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空气能高温热泵烟叶烘干方案
浏览: 发布日期:2018-11-19

  烟叶烘干:在卷烟成型的流程中,其中烘烤加工设备和工艺条件起着十分重要的作用。传统的烟叶烘烤主要是以燃煤等为燃料,煤炭燃烧所产生的二氧化硫等有害物质,更是严重污染了大气环境,影响人们的身体健康。同时产生大量的CO2温室气体,造成全球温度上升;另外整个工艺都是凭借操作者经验和感觉,进行温湿度控制,人为控制造成烟叶品味大大降低,烟叶质量参差不齐,严重影响烟农的收入。应用高温热泵烘干机烤烟将可以降低能源消耗,成本降低约10%左右,关键可以减少污染气体、温室气体的排放,将为节能减排作出重要贡献。同时提高烟叶的烘烤质量,为烟农创收;同时高温热泵烘干机烤烟可实现全自动控制,一个大的烘烤房群20-30间烘烤房基本只需要2~3个人进行操作控制,节约大量劳动成本。

  

高温热泵烟叶烘干

  一、高温热泵烘干烟叶技术原理

  高高温热泵烘干加热系统由翅片式蒸发器、直流变频压缩机、翅片式冷凝器、电子膨胀阀组成。为了达到高的出风温度,循环工质采用R134a制冷剂;为提高热量利用率,避免除湿时热量浪费,通过凝露排湿系统进行除湿。凝露排水系统由接水盘、排水管组成,整个工艺流程图,如图1所示。为了全自动化控制,机组提供了人性化的数字显示操作界面如下图。

  

高温热泵烘干控制系统

 

  二、高温热泵烘干运行分析

  1.除湿分析

  湿空气从回风口进入机组先经过蒸发器,与之进行热交换。由于蒸发器的翅片度低于湿空气露点温度,空气中所含的水分将被凝露出来并排走。然后空气再流经冷凝器吸热并升温,进入烘房丛烟叶中吸收水分。

  2.热泵运行节能分析

  从除湿分析中可以看出,湿空气经过蒸发器后,产生凝露,湿空气在凝露冷却过程中是个放热过程,对应蒸发器吸收了热量,设为Q2,压缩机、风机等需要消耗电能Q3,冷凝器向干空气传热设为Q1;热泵能效系数:COP=Q1/Q3=Q1/(Q1-Q2),理论上该数值在9~39左右,考虑实际各项损失,热泵能效系数一般在4~8左右。

  三、热泵烘干系统运行分析

  烘干房尺寸:3.6*8*3.4米,装烟量4000kg-5000kg;加热设备直流变频压缩机10HP、电子膨胀阀3.0mm口径、直流风机风量18000m3/h,最大机外余压170kPa。

  通过控制器设定变黄阶段1运行时间:15小时、干球温度:36℃/湿球温度34℃、设定压缩机运行频率1、调节风机运行频率1、新风风阀开度1、回风风阀开度1。

  通过控制器设定变黄阶段2运行时间:40小时、干球温度:40℃/湿球温度36℃、设定压缩机运行频率2、调节风机运行频率2、新风风阀开度2、回风风阀开度2。

  通过控制器设定定色阶段1运行时间:15小时、干球温度:42℃/湿球温度36℃、设定压缩机运行频率3、调节风机运行频率3、新风风阀开度3、回风风阀开度3。

  通过控制器设定定色阶段2运行时间:30小时、干球温度:52℃/湿球温度37℃、设定压缩机运行频率4、调节风机运行频率4、新风风阀开度4、回风风阀开度4。

  通过控制器设定干筋阶段1运行时间:20小时、干球温度:60℃/湿球温度40℃、设定压缩机运行频率5、调节风机运行频率5、新风风阀开度5、回风风阀开度5。

  通过控制器设定干筋阶段2运行时间:20小时、干球温度:68℃/湿球温度45℃、设定压缩机运行频率6、调节风机运行频率6、新风风阀开度6、回风风阀开度6。

  (用户可以根据需求每个阶段可以设定更多的运行时间、干球/湿球温度)。

  热泵烘干房内实际温度曲线:

  由于热泵烘干房密封性好、保温保湿性能高,整个烟叶烘烤过程中从低温到高温,压缩机一般在设定频率工作一段时间,然后自行降至低频运转。而且室内温度比较稳定,当箱内与外界的温差变大时,压缩机的频率缓慢增加,烘干房内温度不会出现较大幅度的波动和过低、过高的现象,从而从根本上避免了烤青和挂灰现象的产生[1]。

  通过测试计算发现,环境温度在24℃时,热泵的能效值约4~8之间,烘烤每千克干烟叶平均耗电量约为1.8kW·h。

  采用高温热泵烘干技术考验的优势:

  (1)采用高温除湿热泵加热方式进行烟草烘干,完全可以替代传统的烧煤烘干方式。

  (2)采用高温除湿热泵加热方式,有效地提高了热能利用率,节能效果很明显。试验结果,烘烤1kg干烟叶平均耗电量约为1.8kW·h,运行成本与烧煤成本相比低,而且不产生废气、废水,有显著的环境效益。

  (3)高温除湿热泵烤烟可真正实现自动化控制。根据三段式烘烤工艺对温湿度的要求,通过控制器的预设干/湿球温度、运行时间,以及直流变频压缩机、直流变频风机的自动控制,可以确保烤房内温度接近预定温度曲线,从而从根本上避免了烤青和挂灰现象的产生。

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