烘烤新能源技術節能增效研究

高 琴，朱啟法，査道喜，單文坡

(安徽皖南煙葉有限責任公司， 安徽 宣城 242000)

烘烤新能源技術節能增效研究

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行結合，新型烤房與自動加煤烤房的煙葉烘烤試驗結果表明：與自動加煤烤房相比，采用新型烤房進行煙葉烘烤的節能率為48.2%，每畝可增加經濟效益115元，且烤后煙葉質量好，經濟效益高于自動加煤烤房。就新型烤房的推廣提出一些建設性建議，認為應加強新能源烤房成本控制、配套基礎設施并有針對性地分區域進行推廣。

烤煙；烘烤；新能源；節能增效；皖南

面對日益嚴峻的環境問題，節能減排已是一項重要的研究課題。煙草行業聚焦低能耗、低排放、環境友好型生產方式，正在各個生產環節探索節能減排，其中尤以烘烤環節最多。烘烤涉及電力、煤炭及污染物排放。據統計，綜合考慮烤房類型、裝煙量、環境溫濕度、烘烤工藝、煙葉狀態、煤炭質量等因素，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污染環境[1-3]。因此，必須加強這一環節節能減排的深入研究。目前，各地均以新型能源烤房為創新點，配套專業化采烤服務模式和高要求的采烤技術標準，共同實現烘烤環境友好型的生產模式。皖南煙區近幾年通過踐行綠色發展理念，開展了一系列的研究。筆者在皖南煙區烘烤環節新能源節能減排技術方面開展試驗，并提出一些建議和改進措施，供行業內其它產區參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

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

1.2 試驗材料

新型烤房是由閉環式除水熱泵干燥機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，裝煙桿數約320～380桿，烤房尺寸是國家標準烤房尺寸。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，壓縮機為非變頻壓縮機。詳細組成見表1。

表1 不同烤房烘烤能耗對比表

注：電力折標系數按0.35kg/ kW·h；燃煤發熱值按5650kcal/kg。

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

采用皖南煙區普遍使用的自動加煤烤房進行對比，兩者裝煙量相同。供試驗品種為云煙97，栽培技術措施均按常規進行。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，多雨寡照。

測定項目與方法：采用連續流動分析儀測定煙葉常規化學成分。

2 結果與分析

2.1 新型烤房空載升溫能力測試

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

2.2 自控操作程度

烤房自制控制儀，采用觸屏方式，可自行增減關鍵溫度點與穩溫時間，通過自控儀中的參數設置可調節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。

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。雖然烘烤季節多遇梅雨天氣，但其能耗仍較低。采用新型烤房進行煙葉烘烤的節能率為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，折合標煤耗為1.324kgce/kg。

2.4 不同烤房烤后煙葉質量對比

表2 不同烤房烤后煙葉外觀質量對比表

表3 不同烤房烤后煙葉化學成分對比表 (%)

新型烤房烤后煙葉外觀質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。且化學成分無明顯變化，含量均在較適宜范圍內。可能是由于新型烤房除濕干燥方式更加適宜于煙葉烘烤，烤后煙葉質量化學成分適宜，外觀質量較好。

2.3 不同烤房烘烤成本、用工及烤后煙產值效果對比

表4 不同烤房烘烤經濟效益對比表

新型烤房由于其較好的外觀質量，利于提交煙葉等級質量。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濟效益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，在節能環保上，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，新型智能烤房節能率達48.2%。在經濟效益上，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濟效益115元。

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

(3)結合皖南煙區實際情況，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；皖南煙區烘烤季節正值梅雨季節，一定程度上影響了太陽能更好地發揮其優勢；新型烤房單座運行需匹配電力15kW，集中建立烤房群時電力負荷更大，對于當地電網要求較高。

(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，應多加強成本控制方面的研究，推廣使用時配套基礎設施建設和一定的政策補貼；根據推廣區域自然氣候特點進行相應推廣，對于東南多雨地區可不考慮太陽能集熱裝置，而在陽光充足產區可考慮推廣。

4 結論

與自動加煤烤房相比，采用新型烤房進行煙葉烘烤的節能率為48.2%，每畝可增加經濟效益115元，且烤后煙葉質量好，經濟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，應加強新能源烤房成本控制、配套基礎設施并在實際推廣中結合產區實際情況，因地制宜地進行改進和推廣。

[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.煙葉烘烤節能技術研究進展[J].南方農業學報,2011,42(10):1267-1270.

[3]周慶,田為剛,董海京,等.云南煙草行業節能減排應用的思考[J].環境科學導刊,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