷凝水混合后进入汽水混合调节模块，控制模块通过蒸汽干度检测装置提供蒸汽干度值与手动输入后端工艺中所需蒸汽干度值来控制蒸汽干度提升装置、旁路调节阀开度，以达到符合后端工艺要求的蒸汽干度值。

4、进一步地，蒸汽干度检测装置包括：再沿主塔中心管上升到主塔的顶部，从主塔出气口排出，主塔内的螺旋分离件会带动蒸汽在主塔内部旋转下降，使具有较大惯性离心力的大液滴甩向主塔侧壁与蒸汽分离，分离出来的液滴沿主塔侧壁下降，从主塔疏水口排出；进入到辅助塔内的蒸汽依次从辅助塔内圆形挡板的外侧和环形挡板的中部向上呈曲线状上升，水滴会聚积在圆形挡板上，将蒸汽进行二次汽水分离，分离得到的蒸汽再经过烧结过滤组件对蒸汽中的水分和杂质进行进一步的过滤，进而得到干度和洁净度都符合要求的蒸汽。

5、进一步地，所述供汽模块包括依次连接于供汽管线上的第一截止阀（1）、第一过滤器（2）、第一温度表（3）、第一压力表（4），第一截止阀用于开关蒸汽，供汽管线的下游端与汽水混合模块相连接；供水模块包括依次连接于供水管线上的第二截止阀（8）、第二过滤器（9）、第二压力表（10）、变频水泵（11）、第二压力表（12）、第一止回阀（13）、控制阀（14）、第二止回阀（15），变频水泵、控制阀提供供水侧开关自动控制流量，并按照控制柜（6）反馈干度值确定供水量。

6、进一步地，所述汽水混合模块包括汽水混合装置（5），汽水混合装置包括主筒、支管、雾化喷头（51），支管从主筒侧面伸入主筒内，支管端部设置有雾化喷头，可根据后端工艺设备蒸汽需求量选择不同口径的汽水混合装置；汽水混合调节模块包括依次连接于主管路上的主管路蒸汽流量调节阀（16）、蒸汽干度提升装置（17）、第三止回阀（18）、蒸汽干度检测装置（19），旁路调节阀（7）安装于旁路管线上，旁路管线一端连接于主管路蒸汽流量调节阀的上游，另一端连接于第三止回阀下游且位于蒸汽干度检测装置上游，主管路蒸汽流量调节阀、旁路调节阀受控制柜中干度数值控制开度；蒸汽干度检测装置下游的蒸汽管线上安装有温度传感器（20）、压力传感器（21）。

7、进一步地，所述控制模块包括控制柜（6），控制柜中后端蒸汽干度需求值可手动输入，温度传感器、压力传感器可修正原始工业蒸汽参数零点基准。

8、进一步地，该系统的数据采集包含：硬件连接、软件实现和数据库的建立；硬件连接包括：烘丝机系统采用边缘计算器，将边缘计算器接入智管系统和mes系统，与 plc控制器建立硬件通讯，实现底层连接畅通，通过建立底层的s7双边通讯进行数据点的采集；软件实现包括：通过put、get、bsend、brev指令进行通讯，将采集点以每秒的方式传送到边缘计算器中；数据库的建立包括：在边缘计算器中建立数据库，将底层通讯的数据进行数据存储，数据库采用c++代码编写，通过odk与边缘计算器进行相互通讯，数据库设计采用固定表大小的模式：即每个数据表格采用固定大小即100万条数据，大于100万后进行滚动迭代。

9、进一步地，结合相关蒸汽相关指标和烘丝机工作原理以及工艺需求，探索蒸汽干度、温度参数与烘丝设备参数、质量指标的相互关联关系，为烘丝机工艺指标数学建模建立基础。

10、进一步地，出于保护烘丝机薄板的需求，预热时蒸汽阀门开度均控制在28%以内，会经常出现预热温度达不到现象，研究后将阀门开度调整至29%，调整后预热时间为70min；阀门开度生产时在20%左右，压力为2.0bar左右；干度提升后，观察预热时阀门开度固定、适当调低与预热时间的关系。

11、进一步地，烘丝工序的进料水分、蒸汽压力、筒温不变的条件下，干度提升与出口水分呈对应关系；保持进、出口水分、筒温参数不变，蒸汽压力与干度提升的影响关系；将蒸汽干度、温度指标与水分增加值、烘丝工序蒸汽阀门开度、出料水分以及筒壁温度建立关联关系压力为2.0bar左右；干度提升后，观察预热时阀门开度固定、适当调低与预热时间的关系。

12、本发明的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统及其方法，其可以实现对制丝关键工序蒸汽质量实现在线实时监测；利用组合式分级设计用于去除蒸汽中直径大于5μm的液滴，从而获得高干度的蒸汽，液滴经分离单元分离后，经疏水系统及时排出以避免二次携带，能够提升80%的蒸汽干度。包括蒸汽喷雾装置，通过调节水泵频率，获得不同梯度的蒸汽干度，可以研究不同干度梯度蒸汽对制丝关键工艺过程的影响；可以完全根据工艺需求蒸汽干度而提供所需干度的蒸汽，系统只需要手动输入工艺需求蒸汽干度即可实现自动化调配。探索蒸汽干度、温度等参数与烘丝设备参数、质量指标的相互关联关系，为烘丝机工艺指标数学建模建立基础，降低季节变化对蒸汽品质的影响，提高烘丝过程的稳定性，保障产品质量。

1.一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其包括供汽模块、供水模块、汽水混合模块、汽水混合调节模块、控制模块；工业蒸汽从供汽模块进入汽水混合模块，同时冷凝水从供水模块进入汽水混合模块，工业蒸汽与冷凝水混合后进入汽水混合调节模块，控制模块通过蒸汽干度检测装置提供蒸汽干度值与手动输入后端工艺中所需蒸汽干度值来控制蒸汽干度提升装置、旁路调节阀开度，以达到符合后端工艺要求的蒸汽干度值。

2.如权利要求1所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，蒸汽干度检测装置包括：再沿主塔中心管上升到主塔的顶部，从主塔出气口排出，主塔内的螺旋分离件会带动蒸汽在主塔内部旋转下降，使具有较大惯性离心力的大液滴甩向主塔侧壁与蒸汽分离，分离出来的液滴沿主塔侧壁下降，从主塔疏水口排出；进入到辅助塔内的蒸汽依次从辅助塔内圆形挡板的外侧和环形挡板的中部向上呈曲线状上升，水滴会聚积在圆形挡板上，将蒸汽进行二次汽水分离，分离得到的蒸汽再经过烧结过滤组件对蒸汽中的水分和杂质进行进一步的过滤，进而得到干度和洁净度都符合要求的蒸汽。

3.如权利要求2所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，所述供汽模块包括依次连接于供汽管线上的第一截止阀（1）、第一过滤器（2）、第一温度表（3）、第一压力表（4），第一截止阀用于开关蒸汽，供汽管线的下游端与汽水混合模块相连接；供水模块包括依次连接于供水管线上的第二截止阀（8）、第二过滤器（9）、第二压力表（10）、变频水泵（11）、第二压力表（12）、第一止回阀（13）、控制阀（14）、第二止回阀（15），变频水泵、控制阀提供供水侧开关自动控制流量，并按照控制柜（6）反馈干度值确定供水量。

4.如权利要求3所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，所述汽水混合模块包括汽水混合装置（5），汽水混合装置包括主筒、支管、雾化喷头（51），支管从主筒侧面伸入主筒内，支管端部设置有雾化喷头，可根据后端工艺设备蒸汽需求量选择不同口径的汽水混合装置；汽水混合调节模块包括依次连接于主管路上的主管路蒸汽流量调节阀（16）、蒸汽干度提升装置（17）、第三止回阀（18）、蒸汽干度检测装置（19），旁路调节阀（7）安装于旁路管线上，旁路管线一端连接于主管路蒸汽流量调节阀的上游，另一端连接于第三止回阀下游且位于蒸汽干度检测装置上游，主管路蒸汽流量调节阀、旁路调节阀受控制柜中干度数值控制开度；蒸汽干度检测装置下游的蒸汽管线上安装有温度传感器（20）、压力传感器（21）。

5.如权利要求4所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，所述控制模块包括控制柜（6），控制柜中后端蒸汽干度需求值可手动输入，温度传感器、压力传感器可修正原始工业蒸汽参数零点基准。

6.如权利要求5所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，该系统的数据采集包含：硬件连接、软件实现和数据库的建立；硬件连接包括：烘丝机系统采用边缘计算器，将边缘计算器接入智管系统和mes系统，与 plc控制器建立硬件通讯，实现底层连接畅通，通过建立底层的s7双边通讯进行数据点的采集；软件实现包括：通过put、get、bsend、brev指令进行通讯，将采集点以每秒的方式传送到边缘计算器中；数据库的建立包括：在边缘计算器中建立数据库，将底层通讯的数据进行数据存储，数据库采用c++代码编写，通过odk与边缘计算器进行相互通讯，数据库设计采用固定表大小的模式：即每个数据表格采用固定大小即100万条数据，大于100万后进行滚动迭代。

7.如权利要求6所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，结合相关蒸汽相关指标和烘丝机工作原理以及工艺需求，探索蒸汽干度、温度参数与烘丝设备参数、质量指标的相互关联关系，为烘丝机工艺指标数学建模建立基础。

8.如权利要求7所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，出于保护烘丝机薄板的需求，预热时蒸汽阀门开度均控制在28%以内，会经常出现预热温度达不到现象，研究后将阀门开度调整至29%，调整后预热时间为70min；阀门开度生产时在20%左右，压力为2.0bar左右；干度提升后，观察预热时阀门开度固定、适当调低与预热时间的关系。

9.如权利要求8所述的一种卷烟工业蒸汽干度在线检测与调配系统，其特征在于，烘丝工序的进料水分、蒸汽压力、筒温不变的条件下，干度提升与出口水分呈对应关系；保持进、出口水分、筒温参数不变，蒸汽压力与干度提升的影响关系；将蒸汽干度、温度指标与水分增加值、烘丝工序蒸汽阀门开度、出料水分以及筒壁温度建立关联关系压力为2.0bar左右；干度提升后，观察预热时阀门开度固定、适当调低与预热时间的关系。