烘烤新能源技術(shù)節(jié)能增效研究

高 琴，朱啟法，査道喜，單文坡

(安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司， 安徽 宣城 242000)

烘烤新能源技術(shù)節(jié)能增效研究

高 琴，朱啟法，査道喜，單文坡

(安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司， 安徽 宣城 242000)

新型烤房將空氣能熱泵與太陽能吸熱進(jìn)行結(jié)合，新型烤房與自動加煤烤房的煙葉烘烤試驗結(jié)果表明：與自動加煤烤房相比，采用新型烤房進(jìn)行煙葉烘烤的節(jié)能率為48.2%，每畝可增加經(jīng)濟(jì)效益115元，且烤后煙葉質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)效益高于自動加煤烤房。就新型烤房的推廣提出一些建設(shè)性建議，認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)新能源烤房成本控制、配套基礎(chǔ)設(shè)施并有針對性地分區(qū)域進(jìn)行推廣。

烤煙；烘烤；新能源；節(jié)能增效；皖南

面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，節(jié)能減排已是一項重要的研究課題。煙草行業(yè)聚焦低能耗、低排放、環(huán)境友好型生產(chǎn)方式，正在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)探索節(jié)能減排，其中尤以烘烤環(huán)節(jié)最多。烘烤涉及電力、煤炭及污染物排放。據(jù)統(tǒng)計，綜合考慮烤房類型、裝煙量、環(huán)境溫濕度、烘烤工藝、煙葉狀態(tài)、煤炭質(zhì)量等因素，我國每烤出1kg干煙需原煤1.0～3.2kg，全年煙葉烘烤原煤耗煤量達(dá)410萬t 左右，耗煤量大成本高，且會造成大量的 CO2、CO、SO2、NO、H2S 和煙塵等有害有毒物質(zhì)污染環(huán)境[1-3]。因此，必須加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)節(jié)能減排的深入研究。目前，各地均以新型能源烤房為創(chuàng)新點，配套專業(yè)化采烤服務(wù)模式和高要求的采烤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，共同實現(xiàn)烘烤環(huán)境友好型的生產(chǎn)模式。皖南煙區(qū)近幾年通過踐行綠色發(fā)展理念，開展了一系列的研究。筆者在皖南煙區(qū)烘烤環(huán)節(jié)新能源節(jié)能減排技術(shù)方面開展試驗，并提出一些建議和改進(jìn)措施，供行業(yè)內(nèi)其它產(chǎn)區(qū)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

于2015年5月—2016年7月在皖南煙區(qū)涇縣煙葉工作站共進(jìn)行兩年烘烤試驗。

1.2 試驗材料

新型烤房是由閉環(huán)式除水熱泵干燥機(jī)與高吸收率太陽能吸熱板集熱器裝置組合而成。一次性入料：500～550kg，裝煙桿數(shù)約320～380桿，烤房尺寸是國家標(biāo)準(zhǔn)烤房尺寸。太陽能集熱板配置：每6m2太陽能吸熱板，配置12P空氣源熱泵，空氣源熱泵配置：輸入功率10.2kW，制熱功率35～38kW，壓縮機(jī)為非變頻壓縮機(jī)。詳細(xì)組成見表1。

表1 不同烤房烘烤能耗對比表

注：電力折標(biāo)系數(shù)按0.35kg/ kW·h；燃煤發(fā)熱值按5650kcal/kg。

該烤房將空氣能熱泵與太陽能吸熱進(jìn)行結(jié)合，在標(biāo)準(zhǔn)烤房頂安裝太陽能吸熱板集熱器，和烤房一體化結(jié)合，同時具有很好的保溫效果和專利型川字型空氣流道結(jié)構(gòu)。閉環(huán)式自動除濕熱泵干燥機(jī)是靠熱泵機(jī)組在密閉的干燥房內(nèi)運(yùn)行，用除水的方法干燥物品，機(jī)組不僅運(yùn)行高效無任何污染，而且高度節(jié)能，在運(yùn)行烘干物品過程中不斷產(chǎn)生的余熱不進(jìn)行外排而是百分百熱量回收，物品干燥期間產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入機(jī)組與全熱換熱器進(jìn)行交換，變成冷凝水后排出。

采用皖南煙區(qū)普遍使用的自動加煤烤房進(jìn)行對比，兩者裝煙量相同。供試驗品種為云煙97，栽培技術(shù)措施均按常規(guī)進(jìn)行。煙葉成熟后采收。下部葉為5月下旬采收，中部葉6月中下旬，上部葉7月上旬采收。其中中部葉采收烘烤天氣處于皖南梅雨季節(jié)，多雨寡照。

測定項目與方法：采用連續(xù)流動分析儀測定煙葉常規(guī)化學(xué)成分。

2 結(jié)果與分析

2.1 新型烤房空載升溫能力測試

根據(jù)圖1、圖2可知，太陽能結(jié)合熱泵，在環(huán)境溫度19.1℃的情況下，實際干球溫度達(dá)到67.5℃用時7.5h，耗電量為65kW·h。單獨使用熱泵的情況下，環(huán)境溫度為16.5℃的情況下，實際干球溫度達(dá)到68.2℃用時5.8h，耗電量為195kW·h。根據(jù)以上兩組數(shù)據(jù)可見，新型智能烤房完全滿足升溫要求，同時結(jié)合太陽能使用更為有效節(jié)約用電量。

2.2 自控操作程度

烤房自制控制儀，采用觸屏方式，可自行增減關(guān)鍵溫度點與穩(wěn)溫時間，通過自控儀中的參數(shù)設(shè)置可調(diào)節(jié)熱泵與太陽能溫度啟動上下限精確至1℃，濕度上下限精確至0.1℃，操作簡單方便，溫濕度控制精準(zhǔn)。

2.3 不同烤房烘烤能耗對比

與自動加煤烤房相比，新型烤房無煤炭燃燒。雖然烘烤季節(jié)多遇梅雨天氣，但其能耗仍較低。采用新型烤房進(jìn)行煙葉烘烤的節(jié)能率為48.2%。新型烤房烘烤1kg干煙葉耗電量為1.94kW·h/kg，折合標(biāo)煤耗為0.686 kgce/kg。自動加煤烤房烘烤1kg干煙葉耗電量為0.44kW·h/kg，耗煤量為1.46kg /kg，折合標(biāo)煤耗為1.324kgce/kg。

2.4 不同烤房烤后煙葉質(zhì)量對比

表2 不同烤房烤后煙葉外觀質(zhì)量對比表

表3 不同烤房烤后煙葉化學(xué)成分對比表 (%)

新型烤房烤后煙葉外觀質(zhì)量在不同部位不同外觀因素上分值均高于或等于自動加煤烤房，總分均高于自動加煤烤房。且化學(xué)成分無明顯變化，含量均在較適宜范圍內(nèi)?？赡苁怯捎谛滦涂痉砍凉窀稍锓绞礁舆m宜于煙葉烘烤，烤后煙葉質(zhì)量化學(xué)成分適宜，外觀質(zhì)量較好。

2.3 不同烤房烘烤成本、用工及烤后煙產(chǎn)值效果對比

表4 不同烤房烘烤經(jīng)濟(jì)效益對比表

新型烤房由于其較好的外觀質(zhì)量，利于提交煙葉等級質(zhì)量。相比自動加煤烤房每畝可減少成本75元，增加收益40元，新型烤房每畝可增加經(jīng)濟(jì)效益115元。

3 討論

(1)新型智能烤房全程使用電力，無煤炭燃燒，零污染零排放，與自動化加煤烤房相比，在節(jié)能環(huán)保上，新型智能烤房每1kg干煙葉耗電量1.94kW·h。與自動加煤烤房相比，新型智能烤房節(jié)能率達(dá)48.2%。在經(jīng)濟(jì)效益上，相比自動加煤烤房每畝可減少成本75元，增加收益40元，新型烤房每畝可增加經(jīng)濟(jì)效益115元。

(2)新型烤房烤后煙葉外觀質(zhì)量優(yōu)于自動加煤烤房，且烤后煙葉化學(xué)成分適宜，煙葉烘烤質(zhì)量好，利于煙葉分級交售，煙農(nóng)利益增加。

(3)結(jié)合皖南煙區(qū)實際情況，使用過程中存在一些問題：單座烤房成本10萬元，投入成本較高，成本收回時間較長；皖南煙區(qū)烘烤季節(jié)正值梅雨季節(jié)，一定程度上影響了太陽能更好地發(fā)揮其優(yōu)勢；新型烤房單座運(yùn)行需匹配電力15kW，集中建立烤房群時電力負(fù)荷更大，對于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)要求較高。

(4)新型烤房在使用推廣中有如下建議：新型烤房成本費用較高，應(yīng)多加強(qiáng)成本控制方面的研究，推廣使用時配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和一定的政策補(bǔ)貼；根據(jù)推廣區(qū)域自然氣候特點進(jìn)行相應(yīng)推廣，對于東南多雨地區(qū)可不考慮太陽能集熱裝置，而在陽光充足產(chǎn)區(qū)可考慮推廣。

4 結(jié)論

與自動加煤烤房相比，采用新型烤房進(jìn)行煙葉烘烤的節(jié)能率為48.2%，每畝可增加經(jīng)濟(jì)效益115元，且烤后煙葉質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)效益高于自動加煤烤房。但由于其成本較高，以及電力配套的高要求不易于推廣使用，應(yīng)加強(qiáng)新能源烤房成本控制、配套基礎(chǔ)設(shè)施并在實際推廣中結(jié)合產(chǎn)區(qū)實際情況，因地制宜地進(jìn)行改進(jìn)和推廣。

[1]聶榮邦,張光利,余少林,等.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]王文超,賀帆,徐成龍,等.煙葉烘烤節(jié)能技術(shù)研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報,2011,42(10):1267-1270.

[3]周慶,田為剛,董海京,等.云南煙草行業(yè)節(jié)能減排應(yīng)用的思考[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2016,35(3):37-39.

Research on Energy Saving by New Energy Technology in flue-cured Tobacco Chamber

GAO Qin, ZHU Qi-fa, CHA Dao-xi, SHAN Wen-po

(Wannan Tobacco Leaves Co., Ltd., Xuancheng Anhui 242000 ,China)

New type of flue-cured tobacco chamber combines air-source heat pump water heater and solar energy heater. The comparative tests were done between new type chamber and old style of auto adding charcoal chamber. The results showed that using new type chamber would save 48.2% of energy. Meanwhile, the economic benefits would be 115 Yuan, which was higher than the old style chamber. Some constructive suggestions were put forward in order to popularize the new technology, Such as controlling the cost and popularizing it region by region on purpose of constructing the infrastructure.

flue-cured tobacco; flue-cured; new energy; energy saving; the South of Anhui

2017-01-05

X38

A

1673-9655(2017)04-0068-04