卷烟厂中央空调的节能改造研究

卷烟厂中央空调的节能改造研究

李召

河南中烟黄金叶生产制造中心河南省郑州市450000

摘要：在烟草行业开展“对标”、“创优”、努力创建优秀卷烟工厂中，节能降耗是其中重要一环。特别是在对于环境要求较高的卷烟厂，其无论在冬季还是下夏季都需要提供一定的温度。通过采用不锈钢纤维白清洁方式的高中效过滤段，增设风量检测及控制装置，在保证卷烟工艺温湿度要求的前提下，对中央空调进行创新设计，降低空调能耗。

关键字：卷烟厂；中央空调；节能改造

引言

随着烟草制造技术的发展，卷烟厂生产车间对生产工艺环境有恒温恒湿的要求，而中央空调是保障卷烟厂生产车间工艺温湿度环境的重要设施，同时，中央空调也是各卷烟厂生产运行的能耗大头。据资料统计，中央空调制冷系统的运行能耗占卷烟厂全年运行能耗的40%。另外，随着国内卷烟工业新一轮技改的逐步投产运行，卷烟厂生产车间基本都是大空间的联合工房形式，对工艺环境有要求的区域也越来越多，越来越细分，这样中央空调制冷系统的运行能耗势必越来越高。因此，如何有效降低中央空调制冷系统的运行能耗是必须要面对的实际问题，也是创建优秀卷烟工厂的客观要求。某卷烟厂项目联合工房设计采用32台套组合式工艺用中央空调。降低空调系统运行能耗是空调系统节能改造的重要内容。本文以此为例分析了如何实现中央空调的节能降耗。

一、系统在进行改造中的主要问题

（一）运行成本高

中央空调在运行时的成本是很高的。比如当冷水箱的温度比较高时，制冷主机也就需要更长的时间才能发挥效用，由此而所耗费的电力就会越多，进而使得系统的运行成本得到提高。其原因主要为系统冷水箱通常被安置于空调机组室内，而在气候炎热时，室内温度可达到30℃以上，温度较高，继而对冷水箱的温度造成影响。

（二）系统开放性低

一般的中央空调系统中，其控制器主要为单片机，在信息化应用方面不能满足要求，同时在对系统数据进行收集、记录、共享等操作时，由于其通信性能相对较差，不能够与自动化系统进行远程通信，降低其开放程度。而某些数值的收集以及参数的设置工作必须到现场进行手工操作才可完成，所以需要进行改造。

（三）维护成本高

一些系统由于使用时间太久，其性能已无法充分满足生产需求，必须要通过改进与升级才可以继续投入使用。但是，系统的升级与改进工作需要应用到原有备件，因系统较旧，在现有的市场上很难找到其应用的配件，不仅需要消耗较长的时间进行采购工作，且价格往往高于新备件，随着时间的流逝，系统的维护成本将越来越高。如果一味的维修，这会大大增加维护的成本费用，不利于资源的合理利用。

（四）系统存在问题

在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的参数是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有10%-15%的设计余量。在没有使用调速的系统中，水泵一直都在全速运行，不能根据实际需求来调整循环昔，电机工作效率低下，造成大量电力浪费，并加速机组磨损，同时大多数水泵采用的是Ｙ一△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的2倍以上，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，而且出现起动时机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械零件、轴承、阀门、管道等造成破坏。从而增加维修Ｔ作蛩和备品、备件费用。

二、节能改造策略研究

（一）采用不锈钢纤维自清洁方式的高中效过滤段

卷烟生产过程中，许多工艺环节会产生大量超细烟丝尘粒，车间空气含尘浓度一般在3-5mg/m3左右。这些烟丝尘粒很容易通过回风吸入空调系统中。目前卷烟厂常采用初中效过滤器和高效滤简过滤器两种空气过滤器。其中高效滤筒过滤器常配置压缩空气脉冲反吹清灰装置，以达到自动清灰目的。空调系统采用自清洁滤筒过滤器时，由于空调风向与压缩空气反吹清灰逆向，吹落的灰尘易被二次扬起。据多年的运行实践，滤筒过滤器使用不到1年，滤筒表面上的灰尘就难以自动反吹下来，达不到预期的反吹效果，其阻力损失可能上升到500-800Pa。将滤筒拆下来清洗或更换，会造成维护工人劳动强度增大和维护成本增加。项目丁艺用中央空调采用一种适合卷烟厂空调系统的不锈钢板式空气过滤器。过滤器采用不锈钢纤维毡作为过滤材料，配置高压水自动清洗装置，可实现空调系统运行过程中的在线清洗功能。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。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。

（二）增设风量检测及控制装置

项目工艺用中央空调在送风、新风、回风管道上增设风量计，用于监测送风量、新风量和回风量。通过风量计的实时风量测量，空调自控可准确实现车间热负荷计算、风机的变频节能控制、最小新风量控制，以及新、排、回风阀交连处零压控制等。

（三）增设送风口台数控制装置

空调系统变风量的风量下限设定在额定风量的80%左右，实际风量低于额定风量80%时，单个风口出风速度下降，造成车间空间内温湿度不均匀，达不到工艺要求。设计风量安全余量较大的空调系统，变风量的节能空间受到限制。为此，对卷接包车间送风口进行台数控制，即当空调送风量小于额定风量80%时，自动关闭车间部分旋流送风口，以保证其余旋流送风口的出风速度。采用送风口台数控制方案后，空调变风量节能控制的风量调节范围为65%-100%。

（四）表冷器台数控制

根据车间空调冷（热）负荷及湿负荷特点，卷烟厂除卷接包车间、制丝车间夏季存在较大的冷负荷外。其他如储丝高架库、辅料库、成品库等并不存在较大的夏季冷负荷。夏季工况，这些车间的空调系统在表冷除湿后还需经过再热，才能把空气处理到送风状态点，浪费能源。为此，空调系统一般采用二次回风方式进行节能调节，避免表冷除湿后发生再热现象。但卷烟厂空调系统回风含尘浓度大，回风应进行统一过滤后再进入换热盘管。对此特殊情况，部分卷烟厂中央空调项目中采用表冷旁通风阀节能调节方案，即新风和回风混合，过滤后，一部分空气经过表冷器降温和除湿处理，一部分空气直接通过旁通风阀与经过表冷器处理的空气进行混合，两部分卒气经二次混合后进行送风。但此系统的旁通风阀难以准确实现空气的二次混合到达送风状态点。为解决表冷旁通风阀调节系统不足问题．项目工艺用中央空调采用空调机组内表冷器台数节能调节，即每台空调机组设两台电动表冷调节阀及两套冷冻供回水支路，通过调节两组表冷调节阀的相对开度，实现通过两组表冷器空气不同的降温、除湿效果。两组空气经表冷器不同程度的降温、除湿处理后进行二次混合直接达到送风状态点。

四、结束语

中央空调在实现对卷烟厂环境调控重要的作用的同时，其存在着的高耗能问题，影响了卷烟厂的整体效益的发挥，给经济持续发展带来严重危害。中央空调的实际耗能主要存在于空调的输配系统、主机能耗，因此，需要运用变频控制等技术。所以，技术人员应不断善于从工作中总结经验，对中央空调系统进行改造，进而实现建筑节能效益。

参考文献:

[1]叶校圳,林孟琰,曾静,etal.湿膜加湿及温湿度独立控制技术在卷烟厂空调系统中的应用[J].烟草科技,2012,45(7):24-28.

[2]王维蔚.热回收技术在卷烟厂空调系统中节能潜力分析[D].

[3]于凌巍,韦伟.烟草工业制冷空调系统节能探索[J].中国设备工程,2018.

[4]解伟鹏,马黎军.双冷源温湿度独立控制系统在卷烟厂的节能应用分析[J].科技创新与应用,2017(06):81-82.

[5]赖乐曲,何锋,金雷.某卷烟厂冷水机组运行的性能研究[J].建筑节能,2017(5).