皖南煙區雙制式熱泵密集烤房應用效果研究

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　　摘  要：為探索熱泵密集烤房在皖南煙區的應用效果，以云煙97烤煙為材料，對比分析了2種烤房（自動加煤烤房、雙制式熱泵烤房）在裝煙量、能耗成本、烤后煙經濟性狀、外觀質量等指標方面的差異。結果表明：熱泵烤房裝煙量與自動加煤烤房無差異，烤后煙葉外觀質量整體優于自動加煤烤房。熱泵烤房單炕煙平均用電量為1297 kW·h，能耗成本增加12%，增加139元。熱泵烤房上等煙高出1.88個百分點、中等煙高出0.3個百分點、下低等煙低1.58個百分點。每炕煙平均增加效益741元，折合增加效益2775元/hm2。
　　關鍵詞：熱泵;烤房;能耗;經濟性狀;外觀質量
　　中圖分類號 S572 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2019）10-0108-03
　　近年來，我國密集烤房在建造、安裝和使用等方面的研究取得了較大進展[1-2]，皖南煙區普遍升級改造了燃煤加料裝置，大大降低了烘烤加煤的用工成本，實行了烘烤的自動化。但烤房群多建在人口密集區，在烘烤過程中，不可避免地會產生大量的空氣污染物[3]。在新農村建設和發展現代農業的大形勢下，電能熱泵烤房無疑是皖南煙區煙葉烘烤的發展方向，其采用清潔電能，符合節能減排的環境要求[4-6]。為此，本試驗以燃煤密集烤房為對照，分析比較了熱泵密集烤房的實際應用效果，旨在為皖南煙區烤房升級改造提供參考，探索適合當前煙葉烘烤的新能源烤房。
　　1 材料與方法
　　1.1 供試材料
　　1.1.1 供試煙葉 烤煙品種云煙97，選取成熟度一致的煙田1.33hm2，采收腰葉部位，含水率86.3%。
　　1.1.2 供試烤房 山東百特機械設備有限公司生產的可拆卸聚氨酯輕鋼密集烤房，符合國煙辦418號文件要求，裝煙室8.0m×2.78m×3.6m，烤房風機型號為7號風機，風機中電機功率2.2kW/h。自控儀為：山東百特溫濕度自控儀，采用全自動加煤設備烘烤。采用煙夾裝煙。
　　1.1.3 熱泵設備 采用廣州能之原科技股份有限公司生產的冷熱雙制式KB-65ZS煙草烘烤專用排濕型熱泵。冷熱雙制式機組出風溫度2～75℃，設備采用智能控制系統，可存儲及預置干燥曲線。適配烤房規格（長×寬×高）8000×2700×3500mm，最大制熱量45kW，額定輸入功率12kW，最大運行電流30.8A，烤煙能耗2.0～3.1kWh/kg干煙。
　　1.1.4 試驗時間及地點 2018年安徽省宣城市宣州區楊柳鎮滬皖煙草科技園。
　　1.2 試驗設計 本試驗設2個處理，T0（對照，常規自動加煤密集烤房烘烤）和T1（雙制式熱泵密集烤房烘烤）。烘烤所用品種均采用當地主栽品種云煙97。為保證試驗效果，試驗所需煙葉采自相同區域田塊，鮮煙葉素質一致，同時裝炕，裝煙量一致，各烤房均按照“三段五步八點”烘烤模式，設置相同的烘烤工藝。每座烤房上、中、下棚分別選擇2竿煙葉進行標記，用于烤后煙外觀質量評價，整炕煙葉烤后進行分級，統計各等級重量。
　　2 結果與分析
　　2.1 不同能源烤房的裝煙量 在下部葉、中部葉、上部葉分別進行了2種能源烤房烘烤比較試驗。由表1可知，2種能源烤房的裝煙量、鮮煙重、干煙重各不相同，但相同部位的鮮干比卻相近。說明雙制式熱泵烤房能滿足煙葉烘烤的供熱需求。
　　2.2 不同能源烤房的煙葉烘烤能耗 從表2得知，熱泵烤房單炕煙平均用電量為1297kW·h，1kg干煙耗電量2.88kW·h，單炕煙葉能耗成本1297元，1kg干煙能耗成本2.86元。自動加煤烤房單炕煙平均用電量為237kW·h，用煤921kg，1kg干煙耗電量0.53kW·h，耗煤量1.43kg，單炕煙葉能耗成本1158元，1kg干煙能耗成本2.58元。相較于自動加煤烤房，雙制式熱泵烤房每炕能耗成本增加12%，增加139元。
　　2.3 不同能源烤房煙葉烘烤經濟性狀 從表3～5可以看出，自動加煤烤房下中上部煙上等煙、中等煙、下低等煙的比例分別為18.86%、75.43%、5.71%，64.36%、29.44%、6.2%，34.4%、58.49%，7.11%;熱泵烤房下中上部煙上等煙、中等煙、下低等煙的比例分別為19.76%、77.23%、3.01%，63.79%、33.89%、2.32%，39.71%、51.33%、8.97%。自動加煤烤房上等煙、中等煙、下低等煙的比例平均為39.21%、54.45%、6.34%，熱泵烤房上等煙、中等煙、下低等煙的比例分別為41.09%、54.15%、4.76%，相較于自動加煤烤房，熱泵烤房上等煙高出1.88個百分點、中等煙高出0.3個百分點、下低等煙低1.58個百分點。煙葉收入金額上，熱泵烤房烤后煙平均每炕高出自動加煤烤房880元。
　　2.4 不同能源烤房烤后煙外觀質量 從表6可以看出，熱泵烤房烤后煙葉下橘二顏色更均勻，成熟度、結構、身份、油分、色度與自動加煤烤房無差異?？竞鬅熣w評價下橘二和中橘三優于自動加煤烤房。
　　3 結論與討論
　　（1）皖南煙區采用雙制式熱泵烤房烘烤煙葉，供熱、排濕、裝煙量能夠滿足生產需求，特別是不排放污染物，符合節能減排的環境要求。
　　（2）雙制式熱泵烤房較一般熱泵烤房能耗較高，上部煙烤煙能耗≥3.1kW·h/kg干煙。這可能是在制熱與制冷功能兼備的情況下，會影響制熱效果，從而增加了能耗。
　　（3）在經濟效益方面，使用熱泵烤房每炕煙平均可增加效益741元，折合增加效益2775元/hm2。每座烤房投入5.6萬元，年收益率6.6%，需15年回收成本。如考慮多元化產品的烘干、存儲，則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%，約需7年回收成本。
　　參考文獻
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　　[2]王衛峰，陳江華，宋朝鵬，等.密集烤房的研宄進展[J].中國煙草科學，2005（3）：12-14.
　　[3]胡小東，晏飛，鄒聰明，等.清潔能源在烤煙密集烤房中的應用研究進展[J].貴州農業科學，2017，45（5）：132-138.
　　[4]陳紅麗，張兆揚，程相紅，等.熱泵烤房與燃煤烤房應用效果對比研究[J].河南農業科學，2015，44（12）：135-139.
　　[5]羅萬麟，李永棟，楊柳.不同燃料烤房煙葉烘烤效果分析[J].湖南農業科學，2017（10）：63-65.
　　[6]許錫祥，陳承亮，呂作新，等.幾種新型密集烤房烘烤效果比較[J].中國煙草科學，2017，38（5）：82-86.
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