新型電加熱膜密集烤房成本分析及效果評(píng)價(jià)

朱 罡,張紹敏,葉 磊,王 濤

(曲靖市煙草公司沾益分公司,云南 曲靖 655331)

0 引言

煙葉烘烤是烤煙生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),是決定煙葉可用性和品質(zhì)的關(guān)鍵因素。我國(guó)煙葉烘烤主要以燃煤臥式密集型烤房為主,存在耗費(fèi)人工、熱效率低、廢渣廢氣排放量大等問(wèn)題,無(wú)法滿足綠色煙葉生產(chǎn)的需求。近年來(lái)大力推廣清潔能源烘烤,主要以生物質(zhì)顆粒、電能、太陽(yáng)能、天然氣等新能源研究為主,其中生物質(zhì)能源烘烤、電能烘烤技術(shù)具有綠色環(huán)保、節(jié)能降本的優(yōu)勢(shì),得到了廣泛應(yīng)用。電能烘烤以空氣能熱泵為主,目前熱泵烤房技術(shù)相對(duì)比較成熟,得到了普及推廣,能夠降低煙葉烘烤成本,但設(shè)備體積大、成本高。

電加熱膜技術(shù)是一種設(shè)備成本較低、綠色環(huán)保的烘烤方式,降低了煙葉烘烤成本,滿足了節(jié)能減排要求。其采用臥式密集烤房,由陶瓷材料(或微晶玻璃)為載體制成電加熱膜,作為供熱設(shè)備替代原有爐體,并對(duì)電加熱膜進(jìn)行最優(yōu)排布與溫濕度控制。

完成了兩座密集烤房的改造,并于2021年對(duì)煙葉不同部位進(jìn)行烘烤,選取同區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型生物質(zhì)能源烤房進(jìn)行烘烤對(duì)比研究,試驗(yàn)采用同地塊、同品種、同生產(chǎn)措施生產(chǎn)出來(lái)的煙葉,烘烤工藝參照標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型烤房烘烤工藝,根據(jù)裝煙量及升溫情況適當(dāng)調(diào)整。

煙葉烘烤出爐后召集煙農(nóng)代表、烘烤科技員及站點(diǎn)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)觀摩,對(duì)烘烤外觀質(zhì)量進(jìn)行綜合研判,通過(guò)對(duì)比,電加熱膜烘烤后煙葉顏色鮮亮,香氣量足,無(wú)明顯影響外觀質(zhì)量因素,總體外觀質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型生物質(zhì)能源烤房外觀質(zhì)量無(wú)明顯差異。

對(duì)烤后煙葉進(jìn)行取樣送檢分析,新型電加熱膜烤房與對(duì)比烤房同步取樣,對(duì)不同爐次、不同裝煙部位采取隨機(jī)取樣方法,共送檢樣品60份,對(duì)樣品總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、淀粉、蛋白質(zhì)、多酚化合物(新綠原酸、綠原酸、咖啡酸、莨菪亭、蕓香苷、山奈酚苷)、致香物質(zhì)(不少于70項(xiàng))進(jìn)行全面檢測(cè)分析,檢測(cè)結(jié)果為烤后煙葉各類化學(xué)物質(zhì)比例協(xié)調(diào),含量適中,總體質(zhì)量?jī)?yōu)良,與標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型生物質(zhì)能源烤后煙葉無(wú)明顯差異。

圖1 技術(shù)路線Fig.1 Technical route

1 成本分析

1)設(shè)備成本。目前市面上的空氣能熱泵烤房全套加熱設(shè)備(含烤房)集中招標(biāo)采購(gòu)價(jià)格為7萬(wàn)元左右,而電加熱膜加熱設(shè)備全套(含控制器、電柜)研發(fā)成本為3萬(wàn)元左右,設(shè)備由15片加熱片、支架、控制器、電柜組成,其中加熱片每片成本為0.18萬(wàn)元,如果大范圍推廣,將進(jìn)一步降低采購(gòu)成本,與空氣能熱泵相比,具有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì),見(jiàn)表1。

表1 新型電加熱膜密集烤房與傳統(tǒng)烤房煙葉烘烤成本對(duì)比Tab.1 Comparative analysis of tobacco curing cost between new electric heating film bulk and traditional curing barn

2)能源成本。新型電加熱膜密集烤房無(wú)需燃料,采用全電能烘烤,按照平均每爐烘烤干煙葉425 kg計(jì)算,每爐用電1 750 kW·h(度),按0.47元/kW·h計(jì)算,能源成本822.50元,較標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型生物質(zhì)能源烤房的1 427.1元降低了604.6元,能源成本降低1.94元/kg。

3)人工成本。由于采用全自動(dòng)控制,一個(gè)技術(shù)人員即可看護(hù)一群電能烤房,較生物質(zhì)能源烤房省去加料環(huán)節(jié),每爐節(jié)省人工2.2個(gè),節(jié)省人工成本220.00元,人工成本降低0.52元/kg。

4)養(yǎng)護(hù)成本。連續(xù)2年烘烤試驗(yàn)表明,加熱片組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用壽命長(zhǎng),拆卸更換方便,一般電工均能維修更換,一個(gè)烘烤季如無(wú)操作不當(dāng)、特殊天氣如雷暴或電壓不穩(wěn)定造成的設(shè)備損壞,一般不需要更換加熱組件,大大降低了設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修成本,同時(shí)加熱核心設(shè)備體積小、重量輕,免去了大件設(shè)備維修更換運(yùn)輸成本。

2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

新型電加熱膜臥式密集烤房烘烤技術(shù)首次采用微晶玻璃或耐高溫陶瓷面板作為載體,搭載超薄電加熱膜材料作為發(fā)熱主體,在材料創(chuàng)新方面處于國(guó)內(nèi)電能烘烤技術(shù)領(lǐng)先水平,與空氣能熱泵烤房相比具有節(jié)約成本、安裝簡(jiǎn)單、輕便可移動(dòng)、維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì),如后期對(duì)全套系統(tǒng)加以改進(jìn)完善,完全可取代熱泵烤房技術(shù)。

電加熱膜密集烤房烘烤技術(shù)適用于新建臥式密集烤房安裝加熱設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型烤房加熱設(shè)備改造、煙農(nóng)自建烤房改造等,在電力條件具備的情況下設(shè)備成本相對(duì)降低,體積小,推廣應(yīng)用靈活,特別是針對(duì)老舊臥式密集型烤房改造具有較大推廣前景。

3 應(yīng)用效果

對(duì)改造后的烤房進(jìn)行烘烤驗(yàn)證,確定采用電加熱膜作為發(fā)熱體改造臥式密集型烤房,可最大限度改善標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型烤房升溫速度、穩(wěn)溫穩(wěn)定性及溫度調(diào)控靈活性,在提高熱效率的同時(shí)具有設(shè)備輕便、維修更換成本低的優(yōu)勢(shì),維修方便快捷,加熱片使用壽命長(zhǎng),不易發(fā)生故障,每片加熱片更換成本在2 000元以內(nèi),大大降低了維護(hù)成本。

在大坡鄉(xiāng)巖竹村委會(huì)巖峰口新建了15座電加熱膜密集型烤房,全部用于專業(yè)化烘烤,干煙葉烘烤成本降低了2.46元/kg,按平均每爐烤干煙葉400 kg計(jì)算,每爐煙葉烘烤成本降低984元,按300畝計(jì)算,可降低烘烤成本9.963萬(wàn)元。如果在沾益區(qū)全區(qū)推廣,113 800畝可產(chǎn)307 100擔(dān)煙葉,可降低烘烤成本3 777.33萬(wàn)元,具有較高的社會(huì)效益。

第二代電加熱膜在氣流下降式標(biāo)準(zhǔn)臥式密集型烤房上改造,同時(shí)配備全自動(dòng)控制設(shè)備及電控箱,與傳統(tǒng)燃煤烤房、生物質(zhì)能源烤房開(kāi)展對(duì)比烘烤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),新型電加熱膜烘烤結(jié)果為干煙葉成本2.17元/kg,較傳統(tǒng)燃煤烘烤干煙葉成本4.63元/kg降低2.46元,降幅46.86%,較生物質(zhì)能源烤房烘烤成本4.11元/kg降低1.94元,降幅47.20%,遠(yuǎn)高于合同要求的10%。新型電加熱膜烘烤具有發(fā)熱率高、設(shè)備成本低、輕便易安裝、維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì),可取代空氣能熱泵烤房,同時(shí)具有環(huán)保、無(wú)污染、無(wú)廢料等特點(diǎn),無(wú)需采購(gòu)燃料,省去了燃料運(yùn)輸及儲(chǔ)存成本,無(wú)需加料,較生物質(zhì)能源烤房更環(huán)保、省工,可取代生物質(zhì)能源烤房進(jìn)行推廣。