香烟厂空调体系节能状况探析

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本文作者：张兢作者单位：陕西中烟工业有限责任公司延安卷烟厂

为了满足卷烟生产的要求，卷烟厂设有空调系统。有关空调系统的设计安装工作，除了要满足相关的技术标准和技术规范要求之外，还要考虑到卷烟生产的工艺的特殊需求，如对温度、湿度的要求等等。当前，卷烟厂的空调系统的运行技术良莠不齐，因此，做好节能减排工作，有效降低卷烟厂能耗指标，是当前要解决的重要课题。

一、卷烟厂空调系统的运行特点分析

在卷烟生产过程中，会产生大量的热量、粉尘，温度通常较高，整个车间的空间相对较大，并且都是24小时不间断的生产，因此，空调系统的工艺相对复杂，并且对空调系统的要求也较高，由此产生的能耗也相应的较大。

1．卷烟厂的生产车间是空调系统的主要运行区域，正常情况下，产生的热量较大，但是湿量却相对很低，热量和湿量的比例接近于正无穷。

2．对于车间的温度和湿度都有着严格的要求，由于在生产过程中，设备也会产生大量的热，因此在冬季也需要对车间进行精确的温度和湿度的控制。

3．卷烟厂的设备都是全年24小时不间断运行的，能耗巨大。

二、卷烟厂的工艺流程分析以及空调系统的发展历史

1．卷烟厂的工艺流程。卷烟生产的主要流程包括片烟的处理、叶丝的加工、梗丝的加工、加香处理、烟丝膨胀、滤棒成型以及卷接包等，其中每个阶段都有特定的温度要求以及湿度控制要求，空调系统的主要控制参数就是相对湿度要求，对产品的质量、能耗有着直接的影响。

2．卷烟厂空调运行系统的负荷分析。卷烟厂的负荷主要是由设备、人员、物资原料等产生。车间的工艺程序不同，产生的负荷也就相应的有所区别。有的车间的负荷来源于设备，温度较高，需要全年不间断的供冷；有的车间需要较高的温度来储藏原材料，因此负荷主要就是供热产生；还有的车间是冷、热共存的现象。

3．卷烟厂空调系统的发展历程分析。初期，采用喷淋式的运行方式，在夏季温度较高时，用冷水喷淋，对空气进行冷却，冬天温度降低时，为保证供热和湿度的要求，经过加湿降温处理过的空气，送入车间。采用此种方法，优点是有利于空气的处理净化工作，但是，也存在一定的缺陷，冷水经过循环使用，水质变差，严重影响设备效率。在此问题上，提出改进措施，利用循环水进行喷淋，在一定程度上提高了水的质量，但是增加了能耗，使负荷增加。目前我国卷烟厂普遍采用的方式是表冷器用干蒸汽做加湿处理，既保证了水质的要求，同时在能耗上也有了进步。

三、卷烟厂空调运行系统存在的问题分析

1．制冷时间过长，系统效率降低。部分车间由于温度的要求，需要常年24小时不间断的供冷，制冷机运行工作的时间过长，在外界温度相对较低时，制冷机仍需运转工作，导致设备效率下降，制冷量减少。制冷机的冷源就是冷水，末端的最低水温对冷水的出水温度有严格的规定，因此，出水温度与外界温度有较大的差距，大量的冷量损失，系统效率严重降低。

2．冷量热量同时作用，相互抵消。通常情况下，生产车间面积较大，往往一个车间就需要多个空调箱同时工作，不可避免的会出现有的空调箱制冷运行，有的空调箱制热运行，同时产生冷量和热量，作用相互抵消。

3．忽略自然冷源。外界温度较低时，空调的制冷设备仍处于运行状态，没有重视自然冷源的有效利用。

4．蒸汽二次加热处理。卷烟生产所需的蒸汽温度通常是200℃左右，经过二次加热后，很容易得不到有效利用，同时，因为阀门控制问题，出现热量散失现象，车间内温度湿度不稳定，增加空调设备运行的负荷。

5．空调运行系统能耗较高，系统缺乏整体调节能力。为满足不同的气候条件，在进行风机设计时，通常会比理论的设计要求高，但是实际的运行效率却较低，在最大负荷下运行的时间和全部运行时间相比较少，导致风机的能耗增加。制冷机不能完全适应末端温度的变化，并且生产车间和制冷站之间距离较远，在冷水的输送过程中，造成流量很大，但是温差很低的现象，系统整体的调节能力较差，增加了能耗。

四、卷烟厂空调系统的节能分析研究

做好卷烟厂空调系统的节能减排研究，主要工作集中在水系统和风系统两个方面。

1．水系统的节能分析。

1．1空调系统的大部分能耗都是由于制冷产生的，因此，提高空调系统的效率，降低能耗，一个有效途径就是提高制冷机的性能系数，也即COP值。具体的方法包括：（1）调整设备的运行负荷；（2）降低水的冷凝温度；（3）利用变频技术，调节压缩机的转速；（4）做好制冷机的清洁工作。

1．2合理利用自然冷源。由于卷烟厂的部分车间需要常年供冷，制冷机的运行负荷过大，因此，在外界温度较低时，可以利用自然冷源，降低车间温度，减小制冷机的运行负荷。目前的普遍做法就是利用冷却塔。在外界温度较低时，将循环冷却水在其中喷淋，使之与空气直接接触，通过蒸发和对流把携带的热量散发到大气中去，降低制冷机的能耗，提高运行效率。

2．风系统的节能分析。

2．1改进蒸汽加湿方法。在一些气候干燥的区域和季节里，需要更大的加湿量。为达到对湿量的要求，可以提高冷水的温度，在温度降低的同时保持了湿量，降低了加湿器的运转负荷，另外，通过降低需要加湿的设备的能耗，保证湿量。

2．2做好工况控制工作。在空调系统运行过程中，选择合理、有效节能的工艺流程及技术手段，是保证空调系统节能工作是否有效的前提条件。因此，将全年进行工况划分，在每个工况内选择科学合理的温度湿度控制模型，研究分析空调系统的最佳节能减排方案。

3．空调系统节能减排研究的相关建议。结合前述的卷烟厂空调系统存在的问题，在节能工作上虽然已取得一些成效，但是仍存在不尽人意的地方：（1）没有深入的了解卷烟厂的需求，在进行设计时缺乏有力的指导；（2）对于提高制冷机性能系数的措施，末端温度无法灵活调节的问题没有得到解决；（3）利用自然冷源的办法虽然可行，但是没有充分考虑到如果供冷量不足，仍需开启制冷机，同样会增加能耗。

因此，要改善卷烟厂空调系统能耗大的问题，最根本的途径不仅仅要深刻了解卷烟厂的需求，为设计方案提供充分的理论支持，还要进一步完善空调系统的形式，首先根据每个车间的不同需求灵活进行配置，避免资源的浪费以及高载荷低效率的运行情况，其次要避免冷量和热量的相互抵消作用，多余的热量进行二次加热处理，充分利用自然冷源，第三就是强化空调系统的运行管理工作，对空调系统进行定期检查，发现问题及时处理，真正做到节能减排。

五、结语

根据卷烟厂的生产工艺和生产负荷的特殊要求，每个车间对温度和湿度的要求也不尽相同。当前的空调运行系统缺乏整体的调节能力，长时间的制冷运行，导致设备的效率急剧降低，同时对自然冷源没有起到应用的重视。因此，对于卷烟厂的节能减排研究主要集中在供冷方面，通过深入研究卷烟厂的需求和自身特点，有效降低空调系统的能耗，使卷烟厂达到一个优异的能耗指标。