论文部分内容阅读
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）
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）