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    PHNIX如意“金剛泵”在煙葉烘干中的運用淺談

    煙葉成熟采摘后必須經過烘烤加工才能制成工業用煙。這個烘烤過程一般需要一百多個小時,完全由人工控制烤房燃燒室的火力,并監測烤房的溫濕度,所以勞動強度很大,而且很難控制烤房的溫濕度,也不能對整個烘烤過程進行精確計時,烤出的煙葉工業利用率較低。為解決上述問題,熱泵烘烤方式應運而生。結合當前先進的煙葉烤房溫濕度自動控制儀,智能監測傳感器溫濕度的變化,并根據煙葉烤制過程的z*佳生化控制曲線,利用z*先進的控制執行機構,保證烤房內的溫濕度嚴格按照z*佳生化曲線變化,從而提高了烤房內溫濕度只精確度及烤煙質量,大大減輕煙農的勞動強度。

    下面以一個實際工程案例,對煙葉熱泵烘烤設計做一個詳細的說明。

    工程概述:以湖南郴州某煙葉基地為例,烘干烤房設計的鮮煙葉質量為3000kg,煙葉的含水量為90%,烘干后煙葉的水分要求達到16%。

    簡易烘烤工藝如下:

    (1)烤房裝滿,開始加熱,溫度以每小時2°F到100°F(1.1℃/小時→37.8℃)升溫,排風口若要排除過多的水份,使煙葉凋萎,開度要有足夠大,特別當煙葉很濕時,應那樣作。在密集烤房,如果煙葉很濕,在升溫加熱前,應運轉風扇12到24小時,用以排除過多的水份。

    (2)保持100°F(37.8℃)直到全部煙葉變黃。這一時期要提供足夠的通風,以便煙葉變黃,那些裝在底層的煙葉要完全凋萎。但是要防止過度通風,過度通風煙葉變黃之前會被烤干(出現烤青現象)。在多數情況下,干濕球讀數差應保持2-3°F(1.1~1.7℃)之間。

    (3)當煙葉變為黃色并且足夠凋萎時,以每小時2°F(1.1℃)的升溫率到130°F(54.4℃)升高干球溫度。加大通風,以便使在這一時期任何時間,濕球讀數都不超過105°F(40.6℃)。在定色后期濕球溫度不超過105°F(40.6℃),減小通風裝置開度通常是允許的。干球溫度保持在130°F(54.4℃)直到底層兩層的煙葉全部干燥。

    (4)以每小時2°F(1.1℃)的升溫率升高干球溫度到160°F(71.1℃),并保持這一溫度直到煙筋變干。這一時期可以減小通風,到烘烤后期通風裝置必須關閉。只要濕球讀數不超過110°F(43.3℃),這一時期繼續減小通風是安全的。

    控制要求:

    (1)溫度要求:范圍在0-80℃,測量精度0.5℃,控制精度1℃,顯示分辨率為0.1℃。

    (2)執行機構:(略)

    (3)控制機構:(略)

    (4)報警:當溫度設定低于或者高于設定溫度2℃,蜂鳴器報警,同時用紅色指示燈指示。

    熱泵型煙葉烤房的結構設計

    1.熱泵型烤房結構設計有兩個設計要點:

    第一:熱泵型煙葉烤房設計z*好建成兩座連體。

    這樣設計有以下好處:一是可以節約1面墻的建筑費用,二是可以節約兩面墻的熱量損失,三是可以不影響觀察各位置的煙葉的變化情況。四是可以充分發揮熱泵室外換熱器的換熱效率。

    第二:熱泵型烤煙房必須設置架空層。設計架空層的主要目的是加強排濕熱的熱回收。排濕熱回收可以通過三種方式:第一部分是排濕氣體先通過新風管道預熱新風,第二部分是排濕氣體對架空層上面也就是烤煙房地坪的保溫作用,第三部分是排濕氣體離開烤煙房后,再由熱泵回收。

    2.熱泵型烤房結構設計必須考慮烤房內溫度一致

    熱泵烤房要求室內空間個點的溫度盡量相等,溫差應控制在允許范圍之內,1℃范圍內z*好,烤房的外形尺寸和風機特性等與傳統的燃煤烤房要求一致。

    3.煙葉烤房架空層設計

    煙葉烤房架空層設計高度不要低于40cm,否則,不利于排濕,架空層內至少要設計2道排濕氣流調節板,這樣有利于調整溫度場的均勻性。

    4.煙葉烤房新風管的設計

    新風管應力求增加換熱面積,但也要考慮風阻不能太大,否則會影響排濕。一般情況下,新風管的直徑不要大于300mm,長度不要大于10m。

    5.新風口設計

    新風口調節閥為比例調節控制,由微電腦控制器根據烤煙房內的濕球溫度自動控制。

    6.排濕口設計

    通過調節熱泵室外機組的風機,控制排濕速度。濕蒸汽帶出的熱量經過室外換熱器回收到烤房內,從而減少了排濕的熱量損失。這一點,目前燃煤式烤煙房無法做到,排濕時,只能靠多燃煤來彌補熱能的損失。

    熱泵機組選型設計

    熱泵選型設計計算的參數是其制熱量。熱泵的z*大制熱量必須大于維護結構的熱損失,干筋期煙葉干燥所需熱量以及排濕所需的熱量。

    機組選型過程按照上述熱平衡方程計算,很多數據難以在非實驗條件下獲得,一般按照經驗數據計算。根據一些文獻資料數據計算,取熱泵熱回收效率為80%,維護結構采用100mm厚聚苯乙烯保溫板,結構尺寸為8000mm*2800mm*3200mm,有效容積為90%,裝鮮煙量為5000kg,z*大小時耗熱量為0.655kw/平米計算,那么該設備z*大耗熱量為43.2kwh。室外干球溫度為25℃計算,可以根據機組工況選定所需要的機組。

    熱泵式烤煙房建設成本

    根據z*近幾年的生產資料價格,山東種煙地區的環境測算,批量熱泵烤煙房的建設成本大約是6萬元,長江以南煙區的建設成本大約是5萬元,燃煤密集型烤煙房可以改造成熱泵烤煙房,改造成本大約是3.5萬人民幣,以上成本不包括店里改造成本。

    熱泵式烤煙目前大都處于技術探索階段,很多工程設計方面的內容需要實踐考察和驗證,才能真正是熱泵烤煙走向工業化,規模化的道路。

    標簽: PHNIX如意金剛  

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