卷煙廠空調機組加濕器節(jié)能減排改造技術分析

楊洪洪 陳晉 李君 曹剛 何艷華

摘 要：節(jié)能減排是當前卷煙企業(yè)生產管理的重要目標，對企業(yè)生產經營效益和可持續(xù)發(fā)展能力具有重要影響。本文以某卷煙廠空調機組加濕器節(jié)能減排項目實施為例，簡要概述節(jié)能減排改造必要性，并結合實際說明技術改造方案，以此為相關企業(yè)生產提供參考，為企業(yè)經濟效益和生態(tài)效益的實現(xiàn)奠定良好基礎。

關鍵詞：卷煙廠;空調系統(tǒng);滴下浸透氣化式加濕器;節(jié)能減排

1 卷煙廠空調機組加濕器節(jié)能減排改造必要性

1.1 某卷煙廠空調機組運行現(xiàn)狀

以某卷煙廠KJ-25組合式空調機組為例。技術參數(shù)為：風量：90000m?/小時，制熱量：200kw，制冷量：290kw，干蒸汽加濕量：430kg/h，高壓微霧加濕量：450kg/h。

系統(tǒng)原設計思路為冬季使用干蒸汽加濕進行等溫加濕，過渡季節(jié)使用高壓微霧加濕進行等焓加濕。經過實際運行使用，原系統(tǒng)所配置的高壓微霧加濕器使用效果較差，已經無法滿足車間生產濕度要求，并且系統(tǒng)運行中存在噴頭堵塞現(xiàn)象，高壓水泵維護量大，使用壽命周期短，更換成本高等問題。對加濕器系統(tǒng)進行改造，提升節(jié)能減排效果，已經成為生產管理的緊迫需求。

1.2 空調機組高壓微霧加濕系統(tǒng)運行中存在問題

通過對當前空調機組高壓微霧加濕系統(tǒng)運行狀況進行分析，在實際運行中主要存在如下方面問題：一是在長期使用過程中，噴嘴出現(xiàn)明顯的堵塞現(xiàn)象，并且噴霧加濕方式需要足夠的吸收距離，但空調機組內空間受限，使得霧化水滴顆粒之間存在干涉現(xiàn)象，無法達到充分蒸發(fā)要求，加濕飽和效率和水資源利用水平都有待提升。二是為滿足生產車間濕度控制穩(wěn)定性的要求，需要噴霧水泵壓力恒定在7Mpa的高壓狀態(tài)，但水泵故障率和運行成本都比較高，對于檢修運維投入有較高要求，增加系統(tǒng)運行人力、物力投入，與節(jié)能減排要求相悖[1]。三是系統(tǒng)運行中所配置的汽水分離擋水布在長期運行中，運行阻力大，額外增加風機電力能耗量，無法滿足節(jié)能減排目標要求。

1.3 節(jié)能減排改造必要性

卷煙廠生產工藝對卷接包、制絲等車間均有恒溫恒濕的要求。穩(wěn)定的溫濕度對于整個生產工藝具有很重要的保障作用，例如低濕環(huán)境導致煙絲的含水率低于16%時，就會造成煙支的煙絲脫落，包裝紙開裂等生產問題。動力車間統(tǒng)計表明，空調系統(tǒng)能耗占工廠綜合能耗的35～50%左右，加濕部分（蒸汽、冷水）所占比例通常占空調系統(tǒng)能耗的30%左右。如何有效降低加濕能耗就顯得尤為重要。近年來同行業(yè)內都在嘗試各種加濕方式改進提升，部分技術改造對空調系統(tǒng)降低能耗起到了一定的作用，但由于空調系統(tǒng)或加濕設備性能的各種局限性，很難滿足全年各種工況的要求，未能解決完全替代蒸汽加濕大幅降低能耗的目標。為此，結合我廠使用高性能的滴下浸透氣化式水濕膜加濕器，以期滿足全年工藝加濕使用的需求，大幅降低系統(tǒng)的加濕能耗。

在傳統(tǒng)生產管理理念中，通常認為生產技術改造需要較大成本投入，與企業(yè)經濟效益實現(xiàn)相矛盾，因而限制了技術改造方面的投入。但是從長期發(fā)展角度而言，新型技術設備和技術的應用，不僅能夠降低系統(tǒng)運行能耗，減少由系統(tǒng)長期運行帶來的設備老化和維護工作投入，還能夠借助自動化控制、智能化等新型技術應用，優(yōu)化人力資源配置等[2]。同時，節(jié)能減排改造也是我國社會發(fā)展“碳中和”目標實現(xiàn)的基本支撐[3]。因此對卷煙企業(yè)來說，加強空調機組加濕器節(jié)能減排改造，是實現(xiàn)企業(yè)經濟效益、社會效益和生態(tài)效益全面優(yōu)化的基本要求。在生產管理體系中，必須結合生產現(xiàn)狀和技術發(fā)展形勢，完成對應的節(jié)能減排技術改造工作。

2 空調機組加濕器節(jié)能減排技術改造方案

2.1 改造方案

以本改造項目為例，針對當前空調機組運行實際情況，選用某企業(yè)所生產的滴下浸透氣化式加濕器，在KJ-25空調機組中，替代現(xiàn)有蒸汽、高壓微霧加濕器。綜合考慮本廠所處地理環(huán)境特征，在滿足熱量情況下，滴下浸透氣化式加濕器能夠實現(xiàn)自動控制運行，以確保車間全年生產工藝的濕度要求，并達到節(jié)能減排目標。具體改造內容如下：（1）將原有高壓微霧加濕器擋水布拆除，安裝氣化式加濕器，暫保留噴嘴系統(tǒng)。（2）配備新型控制器，并入原控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動及高精度控制。（3）停用干蒸汽、高壓微霧加濕器。

2.2 節(jié)能減排措施

通過對加濕器系統(tǒng)進行改造，并對生產管理和運維管理工作進行優(yōu)化，所采取的節(jié)能減排措施主要包括如下內容：（1）在原有高壓微霧加濕系統(tǒng)停止使用后，對運維方案進行優(yōu)化，減少維護工作開展所需要的人工和材料成本，降低設備運行成本。（2）依托滴下浸透氣化式加濕器，結合空調系統(tǒng)新、回風系統(tǒng)運行，充分利用回風空氣和加熱盤管熱量，達到加濕和降溫雙重效果，在滿足現(xiàn)場工況條件基礎上，降低系統(tǒng)運行水資源消耗量。（3）過渡季節(jié)利用滴下浸透氣化式加濕器的等焓降溫加濕原理，在加濕過程中同步降低空氣溫度，大幅節(jié)約空調系統(tǒng)制冷量，降低空調系統(tǒng)運行電力能耗。（4）滴下浸透氣化式加濕器以親水性高分子纖維為核心加濕材料，能夠反復清洗利用，使用壽命能夠達到8～10年，降低后續(xù)運維和改造技術成本。同時經過行業(yè)市場的調查，采用的加濕材料具有抗菌功能，徹底改變了傳統(tǒng)濕膜在空調系統(tǒng)使用的細菌滋生問題，能夠對系統(tǒng)內有害物質起到良好的抑制作用，從而在達到節(jié)能減排效果的同時，降低對空調系統(tǒng)運行對車間的環(huán)境污染。

2.3 節(jié)能減排效果對比

2.3.1 性能指標對比

通過對加濕器系統(tǒng)進行改造，采用滴下浸透氣化式加濕器，各項性能指標均有大幅提升，性能指標對比如表1所示。

2.3.2 經濟效益對比

通過對加濕器系統(tǒng)進行技術改造，對空調系統(tǒng)采用冬季運行方案和過渡季節(jié)運行方案兩種管理模式，對比同參數(shù)工況的KJ-26系統(tǒng)。

采用冬季氣化加濕方案替代現(xiàn)有蒸汽加濕方案，在電費、自來水、蒸汽費用、制熱費用保持同等價格，運行時間保持一致情形下，技術改造后系統(tǒng)運行蒸汽消耗量大幅降低，耗電量基本維持不變，空調制熱量有一定量的增長。通過對全年運行成本進行核算，能夠節(jié)約241598元。

采用過渡季節(jié)氣化加濕代替高壓微霧加濕方案，在電費、自來水費用保持同等價格，運行時間保持一致情形下，技術改造后耗電量和耗水量大幅降低。通過對全年運行成本進行核算，能夠節(jié)約17354元。

因此在總體改造完成并進行對應的技術管理體系完善后，全年能夠節(jié)約運行成本258952元。

3 結束語

在當前加濕設備技術革新水平不斷提升，綜合性能不斷提高背景下，卷煙廠通過相應的技術改造，選擇合適的產品和技術方案，不僅能夠有效確保車間生產溫濕度工業(yè)參數(shù)的穩(wěn)定性，降低煙絲處理和加工作業(yè)中的次品率，有效提升生產效率，還能夠適應國家和行業(yè)在節(jié)能環(huán)保方面的政策監(jiān)管要求，確保企業(yè)生產經濟效益、社會效益和生態(tài)效益的同步提升。

參考文獻：

[1]朱建中，郭海波，肖娥.卷煙廠空調系統(tǒng)控制與節(jié)能研究[J].中國設備工程，2021（05）：135-136.

[2]舒欣，何寅，王虎，褚文勇.卷煙廠生產空調系統(tǒng)節(jié)能機會淺析及應用[J].中國設備工程，2019（17）：169-171.

[3]陳雷.淺談卷煙廠中央空調系統(tǒng)安裝工藝與調試[J].國際公關，2019（08）：218.