烤煙密集烤房加裝余熱采熱器節(jié)能效果分析

文國宇 邱妙文 王 行 黃履明 何振峰

（1.廣東煙草韶關(guān)市有限公司，廣東 韶關(guān)512023；2.廣東煙草南雄科學(xué)研究所，廣東 南雄512400）

0 引言

煙葉烘烤是影響煙葉品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是耗能高、二氧化碳和二氧化硫等有害氣體排放量大，對環(huán)境污染大[1]，開展煙葉烘烤節(jié)能的技術(shù)研究，降低煙葉生產(chǎn)能耗與排放，是煙草行業(yè)節(jié)能工作的重要組成部分。國外在20世紀(jì)50年代開始密集烤房技術(shù)研究，到1990年左右，美國、加拿大、日本、巴西等國家基本上淘汰了普通烤房，使用自動化或半自動化密集烤房。我國最早在20世紀(jì)60年代開始研究密集烤房，到21世紀(jì)初開始全國大規(guī)模推廣普及。密集烤房具有提高烤房裝煙量、提升煙葉烘烤質(zhì)量、節(jié)省燃料、降低勞動強(qiáng)度和技術(shù)復(fù)雜性的優(yōu)點。近年來隨著煙葉烘烤設(shè)備和工藝技術(shù)取得突破，配套風(fēng)機(jī)功率由3.0～4.5k W降低到1.1～2.2k W，耗電量由0.60～0.80k W·h/kg降低到0.30～0.50k W·h/kg，耗煤量從原來普通烤房的2.5kg標(biāo)煤/kg干煙降到現(xiàn)在的1.5kg～2.0kg，其熱能利用率也有原來普通烤房的25%～30%提高到40%～45%[2-4]。可以看出我國密集烤房在熱能利用方面有所提高，但仍處于較低水平，與國外相比仍有較大差距。

目前，密集烤房群的規(guī)模多為5～10座為一個單位，所處位置較為分散，尤其是南方丘陵山地?zé)焻^(qū)，難以形成規(guī)模化，無法采用集中供熱或者整體配套的方式來提高能源利用率。煙葉烘烤過程中的耗熱可分為有效耗熱和無效耗熱，其中排煙熱損失可到達(dá)15%～25%[3]。因此，為了有效降低密集烤房排煙熱損失，增加熱能利用率，本文以單座密集烤房為研究對象，通過低成本改造加裝余熱采熱器，并與普通密集烤房進(jìn)行對比試驗，以期為我國密集烤房節(jié)能技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新提供參考。

1 材料與方法

試驗在廣東省南雄煙區(qū)進(jìn)行，供試品種為粵煙97，栽培管理按常規(guī)進(jìn)行。供試烤房均為8×2.7m氣流下降式密集烤房，試驗烤房在烤房內(nèi)散熱管與煙囪之間加裝余熱采熱器，對照烤房為普通密集式烤房。對加裝了余熱采熱器的密集烤房3烤次的耗煤量煙囪排煙口溫度變化情況進(jìn)行跟蹤記錄，并與對照烤房進(jìn)行對比，分析節(jié)能效果。由于每一烤次的裝煙量不同，因此采用單位重量干煙葉的耗煤量、耗電量作為衡量烘烤成本的指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 耗煤量及成本對比

如表1所示，加裝了余熱采熱器的試驗烤房耗煤量及成本有不同程度的降低，分別比對照烤房降低了3.18%、2.66%和9.50%，平均降低5.11%。爐膛燃煤所得的熱能，一部分經(jīng)過散熱管轉(zhuǎn)換傳遞到烤房內(nèi)的熱風(fēng)循環(huán)中，剩余部分則隨著燃煤廢煙氣排至煙囪外。而加裝了余熱采熱器后，對散熱管未轉(zhuǎn)換的熱能進(jìn)行二次采熱，比把獲得的熱能借助小型風(fēng)機(jī)傳遞到烤房內(nèi)的熱風(fēng)循環(huán)，降低煙囪排煙熱損耗，提高燃煤熱能利用率，因此，余熱循環(huán)除濕設(shè)備降低煤耗效果較明顯。

表1 不同處理耗煤量及成本對比

表2 烤房煙囪排煙口溫度對比

2.2 煙囪排煙口溫度變化對比

隨著煙葉烘烤所需熱量的逐漸增加，烤房爐膛燃煤產(chǎn)生的熱量越來越多，煙囪排煙口的溫度也隨之越來越高，即是排煙損失的熱量越來越多。如表2所示，加裝了余熱采熱器之后，煙囪排煙口的溫度隨著烘烤進(jìn)程，從對照的47.4～82.9℃降至32.1～52.5℃，降幅達(dá)到30%左右，溫度下降效果明顯。這也說明了加裝了余熱采熱器之后，燃煤熱能利用率提高，排煙損失的熱能減少

圖1 煙囪排煙口溫度與烤房內(nèi)干球溫度差曲線變化圖

如圖1所示，隨著烘烤進(jìn)程，對照烤房煙囪排煙口溫度始終高于烤房內(nèi)干球溫度，說明燃煤熱能未充分轉(zhuǎn)換就隨著廢煙氣外排了，且兩者溫度差越來越大，說明排煙熱損失越來越多。而加裝了余熱采熱器的烤房反之，煙囪排煙口溫度始終低于烤房內(nèi)干球溫度，說明燃煤熱能經(jīng)過余熱采熱器二次吸熱轉(zhuǎn)換后，熱能利用率要高于對照烤房。

3 結(jié)論

綜上所述，通過加裝余熱采熱器，低成本改造現(xiàn)有密集烤房，煙葉烘烤過程中煙囪排煙口的溫度明顯降低，從對照的47.4～82.9℃降至32.1～52.5℃，降幅達(dá)到30%左右，減少排煙熱損失。同時提高了燃煤熱能利用率，平均烘烤煤耗降低5.11%，節(jié)省了烘烤成本，增加煙農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益。因此，加裝余熱采熱器是一種針對單座密集烤房群，實現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。

［1］王國平,向鵬華.密集烤房群余熱利用對煙葉烘烤成本及烘烤質(zhì)量影響的研究[J].作物研究,2010(4)：348-350.

［2］宮長榮,等,編.密集式烘烤[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,2007：8-10.

［3］宋朝鵬,賀帆,王戰(zhàn)義,宮長榮,邱坤,李先鋒.提高烤房熱能利用率的途徑初探[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)雜志,2008(18)：7743-7744,7751.

［4］李英俊,金珖龍.烤煙烘烤房干溫度控制方法的改進(jìn)[J].延邊大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2011(3)：267-269.