太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場研制及其烘烤效果

韋建玉，聶榮邦，胡亞杰，黃崇峻，王 政，賈海江，首安發(fā)，盤維權，劉慧生

(1 廣西中煙工業(yè)有限責任公司，南寧 530001； 2 湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128; 3 賀州市煙草公司，廣西賀州 542800； 4 賀州市煙草公司富川縣分公司，廣西富川 542700)

太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場研制及其烘烤效果

韋建玉1，聶榮邦2，胡亞杰1，黃崇峻1，王 政1，賈海江1，首安發(fā)3，盤維權4，劉慧生4

(1 廣西中煙工業(yè)有限責任公司，南寧 530001； 2 湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128; 3 賀州市煙草公司，廣西賀州 542800； 4 賀州市煙草公司富川縣分公司，廣西富川 542700)

在煙葉烘烤工場密集烤房群的房頂上，安裝太陽能空氣加熱系統(tǒng)，將太陽能加熱了的空氣送進烤房的加熱室內，與煤燃燒加熱的空氣融為一體，聯(lián)合供熱，完成煙葉烘烤，成功建成了太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場。煙葉烘烤試驗結果表明，上升式或下降式太陽能和化石能聯(lián)合供熱的密集烤房，均能順利完成煙葉烘烤；只要烘烤工藝運用得當，煙葉烘烤質量還可以得到提高，上等煙葉比例可以提高；同時，節(jié)能減排效果十分顯著，在光照良好的條件下，省煤可達到40%以上。

烤煙；密集烤房；太陽能；化石能；供熱；烘烤

目前，我國廣大煙區(qū)的煙葉烘烤普遍采用化石能加熱空氣，以提供煙葉烘烤過程所需的熱能，這不但使煙葉的烘烤成本居高不下，而且碳排放量大，污染環(huán)境。為了降低煙葉烘烤成本，節(jié)能減排，近些年，我國的煙草科技工作者致力于將太陽能利用到煙葉烘烤中來，并已經取得一定進展[1,2,3]。不過，過去的研究局限于一座烤房配一套太陽能設備，這對于以往獨座建設的密集烤房是可行的?？墒牵晡覈陆ǖ拿芗痉烤臑檫B體密集烤房，幾十座甚至幾百座密集烤房連在一起，形成密集烤房群，并把一處密集烤房群稱為一處煙葉烘烤工場。

本試驗擬通過研究，打造升級版的太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場，首先研究適用于煙葉烘烤工場的太陽能空氣加熱系統(tǒng)，然后將太陽能空氣加熱系統(tǒng)與煙葉烘烤工場的密集烤房群有機結合起來，并實現(xiàn)化石能空氣加熱系統(tǒng)與太陽能空氣加熱系統(tǒng)聯(lián)合供熱，順利完成煙葉烘烤，達到節(jié)能減排，降低煙葉烘烤成本，提高煙葉烘烤質量的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

富川縣麥嶺鎮(zhèn)煙葉烘烤工場。

1.2 供試品種

云煙87。

1.3 試驗設計

(1)供試烤房。該煙葉烘烤工場共有20座密集烤房，其中8座配備太陽能供熱系統(tǒng)。太陽能供熱系統(tǒng)采用最新式的內導流真空集熱管為主導集熱元件，元件之間通過聯(lián)箱連通，在內導流真空集熱管內被加熱的空氣經過聯(lián)箱進入保溫風管，然后用導流風機將熱風送入密集烤房的通風排濕系統(tǒng)。同時每座烤房上方均設有閥門，通過閥門的啟閉，可以將一行聯(lián)箱或者數行聯(lián)箱的熱風送入一座烤房之中。另外，本煙葉烘烤工場有18座為氣流下降式密集烤房，兩座為氣流上升式密集烤房。

(2)烘烤試驗設計。此次煙葉烘烤試驗共設4個處理：T1.氣流上升式太陽能密集烤房，利用1行聯(lián)箱的太陽能加熱的空氣；T2.氣流上升式太陽能密集烤房，利用2行聯(lián)箱的太陽能加熱的空氣；T3.氣流下降式太陽能密集烤房，利用3行聯(lián)箱的太陽能加熱的空氣；T4.沒有安裝太陽能的燃煤式密集烤房，作為對照。

2 結果與分析

2.1 太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場創(chuàng)建

在太陽能供熱系統(tǒng)建成并與原有燃煤式密集烤房藕合成功后，于2015年5月28日，對已經創(chuàng)建成功的太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場進行空載試驗。用照度計測定光照強度，用紅外溫度計測定溫度。9:00測定光照強度、太陽能保溫風管內空氣溫度和裝煙室內空氣溫度；11:30再次測定光照強度、太陽能保溫風管內空氣溫度和裝煙室內溫度，然后，關閉烤房門窗，風機開高檔；12：30又一次測定光照強度、太陽能保溫風管內空氣溫度和裝煙室內溫度，結果列入表1。

表1 太陽能供熱系統(tǒng)供熱效果

從表1可以看出，在光照強度還只有45 000 Lx的時候，太陽能保溫風管內的溫度就超過了100℃。當關閉烤房門窗，開動風機1 h之后，裝煙室里的溫度就由25.7℃升到了34.2℃，升高了8.5℃，說明太陽能系統(tǒng)供熱能力是很強的。至此，太陽能與化石能聯(lián)合供熱煙葉烘烤工場創(chuàng)建成功。

2.2 煙葉烘烤試驗結果

2015年6月15日開始，進行中部煙葉烘烤試驗；2015年6月26日開始，進行上部煙葉烘烤試驗，各處理情況如表2、3。

表2 各處理中部煙葉烘烤試驗情況

表3 各處理上部煙葉烘烤試驗情況

各處理中、上部煙葉烘烤試驗均獲得成功。各處理分別取煙樣1 kg, 送廣西中煙工業(yè)有限責任公司技術中心作化學成分分析和評吸試驗。

2.2.1 煙葉分級結果

對各處理煙葉進行分級，結果如表4。

表4 各處理煙葉分級結果(%)

從表4可以看出，太陽能密集烤房烤出的煙葉，無論是上等煙比例，還是上中等煙比例，均高于化石能密集烤房，上等煙比例平均高出3.67個百分點，上中等煙比例平均高出4.57個百分點。

2.2.2 煙葉外觀質量

廣西中煙工業(yè)有限責任公司技術中心對各處理煙樣的外觀質量進行評價打分，結果如表5。

從表5可以看出，各處理煙葉成熟度均達到成熟，身份均為中等，油分均為有，葉片結構中部葉均為疏松，上部葉為尚疏松-疏松。可見各處理煙葉的外觀質量無顯著差異。

表5 各處理煙葉外觀質量評價結果

2.2.3 煙葉內在質量

廣西中煙工業(yè)有限責任公司技術中心評吸各處理煙樣的內在質量，結果如表6。

由表6可以看出，T1的香氣質、香氣量等多項指標均最好，對照(T4)的多項指標則較差?？梢姴捎锰柲芙Y合化石能的密集烤房烘烤煙葉，只要烘烤技術得當，可以提高煙葉的內在質量。

表6 各處理煙葉的內在質量評價結果

2.2.4 煙葉化學成分

廣西中煙工業(yè)有限責任公司技術中心評吸各處理煙樣的化學成分，結果如表7。

由表7可以看出，各處理煙葉的化學成分都尚未達到很理想的狀態(tài)，比如淀粉含量偏高等，不過T1、T2的淀粉含量都比CK低，這是可喜的[5]。

表7 各處理煙葉常規(guī)化學成分(%)

2.2.5 烘烤能耗成本

記載各處理煙葉的烘烤能耗成本列于表8。

從表8可以明顯地看出，上中部煙單位煤耗、上中部煙單位煤耗成本、上中部煙單位能耗總成本，均是對照高于各處理，說明太陽能加化石能密集烤房節(jié)能減排效果顯著。其中，T2是利用了2行聯(lián)箱的太陽能加熱的空氣，T3是利用了3行聯(lián)箱的太陽能加熱的空氣，它們的省煤效果又比只利用1行聯(lián)箱的太陽能加熱空氣的T1強。

表8 各處理煙葉烘烤能耗成本

3 小結與討論

(1)本試驗太陽能供熱系統(tǒng)不僅與氣流上升式燃煤密集烤房成功藕合對接，而且與氣流下降式燃煤密集烤房成功藕合對接，這表明在全國各個煙區(qū)各種密集烤房均可配備太陽能供熱系統(tǒng)，形成太陽能和化石能聯(lián)合供熱的煙葉烘烤工場。

(2)本試驗的煙葉烘烤結果表明，無論是氣流上升式太陽能和化石能聯(lián)合供熱的密集烤房，還是氣流下降式太陽能和化石能聯(lián)合供熱的密集烤房，都能順利完成煙葉烘烤，只要烘烤工藝運用得當，煙葉烘烤質量可以得到提高，上等煙比例可以提高。

(3)本試驗結果表明，利用太陽能加化石能密集烤房進行煙葉烘烤，節(jié)能減排效果十分顯著，在光照良好的條件下，省煤可達到40%以上。

(4)對于太陽能和化石能聯(lián)合供熱的煙葉烘烤工場，由于太陽能供熱系統(tǒng)可以通過聯(lián)箱、保溫風管、閥門和導流風機的管控和分配，實現(xiàn)對各個密集烤房的供熱調節(jié)，節(jié)能減排效果更好。

(5)鑒于南方煙區(qū)在煙葉烘烤季常常陰雨天較多，在很大程度上限制了太陽能的利用，而太陽能的采集、運用、儲存、轉化技術日新月異，選擇更好的太陽能利用方式值得進一步探討。

[1] 聶榮邦，張光利，于少林. 智能化太陽能密集烤房節(jié)能效果研究[J]. 作物研究，2010，24(3)：181-183.

[2] 宋朝鵬，陳江華，許自成，等. 我國烤房的建設現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 中國煙草學報，2009(6)：83-85.

[3] 韋建玉，聶榮邦，金亞波，等. 密集烘烤煙葉變黃程度對煙葉工業(yè)可用性質量的影響[J]. 廣東農業(yè)科學，2012(21)：33-36.

[4] 劉 強. 密集烤房建造成本及烘烤效果研究[J]. 作物研究，2009,23(2)：115-116，119.

[5] 李春艷，聶榮邦. 密集烤房烘烤過程中煙葉淀粉含量的動態(tài)變化[J]. 作物研究，2007，21(2)：120-121.

2016-06-27

韋建玉(1966-)，女，博士，研究員，長期從事煙葉生產技術研究和管理工作。

廣西中煙工業(yè)有限責任公司科技項目。

TS44+1

A

1001-5280(2016)06-0722-04

10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.06.28