林壬钦:烟草烘干设备电气化,热泵设备的创新方向在哪里?
01、烟草烘干市场分析
1.1、市场份额巨大
我国是世界烟草生产第一大国,每年种植烟草100多万公顷,烟草年产量达200多万吨,主要产区集中在西南地区。
1.2、烤烟种植最广
按烟叶品质特点、生物学性状和栽培调制方法分类,我国将烟草划分为:烤烟、晒烟、晾烟、白肋烟、香料烟、黄花烟六大类型,其中烤烟种植面积占全国烟草面积的90%以上。
02、烤烟工艺特点
2.1、烤烟期环温高
由下表可知:烟草烘干多为5~9月份,室外环境温度17~35℃,属于高温工况制热需求与常规民用低温采暖空调截然相反,常规热泵采暖外环境温度范围-20~10℃。
2.2、温度变化范围宽、控制精度要求高
烟草烘干具备标准的烘干工艺流程要求,烘烤期间对烤房内部的温度、湿度均提出了明确的指标。
干球温度:烤房温度在35~68℃范围,最高值需要达到68℃。
湿球温度:烤房湿球温度33~42℃范围,其相对湿度在24.04%~87.19%,最低达到24%。
2.3、温升速率阶段性改变
按烘干工艺曲线,整个温度变化包括11个小阶段,温升速率范围为0~1℃/h。
烟草烘烤工艺温度提升变化图
数据来源:云南省烟草农业科学研究院
烟草烘烤工艺温度速率变化图
数据来源:云南省烟草农业科学研究院
2.4、新风、除湿负荷波动幅度大
烘干工艺过程失水率4kg/h~34.5kg/h,在8%~100%范围调节。
三段式烘烤工艺失水速率变化曲线
数据来源:热泵干燥系统性能优化的理论研究及热泵烤烟技术的应用分析
三段式烘烤工艺新风质量流量变化曲线
数据来源:热泵干燥系统性能优化的理论研究及热泵烤烟技术的应用分析
2.5、系统热负荷需求范围宽
在开式系统中,按烟叶负荷、围护结构负荷、新风负荷计算系统总负荷需求为9.6kw~39.58kw,在24%~100%范围调节。
三段式烘烤工艺计算系统热负荷变化曲线
数据来源:热泵干燥系统性能优化的理论研究及热泵烤烟技术的应用分析
2.6、系统热负荷需求范围宽
在开式系统中,按烟叶负荷、围护结构负荷、新风负荷计算系统总负荷需求为9.6kw~39.58kw,在24%~100%范围调节。
三段式烘烤工艺计算系统热负荷变化曲线
数据来源:热泵干燥系统性能优化的理论研究及热泵烤烟技术的应用分析
2.7、烟草烘干需求汇总
需求总结:烟草烘干需要温湿度双重控制,并且烘干过程需要变温度速率、变负荷、变风量输出。