卷烟厂空调机组气水加湿器的改进与应用

蔡君巍，尚 昆，杨 川

（山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，济南 250104）

卷烟厂空调机组气水加湿器的改进与应用

蔡君巍，尚 昆，杨 川

（山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，济南 250104）

针对老式气水加湿器出现易堵塞、维修频次高的问题，采用内混式喷嘴代替原有的外混式喷嘴，根据新的喷嘴重新设计管路和安装方式，增加吸收距离。改造完毕后，大大降低了气水加湿器的维护频次，提高了加湿量，降低了空调系统能耗。

空调机组；气水加湿器；改进应用

0 引言

卷烟厂空调机组在卷烟生产工艺中起着不可或缺的作用，通过控制生产区域合理的温度和湿度范围，以保持烟丝的含水率，从而保证产品的内在品质和外在感官质量［1］。卷烟厂空机机组一般由回风段、混风段、表冷段、加热段、加湿段、送风段等部分组成，其中，加湿段安装有蒸汽加湿器和气水加湿器，气水加湿器具有加湿和降温的双重效果，在生产车间产热量日益增大的情况下，它是过渡季节的重要降温手段。

我厂空调使用的是某厂家cleanfog气水加加湿器，使用初期效果良好，但随着使用时间的增长，出现喷头雾化效果差的情况，加湿量远远低于实际需求。因此，在过渡季节需要大量使用蒸汽加湿器，造成温湿度指标的不稳定，增加了空调系统的能耗。

1 存在问题

1.1 工作原理

气水加湿器由若干个气水混合喷嘴、主控制器、辅助控制器、水气处理、水气分配等部分组成。压缩空气通过调压阀从喷嘴喷出，同时推动喷嘴内的气动活塞带动针阀向后移动，将水路出口打开。喷射出的压缩空气使得连接喷嘴的水路和气水混合比例控制装置内形成负压（真空）并推动比例控制装置内的阀杆向下移动，水路打开。同时压缩空气打开气动截止阀，水从比例控制装置流过，到达喷嘴并与压缩空气混合喷出形成水雾。

1.2 存在问题

1.2.1 喷嘴易堵塞

观察气水加湿器的运行情况，发现部分喷嘴出现不喷水、或只喷水柱的情况，这是由于气路或水路的出口被沉淀物堵塞，导致雾化效果极差。清理喷嘴后效果有所好转，但一两周后又会出现堵塞现象，造成加湿效果大打折扣。

Cleanfog气水加湿器喷嘴为外混式雾化喷嘴，由于其工作原理是在喷嘴外部，利用高速气流对液体进行摩擦产生雾化，因此，这种喷嘴普遍出口通径过小，导致出口容易堵塞。实际测量喷嘴压缩空气出口的通过间隙非常小，为0.25mm，出口有一些白色的沉淀物，造成堵塞；在软化水出口和针阀上，也发现了类似的现象。

1.2.2 吸收距离较短

吸收距离是指气水加湿器的喷嘴到挡水板的直线距离［2］。由于喷嘴喷出的水滴的蒸发过程需要一定的时间和空间，如果吸收距离过短，未充分蒸发的水珠就就会被挡水板阻挡，大大影响了加湿效率。

由于空调机箱内空间有限，为了增加下游的吸收距离，需要尽可能缩短上游距离。Cleanfog气水加湿器由于喷射角度小、喷射距离较远，为了避免喷到上方的支架，采用斜45°逆向的安装方式，这样造成上游距离较大，导致下游的吸收距离缩短。

1.2.3 管路易破损、易脱落

机箱内加湿器的气、水管路均为橡胶材料，橡胶管具有价格低、柔性强、易安装的特点，但在高压高湿的工况下，其物理性质和性能水平都会发生变化，加速老化，被气压或水压冲击产生漏点，而且橡胶管需要快插式的连接方式，长时间使用的话，易发生脱落。因此，应该选取耐高温、耐高压、耐腐蚀的材料，连接方式应兼具密封性和稳定性，使用寿命要长，可以有效减少管路的漏点。

2 改进方法

2.1 选择喷嘴

内混式喷嘴，气体、液体在前盖腔体内部混合雾化后再喷出［3］。如图3所示，由于前盖腔体的存在，空气和水可以充分撞击，形成微小水雾后再喷出。因此，它的水、气出口通径较大（一般在2mm以上），不易堵塞。而且此喷嘴的喷雾角度大，水雾呈面状扩散喷出，与空气接触面积较大，蒸发过程更快，更适用于小空间。

图4 新喷头安装示意图

理论加湿量，需要喷嘴35个，最终取整为40个。根据喷嘴数量设计管路如图4所示。

2.2 增加吸收距离

原有的气水加湿器喷嘴由于喷雾角度小、喷雾距离远，故而采用逆风向、与水平呈45°安装，为了避免喷射到上游设备上，上游距离较大，现场测量为0.6m。采用的新喷嘴属于广角度喷嘴，喷雾角度大，但喷雾距离较小，因此可以采用垂直水平面的安装方式，同时考虑到风速的影响，通过实验得出，所需上游距离为0.3m。因此，可以将加湿器支架整体前移0.3m。

2.3 采用不锈钢管路和卡套式连接方式

不锈钢材料具有耐高温、耐高压、性能稳定的特点，其管路连接采用卡套式连接，虽然成本较高、安装难度较大，但其密封性和稳定性好，可以有效减少管路的漏点。因此，选用不锈钢作为管道主材，选用卡套式连接方式。

3 应用效果

通过更换内混式喷嘴、增加吸收距离、更换连接管件和连接方式，有效降低了气水加湿器的故障点，降低了维修频次，保证了较好的雾化效果。通过测量前后空气的含湿量，计算得到改进后的加湿量达到370kg/h，较改造前150kg/h的加湿量有了很大的提升。同时，减少了蒸汽加湿器的使用，在过度季节，空调系统的综合能后有了较大的降低。

［1］孙峰.基于卷烟厂联合工房中央空调系统特点节能潜力分析［J］.建设科技，2014.

［2］冯国会，李甲，王智超.空调加湿器吸收距离的测量［J］.沈阳建筑大学学报，2011.

［3］蒋斌，王子云，付祥钊，王勇.内混式扇形空气雾化喷嘴参数研究［J］.化工进展，2011.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.174