卷烟厂车间空调与控制系统的总体构建分析

卷烟厂车间空调与控制系统的总体构建分析

苏维岗

苏维岗（陕西中烟工业有限责任公司宝鸡卷烟厂）

摘要：卷烟企业生产车间空调系统的设计和正常运行是卷烟企业高效生产的前提和保障，也是卷烟产品质量控制的关键，本文就烟厂车间空调系统与其自动控制系统的总体构建做了简要论述。

关键词：卷烟空调自动控制

0引言

随着烟草工业的迅猛发展，卷烟生产从过去的低速手工生产发展到了高速全自动生产，卷烟车间的恒温、恒湿空调环境成为必然。烟厂多采用大空间车间恒温恒湿空调系统，空调冷、热、湿负荷差异较大的，多为大风量、小焓差空调系统，空调回风中带有高浓度的含焦油悬浮烟丝尘粒。空调系统运行能耗高、精度要求高，自动控制技术复杂。

烟厂空调设计中，功能段设计较多的借鉴了纺织行业，多采用定风量一次回风带喷水室的冷水冷却系统，慢慢演变为采用一次回风配备自清洁滤筒式过滤器的表冷系统形式。目前，烟厂空调机组大多数采用：回风机段、新风排风混合段、自清洁滤筒式过滤段、表冷段、蒸汽加热段、蒸汽加湿段、送风机段等的功能段组合；目前的空调自动控制技术也不太理想。手动控制的空调系统控制精度较差，也不利于系统的节能运行。使用了自动控制的空调系统只是简单搬用楼宇自动控制技术，控制器、电动阀、执行器等普遍采用楼宇控制产品，没有很好结合卷烟厂自身空调特点，效果并不理想。楼宇自控主要应用于舒适性空调系统，控制精度低，适应性差。性能优良、稳定可靠的自控系统是恒温恒湿空调系统正常运行和高效节能的前提，分散控制、集中管理是空调自动控制广为使用的模式，多为DDC控制器控制一台终端空调或一台PLC控制器控制多台终端空调，通过监控通信网络将检测的运行数据上行传递传至中央控制室上位机，或下行接收上位机的控制命令。

1烟厂空调系统总体设计与构建

1.1功能段组合。卷烟企业工业厂房车间较多，不同性质车间对环境温湿度以及卫生状况要求不同：需要保持恒温恒湿环境的车间比如卷接包车间、滤棒存放间、异型烟车间、试验区、贮叶房、烟丝高架库、叶丝预混间、预配区、辅料高架库、辅料整理、风力喂丝间、装箱间等需要配备表冷段，蒸汽加热段，蒸汽加热段；在过渡季节里，需要大量采用新风和排风的车间，比如，卷接包车间、滤棒存放间、异型烟车间、试验区、人工选叶区、辅料高架库、辅料整理、风力喂丝间、装箱间等需要配备送风机段、回风机段，否则只配备送风机段；对于有较多的操作人员，对空气洁净度要求较高的车间，需要配备板式自清洁高中效过滤段，如在卷接包车间、滤棒存放间、异型烟车间、试验区、贮叶房、人工选叶区等，若车间对环境洁净度的要求较低，配备初中效过滤段即可。

1.2紫外线消毒杀菌装置。卷烟厂房各车间空气相对湿度较高，回风含尘浓度较大，空气悬浮颗粒物中含有极易导致烟虫、细菌、病毒、霉菌、军团菌等悬浮微生物的滋生和传播的焦油和烟叶病虫害。此外表冷盘管、挡水板、加湿段等处非常适宜细菌滋生，空调机组停运期间，潮湿处温度升高，细菌迅速滋生和繁衍。紫外线灭菌是一种广为采用的灭菌方式，紫外线杀菌装置可与空调机组同时运行，在空调运行过程中可以持续杀菌，含菌空气经过空气过滤器时，附着在大悬浮颗粒物上的细菌或病毒被过滤掉，附着在小悬浮颗粒物上的细菌或病毒在紫外线照射区域被高效杀死，灭菌率达95％以上，且能够对下游的表冷盘管、挡水板、加热盘管、加湿段等进行防菌保护。当空调机组停止运行后，紫外线杀菌装置可继续运行，对表冷盘管进行进一步杀菌，防止空调机组停机时因表冷盘管局部温升导致表面滋生霉菌。

1.3自清洁高中效板式空气过滤器。初中效过滤器和高效滤筒过滤器是卷烟厂广为采用的两种空气过滤方式，为能达到自动清除灰尘的目的，压缩空气脉冲反吹清灰装置常配置给高效滤筒过滤器。卷烟厂使用空气过滤器不仅可为车间提供健康环保、干净舒适的空气品质，同时可以保护空调系统的表冷换热盘管、风机等空调系统自身部件。常规的初中效空气过滤器、滤筒空气过滤器会导致过滤器短时间内被堵塞，如果不及时清洗被堵塞的过滤器，会造成阻力损失急剧增大和空调系统风量的迅速下降。初中效过滤的频繁清洗会导致过滤性能的下降，且污染表冷盘管。自清洁滤筒过滤器，虽然在自动清灰方面有所改善，但由于空调风向与压缩空气反吹清灰逆向，吹落的灰尘易被风二次扬起。推荐使用不锈钢板式空气过滤器，该过滤器的过滤材料是不锈钢纤维毡，配置高压水自动清洗装置，空调系统在运行过程中即可实现在线清洗功能。自清洁板式空气过滤器采用特制的不锈钢纤维烧结毡过滤材料，由直径为微米级的不锈钢纤维经无纺铺制、叠配及高温烧结而成。多层不锈钢纤维毡由不同孔径层形成孔梯度，可控制得到极高的过滤精度和更大的容尘量。该过滤材料具有三维网状、多孔结构、孔隙率高、表面积大、孔径分布均匀等特点。由此过滤材料制作的空气过滤器具有容尘量大、过滤效率高、阻力损失小且上升慢等优点。

2空调机组控制功能的实现

2.1车间全年多工况恒温恒湿节能自动控制。根据被控厂房车间的热湿负荷特性以及当地季风和气候条件，通过检测车间实时的温湿度等环境参数，自动将全年分成若干个工况区域，为每个工况区域内制订出最合理且环保节能的温湿度控制模型，通过对各区域温湿度控制回路对应执行机构的自动调节，来实现烟厂车间全年恒温恒湿的自动化控制，实现和保证空调控制区域内布置的测点的平均温湿度以及每一个测点的温湿度均达到标准要求。

2.2风机变频节能运行控制。第一，实现风机与各电动调节阀联锁控制。风机停止时，表冷阀、加热阀、加湿阀、新风阀、排风阀全关，混风阀全开。机组运行时根据检测的各项参数自动调节各阀门开度。停机时，停机指令发出后，开始关闭水、汽阀门，运行一定时长后停止风机运行；第二，与高中效板式过滤器控制系统连锁运行，实现高中效板式过滤器反冲洗清灰的遥控。当高中效板式过滤器的压差超限或风机每次停机时，对高中效板式过滤器强行进行反冲洗清灰，以延高中效板式过滤器的使用寿命。

2.3自动保护控制。高温和掉电保护要求机组在启动并正常运行时，加热、加湿阀才能开启调节，而当突然断电或温度过高时，加热、加湿阀及时自动关闭；当送风温度大于设定值时，自控系统保证加热电动阀的开度不再继续开大，当送风湿度大于设定值时，自动系统保证加湿电动阀的开度不再继续开大，必要时适当关小加湿阀开度。在非干燥季节，为确保自控系统不发生超调现象，要设置加湿阀的最大限位开度，同时防止送风中携带冷凝水；风机运行电流低于设定值时，给出告警信号，低于极限值无法开机时给出提示信息，防止电机空载运行；正常运行时新风阀开度和混风阀开度之和为100％，若开度之和小于85％则停止风机运行并给出告警信号，以防止由于空调机组负压过大而导致机组箱体的变形。

参考文献：

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[3]陈伟，万超举，林钢.卷烟厂空调系统气流组织浅析[J].制冷空调与电力机械.2010.(01):68-73.