林壬欽:煙草烘干設備電氣化,熱泵設備的創新方向在哪里?
01、煙草烘干市場分析
1.1、市場份額巨大
我國是世界煙草生產第一大國,每年種植煙草100多萬公頃,煙草年產量達200多萬噸,主要產區集中在西南地區。
1.2、烤煙種植最廣
按煙葉品質特點、生物學性狀和栽培調制方法分類,我國將煙草劃分為:烤煙、曬煙、晾煙、白肋煙、香料煙、黃花煙六大類型,其中烤煙種植面積占全國煙草面積的90%以上。
02、烤煙工藝特點
2.1、烤煙期環溫高
由下表可知:煙草烘干多為5~9月份,室外環境溫度17~35℃,屬于高溫工況制熱需求與常規民用低溫采暖空調截然相反,常規熱泵采暖外環境溫度范圍-20~10℃。
2.2、溫度變化范圍寬、控制精度要求高
煙草烘干具備標準的烘干工藝流程要求,烘烤期間對烤房內部的溫度、濕度均提出了明確的指標。
干球溫度:烤房溫度在35~68℃范圍,最高值需要達到68℃。
濕球溫度:烤房濕球溫度33~42℃范圍,其相對濕度在24.04%~87.19%,最低達到24%。
2.3、溫升速率階段性改變
按烘干工藝曲線,整個溫度變化包括11個小階段,溫升速率范圍為0~1℃/h。
煙草烘烤工藝溫度提升變化圖
數據來源:云南省煙草農業科學研究院
煙草烘烤工藝溫度速率變化圖
數據來源:云南省煙草農業科學研究院
2.4、新風、除濕負荷波動幅度大
烘干工藝過程失水率4kg/h~34.5kg/h,在8%~100%范圍調節。
三段式烘烤工藝失水速率變化曲線
數據來源:熱泵干燥系統性能優化的理論研究及熱泵烤煙技術的應用分析
三段式烘烤工藝新風質量流量變化曲線
數據來源:熱泵干燥系統性能優化的理論研究及熱泵烤煙技術的應用分析
2.5、系統熱負荷需求范圍寬
在開式系統中,按煙葉負荷、圍護結構負荷、新風負荷計算系統總負荷需求為9.6kw~39.58kw,在24%~100%范圍調節。
三段式烘烤工藝計算系統熱負荷變化曲線
數據來源:熱泵干燥系統性能優化的理論研究及熱泵烤煙技術的應用分析
2.6、系統熱負荷需求范圍寬
在開式系統中,按煙葉負荷、圍護結構負荷、新風負荷計算系統總負荷需求為9.6kw~39.58kw,在24%~100%范圍調節。
三段式烘烤工藝計算系統熱負荷變化曲線
數據來源:熱泵干燥系統性能優化的理論研究及熱泵烤煙技術的應用分析
2.7、煙草烘干需求匯總
需求總結:煙草烘干需要溫濕度雙重控制,并且烘干過程需要變溫度速率、變負荷、變風量輸出。