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    高溫熱泵烘干在煙葉烘干中應用

    作者:東莞熱水工程網點擊: 發布時間:2018-03-13 23:42

      高溫熱泵煙葉烘干機:在卷煙成型的流程中,其中烘烤加工設備和工藝條件起著十分重要的作用。傳統的煙葉烘烤主要是以燃煤等為燃料,煤炭燃燒所產生的二氧化硫等有害物質,更是嚴重污染了大氣環境,影響人們的身體健康。同時產生大量的CO2溫室氣體,造成全球溫度上升;另外整個工藝都是憑借操作者經驗和感覺,進行溫濕度控制,人為控制造成煙葉品味大大降低,煙葉質量參差不齊,嚴重影響煙農的收入。應用高溫熱泵烘干機烤煙將可以降低能源消耗,成本降低約10%左右,關鍵可以減少污染氣體、溫室氣體的排放,將為節能減排作出重要貢獻。同時提高煙葉的烘烤質量,為煙農創收;同時高溫熱泵烘干機烤煙可實現全自動控制,一個大的烘烤房群20-30間烘烤房基本只需要2~3個人進行操作控制,節約大量勞動成本。

    高溫熱泵煙葉烘干機

      一、高溫熱泵烘干在煙葉烘干應用原理

      高高溫熱泵烘干加熱系統由翅片式蒸發器、直流變頻壓縮機、翅片式冷凝器、電子膨脹閥組成。為了達到高的出風溫度,循環工質采用R134a制冷劑;為提高熱量利用率,避免除濕時熱量浪費,通過凝露排濕系統進行除濕。凝露排水系統由接水盤、排水管組成,整個工藝流程圖,如圖1所示。為了全自動化控制,機組提供了人性化的數字顯示操作界面如下圖。

    煙葉烘干機

      二、高溫熱泵烘干機運行分析

      1.除濕分析

      濕空氣從回風口進入機組先經過蒸發器,與之進行熱交換。由于蒸發器的翅片度低于濕空氣露點溫度,空氣中所含的水分將被凝露出來并排走。然后空氣再流經冷凝器吸熱并升溫,進入烘房叢煙葉中吸收水分。

      2.熱泵運行節能分析

      從除濕分析中可以看出,濕空氣經過蒸發器后,產生凝露,濕空氣在凝露冷卻過程中是個放熱過程,對應蒸發器吸收了熱量,設為Q2,壓縮機、風機等需要消耗電能Q3,冷凝器向干空氣傳熱設為Q1;熱泵能效系數:COP=Q1/Q3=Q1/(Q1-Q2),理論上該數值在9~39左右,考慮實際各項損失,熱泵能效系數一般在4~8左右。

      三、熱泵烘干系統運行分析

      烘干房尺寸:3.6*8*3.4米,裝煙量4000kg-5000kg;加熱設備直流變頻壓縮機10HP、電子膨脹閥3.0mm口徑、直流風機風量18000m3/h,最大機外余壓170kPa。

      通過控制器設定變黃階段1運行時間:15小時、干球溫度:36℃/濕球溫度34℃、設定壓縮機運行頻率1、調節風機運行頻率1、新風風閥開度1、回風風閥開度1。

      通過控制器設定變黃階段2運行時間:40小時、干球溫度:40℃/濕球溫度36℃、設定壓縮機運行頻率2、調節風機運行頻率2、新風風閥開度2、回風風閥開度2。

      通過控制器設定定色階段1運行時間:15小時、干球溫度:42℃/濕球溫度36℃、設定壓縮機運行頻率3、調節風機運行頻率3、新風風閥開度3、回風風閥開度3。

      通過控制器設定定色階段2運行時間:30小時、干球溫度:52℃/濕球溫度37℃、設定壓縮機運行頻率4、調節風機運行頻率4、新風風閥開度4、回風風閥開度4。

      通過控制器設定干筋階段1運行時間:20小時、干球溫度:60℃/濕球溫度40℃、設定壓縮機運行頻率5、調節風機運行頻率5、新風風閥開度5、回風風閥開度5。

      通過控制器設定干筋階段2運行時間:20小時、干球溫度:68℃/濕球溫度45℃、設定壓縮機運行頻率6、調節風機運行頻率6、新風風閥開度6、回風風閥開度6。

      (用戶可以根據需求每個階段可以設定更多的運行時間、干球/濕球溫度)。

      熱泵烘干房內實際溫度曲線:

      由于熱泵烘干房密封性好、保溫保濕性能高,整個煙葉烘烤過程中從低溫到高溫,壓縮機一般在設定頻率工作一段時間,然后自行降至低頻運轉。而且室內溫度比較穩定,當箱內與外界的溫差變大時,壓縮機的頻率緩慢增加,烘干房內溫度不會出現較大幅度的波動和過低、過高的現象,從而從根本上避免了烤青和掛灰現象的產生[1]。

      通過測試計算發現,環境溫度在24℃時,熱泵的能效值約4~8之間,烘烤每千克干煙葉平均耗電量約為1.8kW·h。

      采用高溫熱泵烘干技術考驗的優勢:

      (1)采用高溫除濕熱泵加熱方式進行煙草烘干,完全可以替代傳統的燒煤烘干方式。

      (2)采用高溫除濕熱泵加熱方式,有效地提高了熱能利用率,節能效果很明顯。試驗結果,烘烤1kg干煙葉平均耗電量約為1.8kW·h,運行成本與燒煤成本相比低,而且不產生廢氣、廢水,有顯著的環境效益。

      (3)高溫除濕熱泵烤煙可真正實現自動化控制。根據三段式烘烤工藝對溫濕度的要求,通過控制器的預設干/濕球溫度、運行時間,以及直流變頻壓縮機、直流變頻風機的自動控制,可以確保烤房內溫度接近預定溫度曲線,從而從根本上避免了烤青和掛灰現象的產生。

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