烘烤新能源技术节能增效研究

高 琴，朱启法，査道喜，单文坡

(安徽皖南烟叶有限责任公司， 安徽 宣城 242000)

烘烤新能源技术节能增效研究

高 琴，朱启法，査道喜，单文坡

(安徽皖南烟叶有限责任公司， 安徽 宣城 242000)

新型烤房将空气能热泵与太阳能吸热进行结合，新型烤房与自动加煤烤房的烟叶烘烤试验结果表明：与自动加煤烤房相比，采用新型烤房进行烟叶烘烤的节能率为48.2%，每亩可增加经济效益115元，且烤后烟叶质量好，经济效益高于自动加煤烤房。就新型烤房的推广提出一些建设性建议，认为应加强新能源烤房成本控制、配套基础设施并有针对性地分区域进行推广。

烤烟；烘烤；新能源；节能增效；皖南

面对日益严峻的环境问题，节能减排已是一项重要的研究课题。烟草行业聚焦低能耗、低排放、环境友好型生产方式，正在各个生产环节探索节能减排，其中尤以烘烤环节最多。烘烤涉及电力、煤炭及污染物排放。据统计，综合考虑烤房类型、装烟量、环境温湿度、烘烤工艺、烟叶状态、煤炭质量等因素，我国每烤出1kg干烟需原煤1.0～3.2kg，全年烟叶烘烤原煤耗煤量达410万t 左右，耗煤量大成本高，且会造成大量的 CO2、CO、SO2、NO、H2S 和烟尘等有害有毒物质污染环境[1-3]。因此，必须加强这一环节节能减排的深入研究。目前，各地均以新型能源烤房为创新点，配套专业化采烤服务模式和高要求的采烤技术标准，共同实现烘烤环境友好型的生产模式。皖南烟区近几年通过践行绿色发展理念，开展了一系列的研究。笔者在皖南烟区烘烤环节新能源节能减排技术方面开展试验，并提出一些建议和改进措施，供行业内其它产区参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

于2015年5月—2016年7月在皖南烟区泾县烟叶工作站共进行两年烘烤试验。

1.2 试验材料

新型烤房是由闭环式除水热泵干燥机与高吸收率太阳能吸热板集热器装置组合而成。一次性入料：500～550kg，装烟杆数约320～380杆，烤房尺寸是国家标准烤房尺寸。太阳能集热板配置：每6m2太阳能吸热板，配置12P空气源热泵，空气源热泵配置：输入功率10.2kW，制热功率35～38kW，压缩机为非变频压缩机。详细组成见表1。

表1 不同烤房烘烤能耗对比表

注：电力折标系数按0.35kg/ kW·h；燃煤发热值按5650kcal/kg。

该烤房将空气能热泵与太阳能吸热进行结合，在标准烤房顶安装太阳能吸热板集热器，和烤房一体化结合，同时具有很好的保温效果和专利型川字型空气流道结构。闭环式自动除湿热泵干燥机是靠热泵机组在密闭的干燥房内运行，用除水的方法干燥物品，机组不仅运行高效无任何污染，而且高度节能，在运行烘干物品过程中不断产生的余热不进行外排而是百分百热量回收，物品干燥期间产生的水蒸气进入机组与全热换热器进行交换，变成冷凝水后排出。

采用皖南烟区普遍使用的自动加煤烤房进行对比，两者装烟量相同。供试验品种为云烟97，栽培技术措施均按常规进行。烟叶成熟后采收。下部叶为5月下旬采收，中部叶6月中下旬，上部叶7月上旬采收。其中中部叶采收烘烤天气处于皖南梅雨季节，多雨寡照。

测定项目与方法：采用连续流动分析仪测定烟叶常规化学成分。

2 结果与分析

2.1 新型烤房空载升温能力测试

根据图1、图2可知，太阳能结合热泵，在环境温度19.1℃的情况下，实际干球温度达到67.5℃用时7.5h，耗电量为65kW·h。单独使用热泵的情况下，环境温度为16.5℃的情况下，实际干球温度达到68.2℃用时5.8h，耗电量为195kW·h。根据以上两组数据可见，新型智能烤房完全满足升温要求，同时结合太阳能使用更为有效节约用电量。

2.2 自控操作程度

烤房自制控制仪，采用触屏方式，可自行增减关键温度点与稳温时间，通过自控仪中的参数设置可调节热泵与太阳能温度启动上下限精确至1℃，湿度上下限精确至0.1℃，操作简单方便，温湿度控制精准。

2.3 不同烤房烘烤能耗对比

与自动加煤烤房相比，新型烤房无煤炭燃烧。虽然烘烤季节多遇梅雨天气，但其能耗仍较低。采用新型烤房进行烟叶烘烤的节能率为48.2%。新型烤房烘烤1kg干烟叶耗电量为1.94kW·h/kg，折合标煤耗为0.686 kgce/kg。自动加煤烤房烘烤1kg干烟叶耗电量为0.44kW·h/kg，耗煤量为1.46kg /kg，折合标煤耗为1.324kgce/kg。

2.4 不同烤房烤后烟叶质量对比

表2 不同烤房烤后烟叶外观质量对比表

表3 不同烤房烤后烟叶化学成分对比表 (%)

新型烤房烤后烟叶外观质量在不同部位不同外观因素上分值均高于或等于自动加煤烤房，总分均高于自动加煤烤房。且化学成分无明显变化，含量均在较适宜范围内。可能是由于新型烤房除湿干燥方式更加适宜于烟叶烘烤，烤后烟叶质量化学成分适宜，外观质量较好。

2.3 不同烤房烘烤成本、用工及烤后烟产值效果对比

表4 不同烤房烘烤经济效益对比表

新型烤房由于其较好的外观质量，利于提交烟叶等级质量。相比自动加煤烤房每亩可减少成本75元，增加收益40元，新型烤房每亩可增加经济效益115元。

3 讨论

(1)新型智能烤房全程使用电力，无煤炭燃烧，零污染零排放，与自动化加煤烤房相比，在节能环保上，新型智能烤房每1kg干烟叶耗电量1.94kW·h。与自动加煤烤房相比，新型智能烤房节能率达48.2%。在经济效益上，相比自动加煤烤房每亩可减少成本75元，增加收益40元，新型烤房每亩可增加经济效益115元。

(2)新型烤房烤后烟叶外观质量优于自动加煤烤房，且烤后烟叶化学成分适宜，烟叶烘烤质量好，利于烟叶分级交售，烟农利益增加。

(3)结合皖南烟区实际情况，使用过程中存在一些问题：单座烤房成本10万元，投入成本较高，成本收回时间较长；皖南烟区烘烤季节正值梅雨季节，一定程度上影响了太阳能更好地发挥其优势；新型烤房单座运行需匹配电力15kW，集中建立烤房群时电力负荷更大，对于当地电网要求较高。

(4)新型烤房在使用推广中有如下建议：新型烤房成本费用较高，应多加强成本控制方面的研究，推广使用时配套基础设施建设和一定的政策补贴；根据推广区域自然气候特点进行相应推广，对于东南多雨地区可不考虑太阳能集热装置，而在阳光充足产区可考虑推广。

4 结论

与自动加煤烤房相比，采用新型烤房进行烟叶烘烤的节能率为48.2%，每亩可增加经济效益115元，且烤后烟叶质量好，经济效益高于自动加煤烤房。但由于其成本较高，以及电力配套的高要求不易于推广使用，应加强新能源烤房成本控制、配套基础设施并在实际推广中结合产区实际情况，因地制宜地进行改进和推广。

[1]聂荣邦,张光利,余少林,等.智能化太阳能密集烤房节能效果研究[J].作物研究,2010,24(3):181-183.

[2]王文超,贺帆,徐成龙,等.烟叶烘烤节能技术研究进展[J].南方农业学报,2011,42(10):1267-1270.

[3]周庆,田为刚,董海京,等.云南烟草行业节能减排应用的思考[J].环境科学导刊,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