葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程

1、葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程編制說(shuō)明的主要內(nèi)容1 工作簡(jiǎn)況1.1 任務(wù)來(lái)源2010年國(guó)家煙草專賣局以國(guó)煙科201091號(hào)文件下達(dá)了本標(biāo)準(zhǔn)的制訂任務(wù)。1.2 項(xiàng)目承擔(dān)單位、協(xié)作單位及主要分工項(xiàng)目承擔(dān)單位中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院負(fù)責(zé)項(xiàng)目的牽頭組織、方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、工藝驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)編制。項(xiàng)目協(xié)作單位福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司、中國(guó)煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心協(xié)助項(xiàng)目技術(shù)方案的試驗(yàn)實(shí)施、數(shù)據(jù)分析、工藝驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)編制。1.3 主要工作過(guò)程（起草、試驗(yàn)驗(yàn)證、征求意見(jiàn)、送審、報(bào)批等環(huán)節(jié)及項(xiàng)目研討會(huì)等內(nèi)容）項(xiàng)目組成員根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果于2011年6月形成了葉

2、絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程（初稿），并將初稿發(fā)至鄭州煙草研究院相關(guān)專業(yè)科研人員，以及中國(guó)煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心和企業(yè)相關(guān)專家進(jìn)行研究討論，同時(shí)按照初稿確定的測(cè)試方法選取不同的測(cè)試工況進(jìn)行工藝驗(yàn)證試驗(yàn)。項(xiàng)目組成員根據(jù)初稿的專家反饋意見(jiàn)和驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行分析討論，對(duì)初稿進(jìn)行了修改完善，于2011年8月形成了葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程（討論稿），采用內(nèi)部討論、咨詢、郵件等多種形式與行業(yè)相關(guān)專家進(jìn)行了交流溝通、研討。針對(duì)修改后的討論稿，于2011年8月中旬在云南玉溪召開(kāi)了專題研討會(huì)，與會(huì)專家和項(xiàng)目組成員一致認(rèn)為，葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程（討論稿）內(nèi)容較多需進(jìn)行精簡(jiǎn)，以提高標(biāo)準(zhǔn)的可操作性和適應(yīng)

3、性，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿的文本進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)的修改。經(jīng)過(guò)反復(fù)的交流討論和修改，2011年9月形成了葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程（征求意見(jiàn)稿）、葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目試驗(yàn)技術(shù)報(bào)告以及編制說(shuō)明等三份材料，并將三份材料分別發(fā)送到行業(yè)相關(guān)單位征求意見(jiàn)。1.4 標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所做的工作等表1 項(xiàng)目主要參加人員及分工姓 名工作單位職 稱分工李善蓮鄭州煙草研究院工程師項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳良元鄭州煙草研究院研究員技術(shù)指導(dǎo)、組織協(xié)調(diào)堵勁松鄭州煙草研究院研究員測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫鄧國(guó)棟鄭州煙草研究院工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫李斌鄭州煙草研究院副研測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫朱文魁鄭州煙草研究院工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編

4、寫李棟鄭州煙草研究院高工測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫張勍鄭州煙草研究院工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫李躍鋒福建中煙工業(yè)公司高工方案實(shí)施、組織協(xié)調(diào)李清華福建中煙工業(yè)公司工程師方案實(shí)施、組織協(xié)調(diào)江加森福建中煙工業(yè)公司工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫李華杰福建中煙工業(yè)公司助工測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫曾強(qiáng)福建中煙工業(yè)公司工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫洪偉齡福建中煙工業(yè)公司高工測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫張煒福建中煙工業(yè)公司工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫舒芳譽(yù)廈門煙草工業(yè)公司高工測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫趙云川紅塔煙草集團(tuán)公司工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫譚國(guó)治紅塔煙草集團(tuán)公司工程師測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫陳冉紅塔煙草集團(tuán)公司助工測(cè)試分析與標(biāo)準(zhǔn)編寫2 相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)、內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)

5、研究和制修訂情況為了學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)內(nèi)、外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)文獻(xiàn)聯(lián)機(jī)檢索、網(wǎng)上搜索、與專家交流等方式收集了以下國(guó)內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：1 aiche equipment testing procedure: continuous direct heat rotary dryers。該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)從熱質(zhì)平衡出發(fā)規(guī)定了無(wú)筒壁蒸汽的滾筒干燥設(shè)備工藝性能測(cè)試與分析方法，與本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的相關(guān)性較大，為本標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供了很好的參考。2 bee code，dryers。該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了熱風(fēng)干燥設(shè)備熱效率的測(cè)試與分析方法，對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目設(shè)備熱效率的測(cè)試提供了參考。3 iso 11520-1 agricultural grain

6、driers-determination of drying performance. part 1: general。4 iso 11520-2 agricultural grain driers-determination of drying performance. part 2: additional procedures and crop-specific requirements。5 gb/t21163.1-2007 (iso 11520-1) 農(nóng)業(yè)谷物干燥機(jī)干燥性能的測(cè)定 第1部分 總則。6 gb/t21163.2-2007 (iso 11520-2) 農(nóng)業(yè)谷物干燥機(jī)干燥性能的測(cè)

7、定 第2部分 附加測(cè)定規(guī)程和特定谷物要求。上述四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)干燥設(shè)備的產(chǎn)量、停留時(shí)間、進(jìn)料含水率、蒸發(fā)脫水速率、耗電量、耗熱量等指標(biāo)的測(cè)試進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。7 gbt 6970-1986，糧食干燥機(jī)試驗(yàn)方法。8 gb 8876-1988，糧食干燥機(jī)技術(shù)條件。9 db44t 219-2005，農(nóng)產(chǎn)品干燥設(shè)備 試驗(yàn)鑒定規(guī)范。上述三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)糧食干燥機(jī)的相關(guān)性能指標(biāo)的試驗(yàn)方法進(jìn)行了規(guī)定，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試指標(biāo)包括處理量、干燥周期、燃料消耗量、干燥不均勻度、熱風(fēng)溫度濕度、風(fēng)量風(fēng)壓、噪聲、粉塵等。10 yc/t66-1996 sh11-18.sh111-112型管式烘絲機(jī)。11 yc/t67-1996 sh31.s

8、h33.sh35型管板式烘絲機(jī)。12 yc/t68-1996 sh311.sh313型管板式環(huán)型烘絲機(jī)。13 yc/t69-1996 sh61-68.sh611-618.sh621-624型薄板式烘絲機(jī)。上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)葉絲滾筒干燥設(shè)備的運(yùn)行調(diào)試、加工質(zhì)量、設(shè)備有效作業(yè)率等設(shè)備驗(yàn)收等方面的指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。14 國(guó)家煙草專賣局頒發(fā)，卷煙工藝規(guī)范m，四川大學(xué)出版社，2003。15 國(guó)家煙草專賣局頒發(fā)，卷煙工藝測(cè)試與分析大綱m，中央文獻(xiàn)出版社，2004。上述兩本專著中對(duì)葉絲滾筒干燥工序加工質(zhì)量要求和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了規(guī)范和測(cè)試。在本標(biāo)準(zhǔn)的制訂過(guò)程中參照了aiche、bee等標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)測(cè)試方法，并結(jié)合葉絲

9、滾筒干燥設(shè)備的差異，進(jìn)行了針對(duì)性的分析和研究來(lái)建立本標(biāo)準(zhǔn)。3 標(biāo)準(zhǔn)編制原則及主要內(nèi)容確定的依據(jù)3.1 標(biāo)準(zhǔn)適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能的測(cè)試指標(biāo)和測(cè)試方法，適用于葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能的測(cè)定。3.2 標(biāo)準(zhǔn)編制原則 本標(biāo)準(zhǔn)的編制遵循了科學(xué)性、先進(jìn)性、適用性和可操作性的原則。 （1）科學(xué)、先進(jìn)的原則本標(biāo)準(zhǔn)以工藝加工過(guò)程中關(guān)注的設(shè)備工藝性能為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外滾筒干燥技術(shù)研究成果的分析，研究確定了葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能的測(cè)試指標(biāo)為煙絲停留時(shí)間、滾筒填充率、干燥速度、干燥強(qiáng)度和設(shè)備熱效率，同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)的研究制訂過(guò)程中參照了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，吸收了國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的先進(jìn)要素，因此制訂

10、后的本標(biāo)準(zhǔn)具有較好的科學(xué)性和先進(jìn)性。（2）適用、可操作的原則本標(biāo)準(zhǔn)建立的測(cè)試與分析方法的數(shù)據(jù)大部分是目前葉絲滾筒干燥設(shè)備中在線采集或通過(guò)試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地獲取的，標(biāo)準(zhǔn)中的工藝性能指標(biāo)對(duì)工藝加工過(guò)程的分析和研究具有較好參考價(jià)值，能夠?yàn)楣に囘^(guò)程的優(yōu)化改進(jìn)、質(zhì)量控制和技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支持。3.3標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容確定的依據(jù)(如標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等確定的依據(jù)，如相關(guān)試驗(yàn)、驗(yàn)證、調(diào)研、統(tǒng)計(jì)分析情況及數(shù)據(jù)等)3.3.1 工藝性能指標(biāo)確定根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外滾筒干燥技術(shù)研究的綜述和分析，滾筒干燥設(shè)備的工藝性能或研究方向主要是兩方面，即物料的輸送與運(yùn)動(dòng)特性和物料與干燥介質(zhì)之間的傳

11、熱傳質(zhì)特性。結(jié)合葉絲滾筒干燥設(shè)備和煙草物料加工的特殊性，同時(shí)參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂方法，項(xiàng)目確定將煙絲停留時(shí)間、滾筒填充率、干燥速度、干燥強(qiáng)度和設(shè)備熱效率作為葉絲滾筒干燥設(shè)備的工藝性能指標(biāo)，其測(cè)量項(xiàng)目主要包括煙絲、筒壁蒸汽、熱風(fēng)介質(zhì)等方面的特性參數(shù)，如下圖1所示。圖1 葉絲滾筒干燥設(shè)備工藝性能指標(biāo)與測(cè)量參數(shù)3.3.2 測(cè)試方法與內(nèi)容采用穩(wěn)態(tài)法進(jìn)行測(cè)試，即設(shè)備在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)（滾筒出口煙絲含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差0.17%），測(cè)量干燥過(guò)程的相關(guān)參數(shù)與指標(biāo)，根據(jù)系統(tǒng)物料平衡和熱量平衡進(jìn)行計(jì)算。測(cè)量項(xiàng)目如下：a) 煙絲特性煙絲流量；滾筒入口、出口煙絲溫度；滾筒入口、出口煙絲含水率；滾筒入口、出口煙絲自然堆積密度

12、。滾筒持料量。b) 蒸汽特性施加筒壁的蒸汽壓力；施加筒壁的蒸汽流量；筒壁蒸汽冷凝水溫度。c) 介質(zhì)特性環(huán)境空氣溫度、相對(duì)濕度；工藝熱風(fēng)溫度、流量；輔助熱風(fēng)溫度、流量；排潮熱風(fēng)溫度、相對(duì)濕度和流量。3.3.3 測(cè)試結(jié)果計(jì)算方法 本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)試和結(jié)果計(jì)算均以加工過(guò)程穩(wěn)態(tài)運(yùn)行為基礎(chǔ)，通過(guò)系統(tǒng)的物料平衡、熱量平衡的分析進(jìn)行計(jì)算。3.3.3.1 煙絲停留時(shí)間煙絲停留時(shí)間是指煙絲在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間，以滾筒內(nèi)干基煙絲持料量與干基煙絲流量的比值表示，單位為秒，按式（1）計(jì)算。（1）式中： t煙絲停留時(shí)間，s； h滾筒持料量，kg。 f1煙絲流量，kg/h。 w1、w3分別為滾筒入口和滾筒內(nèi)轉(zhuǎn)出煙絲的含水率，

13、%。3.3.3.2 滾筒填充率滾筒填充率是指滾筒內(nèi)煙絲所占堆積體積與滾筒容積的百分比，以%表示，按式（2）計(jì)算。（2）式中： f滾筒填充率，%。 d滾筒內(nèi)徑，m。 l滾筒長(zhǎng)度，m。 ，煙絲平均自然堆積密度，kg/m3。 、滾筒入口、出口煙絲自然堆積密度，kg/m3。3.3.3.3 干燥速度 單位時(shí)間內(nèi)所去除水分的質(zhì)量，以kg/h表示，按式（3）計(jì)算。（3）式中： w干燥速度，kg/h。 w2滾筒出口煙絲含水率，%。3.3.3.4 干燥強(qiáng)度按筒壁和抄板散熱面積計(jì)算的單位時(shí)間內(nèi)所去除水分的質(zhì)量，以干燥速度與散熱面積的比值表示，單位為kg/(h.m2)，按式（4）計(jì)算。（4）式中： as干燥強(qiáng)度，k

14、g/(h.m2)。a滾筒和抄板的散熱面積，m2。3.3.3.5 設(shè)備熱效率設(shè)備熱效率是指煙絲干燥脫水和升溫所需熱量與筒壁蒸汽和熱風(fēng)供給總熱量的百分比，以%表示，其計(jì)算公式如下。（1）煙絲脫水所需熱量煙絲脫水所需熱量按式（5）計(jì)算。（5）式中： q1煙絲脫水所需熱量，kj/h。 t3排潮熱風(fēng)溫度，。 t1滾筒入口煙絲溫度，。（2）煙絲升溫所需熱量煙絲升溫所需熱量按式（6）計(jì)算。（6）式中： q2煙絲升溫所需熱量，kj/h。 ，干基煙絲流量，kg/h。 cps煙絲的比熱容，kj/(kg.)。 t2滾筒出口煙絲溫度，。 f2滾筒出口煙絲流量，kg/h。（3）筒壁蒸汽供給熱量筒壁蒸汽提供熱量按式（7）

15、計(jì)算。（7）式中： qn筒壁蒸汽提供熱量，kj/h。 fs施加筒壁的蒸汽流量，kg/h。 蒸汽汽化潛熱，kj/kg。 hs1、hs2施加筒壁蒸汽溫度和蒸汽冷凝水溫度下水的焓值，kj/kg。（4）熱風(fēng)提供熱量熱風(fēng)提供熱量按式（8）計(jì)算。（8）式中： qk熱風(fēng)提供熱量，kj/h。 ga1、ga2分別為工藝熱風(fēng)、輔助熱風(fēng)的質(zhì)量流量，kg/h。 i0、i1、i2分別為環(huán)境空氣、工藝熱風(fēng)和輔助熱風(fēng)的濕焓，kj/kg。（5）設(shè)備熱效率 設(shè)備熱效率按式（9）計(jì)算。（9）式中： 設(shè)備熱效率，%。3.3.4 試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與分析3.3.4.1 重復(fù)性試驗(yàn)測(cè)試采用本標(biāo)準(zhǔn)方法的重復(fù)性試驗(yàn)測(cè)試計(jì)算結(jié)果與分析如下表2所示

16、，由表可以看出，在設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，各性能指標(biāo)的測(cè)試計(jì)算誤差較小。表2 重復(fù)測(cè)試計(jì)算結(jié)果與分析指標(biāo)單位r1r2r3平均值極差相對(duì)偏差（%）平均停留時(shí)間s533.81544.76537.58538.72 10.952.03滾筒填充率%29.4630.0729.729.74 0.612.05干燥速度kg/h39.8739.7939.1339.60 0.741.87干燥強(qiáng)度kg/(m2.h)1.761.761.731.75 0.031.71設(shè)備熱效率%69.7370.0569.6769.82 0.380.543.3.4.2 工藝驗(yàn)證試驗(yàn)本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目在研究過(guò)程中選擇對(duì)葉絲滾筒干燥過(guò)程影響較大的滾筒轉(zhuǎn)

17、速、煙絲流量、蒸汽壓力、熱風(fēng)流向、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)量，設(shè)置不同的參數(shù)水平，分別進(jìn)行工藝驗(yàn)證試驗(yàn)。其測(cè)試計(jì)算結(jié)果與分析如下表3所示。由表可以看出，本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的工藝性能指標(biāo)能夠較好地反映不同參數(shù)條件下葉絲干燥過(guò)程的工藝性能差異。表3 工藝驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與分析參數(shù)工藝性能指標(biāo)水平1水平2水平3平均值最大值最小值極差相對(duì)偏差（%）滾筒轉(zhuǎn)速煙絲停留時(shí)間640.7537.58481.16553.15 640.70 481.16 159.54 28.84 滾筒填充率35.3929.726.2130.43 35.39 26.21 9.18 30.16 干燥速度39.1339.1339.3239.19 39.

18、32 39.13 0.19 0.48 干燥強(qiáng)度1.731.731.741.73 1.74 1.73 0.01 0.58 設(shè)備熱效率70.2869.6771.0470.33 71.04 69.67 1.37 1.95 煙絲流量煙絲停留時(shí)間478.65598.78537.58538.34 598.78 478.65 120.13 22.32 滾筒填充率14.9225.9429.723.52 29.70 14.92 14.78 62.84 干燥速度31.937.3939.1336.14 39.13 31.90 7.23 20.01 干燥強(qiáng)度1.411.651.731.60 1.73 1.41 0.3

19、2 20.04 設(shè)備熱效率68.6469.5669.6769.29 69.67 68.64 1.03 1.49 蒸汽壓力煙絲停留時(shí)間537.58534.1546.39539.36 546.39 534.10 12.29 2.28 滾筒填充率29.728.8829.6329.40 29.70 28.88 0.82 2.79 干燥速度39.1348.4952.4446.69 52.44 39.13 13.31 28.51 干燥強(qiáng)度1.732.142.322.06 2.32 1.73 0.59 28.59 設(shè)備熱效率69.6772.6572.171.47 72.65 69.67 2.98 4.17

20、熱風(fēng)流向煙絲停留時(shí)間469.22537.58/503.40 537.58 469.22 68.36 13.58 滾筒填充率25.6929.7/27.70 29.70 25.69 4.01 14.48 干燥速度39.4839.13/39.31 39.48 39.13 0.35 0.89 干燥強(qiáng)度1.741.73/1.74 1.74 1.73 0.01 0.58 設(shè)備熱效率65.3269.67/67.50 69.67 65.32 4.35 6.44 熱風(fēng)溫度煙絲停留時(shí)間554.14537.58538.04543.25 554.14 537.58 16.56 3.05 滾筒填充率30.1329.73

21、1.1430.32 31.14 29.70 1.44 4.75 干燥速度37.6139.1337.1137.95 39.13 37.11 2.02 5.32 干燥強(qiáng)度1.661.731.641.68 1.73 1.64 0.09 5.37 設(shè)備熱效率70.3969.6769.6769.91 70.39 69.67 0.72 1.03 熱風(fēng)風(fēng)量煙絲停留時(shí)間499.57537.58550.32529.16 550.32 499.57 50.75 9.59 滾筒填充率27.8229.730.629.37 30.60 27.82 2.78 9.46 干燥速度38.8839.1344.1940.73 44.19 38.88 5.31 13.04 干燥強(qiáng)度1.721.731.951.80 1.95 1.72 0.23 12.78 設(shè)備熱效率71.9569.6769.5770.40 71.95 69.57 2.38 3.38 3.4 本標(biāo)準(zhǔn)與被修訂標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)