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皖南烟区双制式热泵密集烤房应用效果研究

作者:未知

  摘  要:为探索热泵密集烤房在皖南烟区的应用效果,以云烟97烤烟为材料,对比分析了2种烤房(自动加煤烤房、双制式热泵烤房)在装烟量、能耗成本、烤后烟经济性状、外观质量等指标方面的差异。结果表明:热泵烤房装烟量与自动加煤烤房无差异,烤后烟叶外观质量整体优于自动加煤烤房。热泵烤房单炕烟平均用电量为1297 kW·h,能耗成本增加12%,增加139元。热泵烤房上等烟高出1.88个百分点、中等烟高出0.3个百分点、下低等烟低1.58个百分点。每炕烟平均增加效益741元,折合增加效益2775元/hm2。
  关键词:热泵;烤房;能耗;经济性状;外观质量
  中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2019)10-0108-03
  近年来,我国密集烤房在建造、安装和使用等方面的研究取得了较大进展[1-2],皖南烟区普遍升级改造了燃煤加料装置,大大降低了烘烤加煤的用工成本,实行了烘烤的自动化。但烤房群多建在人口密集区,在烘烤过程中,不可避免地会产生大量的空气污染物[3]。在新农村建设和发展现代农业的大形势下,电能热泵烤房无疑是皖南烟区烟叶烘烤的发展方向,其采用清洁电能,符合节能减排的环境要求[4-6]。为此,本试验以燃煤密集烤房为对照,分析比较了热泵密集烤房的实际应用效果,旨在为皖南烟区烤房升级改造提供参考,探索适合当前烟叶烘烤的新能源烤房。
  1 材料与方法
  1.1 供试材料
  1.1.1 供试烟叶 烤烟品种云烟97,选取成熟度一致的烟田1.33hm2,采收腰叶部位,含水率86.3%。
  1.1.2 供试烤房 山东百特机械设备有限公司生产的可拆卸聚氨酯轻钢密集烤房,符合国烟办418号文件要求,装烟室8.0m×2.78m×3.6m,烤房风机型号为7号风机,风机中电机功率2.2kW/h。自控仪为:山东百特温湿度自控仪,采用全自动加煤设备烘烤。采用烟夹装烟。
  1.1.3 热泵设备 采用广州能之原科技股份有限公司生产的冷热双制式KB-65ZS烟草烘烤专用排湿型热泵。冷热双制式机组出风温度2~75℃,设备采用智能控制系统,可存储及预置干燥曲线。适配烤房规格(长×宽×高)8000×2700×3500mm,最大制热量45kW,额定输入功率12kW,最大运行电流30.8A,烤烟能耗2.0~3.1kWh/kg干烟。
  1.1.4 试验时间及地点 2018年安徽省宣城市宣州区杨柳镇沪皖烟草科技园。
  1.2 试验设计 本试验设2个处理,T0(对照,常规自动加煤密集烤房烘烤)和T1(双制式热泵密集烤房烘烤)。烘烤所用品种均采用当地主栽品种云烟97。为保证试验效果,试验所需烟叶采自相同区域田块,鲜烟叶素质一致,同时装炕,装烟量一致,各烤房均按照“三段五步八点”烘烤模式,设置相同的烘烤工艺。每座烤房上、中、下棚分别选择2竿烟叶进行标记,用于烤后烟外观质量评价,整炕烟叶烤后进行分级,统计各等级重量。
  2 结果与分析
  2.1 不同能源烤房的装烟量 在下部叶、中部叶、上部叶分别进行了2种能源烤房烘烤比较试验。由表1可知,2种能源烤房的装烟量、鲜烟重、干烟重各不相同,但相同部位的鲜干比却相近。说明双制式热泵烤房能满足烟叶烘烤的供热需求。
  2.2 不同能源烤房的烟叶烘烤能耗 从表2得知,热泵烤房单炕烟平均用电量为1297kW·h,1kg干烟耗电量2.88kW·h,单炕烟叶能耗成本1297元,1kg干烟能耗成本2.86元。自动加煤烤房单炕烟平均用电量为237kW·h,用煤921kg,1kg干烟耗电量0.53kW·h,耗煤量1.43kg,单炕烟叶能耗成本1158元,1kg干烟能耗成本2.58元。相较于自动加煤烤房,双制式热泵烤房每炕能耗成本增加12%,增加139元。
  2.3 不同能源烤房烟叶烘烤经济性状 从表3~5可以看出,自动加煤烤房下中上部烟上等烟、中等烟、下低等烟的比例分别为18.86%、75.43%、5.71%,64.36%、29.44%、6.2%,34.4%、58.49%,7.11%;热泵烤房下中上部烟上等烟、中等烟、下低等烟的比例分别为19.76%、77.23%、3.01%,63.79%、33.89%、2.32%,39.71%、51.33%、8.97%。自动加煤烤房上等烟、中等烟、下低等烟的比例平均为39.21%、54.45%、6.34%,热泵烤房上等烟、中等烟、下低等烟的比例分别为41.09%、54.15%、4.76%,相较于自动加煤烤房,热泵烤房上等煙高出1.88个百分点、中等烟高出0.3个百分点、下低等烟低1.58个百分点。烟叶收入金额上,热泵烤房烤后烟平均每炕高出自动加煤烤房880元。
  2.4 不同能源烤房烤后烟外观质量 从表6可以看出,热泵烤房烤后烟叶下橘二颜色更均匀,成熟度、结构、身份、油分、色度与自动加煤烤房无差异。烤后烟整体评价下橘二和中橘三优于自动加煤烤房。
  3 结论与讨论
  (1)皖南烟区采用双制式热泵烤房烘烤烟叶,供热、排湿、装烟量能够满足生产需求,特别是不排放污染物,符合节能减排的环境要求。
  (2)双制式热泵烤房较一般热泵烤房能耗较高,上部烟烤烟能耗≥3.1kW·h/kg干烟。这可能是在制热与制冷功能兼备的情况下,会影响制热效果,从而增加了能耗。
  (3)在经济效益方面,使用热泵烤房每炕烟平均可增加效益741元,折合增加效益2775元/hm2。每座烤房投入5.6万元,年收益率6.6%,需15年回收成本。如考虑多元化产品的烘干、存储,则每年每座烤房可增加效益7860元,即增加效益8601元/座,年收益率15.4%,约需7年回收成本。
  参考文献
  [1]陈顺辉,黄一兰,巫升鑫,等.我国烤烟生产发展几个问题的探讨[J].中国烟草科学,2001(3):34-37.
  [2]王卫峰,陈江华,宋朝鹏,等.密集烤房的研宄进展[J].中国烟草科学,2005(3):12-14.
  [3]胡小东,晏飞,邹聪明,等.清洁能源在烤烟密集烤房中的应用研究进展[J].贵州农业科学,2017,45(5):132-138.
  [4]陈红丽,张兆扬,程相红,等.热泵烤房与燃煤烤房应用效果对比研究[J].河南农业科学,2015,44(12):135-139.
  [5]罗万麟,李永栋,杨柳.不同燃料烤房烟叶烘烤效果分析[J].湖南农业科学,2017(10):63-65.
  [6]许锡祥,陈承亮,吕作新,等.几种新型密集烤房烘烤效果比较[J].中国烟草科学,2017,38(5):82-86.
  (责编:张宏民)
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