溫濕度獨立控制系統在卷煙廠車間的應用

李星瞳

摘要：我國卷煙生產企業制絲線工藝設備溫濕度控制從上世紀80年代引進設備以來開始研究，目前已經發展到數字化、網絡化，智能化的分布式智能控制系統，本文對此只略作介紹。本文著重討論了溫濕度獨立控制系統在卷煙廠車間的應用和控制要點。

關鍵詞：卷煙倉庫 空調設計 大溫差送風

卷煙生產中溫濕度的控制對產品品質的作用至關重要，溫濕度從范圍講包括制絲線生產設備溫濕度控制、貯絲貯葉間溫濕度控制，輔料平衡間溫濕度控制、卷包車間溫濕度控制。從控制方式和渠道上講，包括工藝設備控制和生產現場環境控制兩部分。其中制絲線生產設備溫濕度控制屬于工藝設備控制，主要通過隔膜閥和電動調節閥調整蒸汽壓力和水閥開度來實現貯絲貯葉間溫濕度控制、輔料平衡間溫濕度控制，卷包車間溫濕度控制屬于生產現場環境控制，主要通過空調來實現。

1.工藝要求

根據煙草行業規范和韶關卷煙廠提出的空調環境條件，成品煙的貯藏條件為溫度（夏季）控制在250～300之間，相對濕度控制在55%～65%之間，保持卷煙含水率在11.5%～13%范圍內，以滿足卷煙商品養護和防霉渡夏等特殊時期的工作需要，確保卷煙在庫安全。空調室外設計計算參數根據本地區的相關氣象參數，地區夏季環境溫度34.50，相對濕度83%，冬春季特別是梅雨季節空氣相對濕度較高，這些都不利于成品煙的貯藏。因此需要按照暖通規范安裝空調系統對貯藏環境進行降溫和除濕，使之達到實用溫度和相對濕度。為避免成品煙在儲藏過程中發霉發酵，并根據廠方提供的成品煙儲藏經驗以及煙草行業標準。

2.機組再熱問題

造成空調機組再熱的原因，主要是車間對相對濕度控制精度有較高的要求。夏季運行時，若新、回風混合狀態點的絕對含濕量大于送風狀態點的絕對含濕量時，空調控制系統將對組合式空調機組表冷盤管控制閥進行PID調節，達到控制濕度的目的，并通過調節加熱閥進行溫度控制。運行數據顯示，為了達到除濕的目的，空氣經表冷器后溫度往往降至17℃，需較大的加熱量才能達到送風狀態點的溫度值。根據負荷計算，夏季卷接包車間負荷以顯熱為主，濕負荷并不大。通過查閱相關氣象資料，常德市夏季最濕月室外平均絕對含濕量為18.89瓜g，而卷接包車間在溫濕度控制指標范圍內絕對含濕量為13.5以g，引入新風（新風量按10%計算）所產生的濕負荷為307kg/h，而車間室內散濕量（主要是人員散濕量）僅為20.8kg/h。因此，新風占了濕負荷的絕大部分。通過焓濕圖分析，在新風與回風混合之前，先對新風進行除濕處理，使處理后的新風與回風混合以提升混風溫度，可以降低空氣再熱量。

3.系統設計

采用傳統中央空調加供暖系統設計，并將水系統設計為兩個可獨立又可合并使用的子系統。在夏季高溫高濕工況時兩個獨立子系統均以制冷-制冷方式運行，實現制冷降溫除濕的功能； 在冬春季低溫高濕工況時，兩個獨立子系統分別以制冷- 供熱方式運行，供熱系統升溫，同時制冷系統除濕，以實現低溫高濕工況下的抽濕功能，保證空調室內的溫濕度要求。從功能上分析，本方案完全能滿足設計要求。由于該方案的末端設備可以選用普通的空調風柜，不必選用昂貴的恒溫恒濕風柜， 因此大幅度降低了工程造價， 節省了投資。系統空調不需新風和換氣系統。選用兩臺水冷螺桿式冷水機組，設三臺冷凍水泵、三臺冷卻水泵，兩臺冷卻塔，一臺殼管式蒸汽-水換熱器。每層設八臺明裝立柜式空調機，分別與兩個子系統連接，每個子系統各設四臺。我們把水系統分為兩個獨立的又可合并使用的子系統A、B。在夏季高溫高濕工況運行時，關閉蒸汽-水熱交換器上的閥門，兩個子系統都與冷水機組連接，同時制冷降溫抽濕，使室內溫濕度達到設計要求；在春冬季低溫高濕工況運行時，系統需同時加熱和制冷抽濕，此時關閉子系統A與冷水機組連接的閥門，同時關閉子系統B與蒸汽-水熱交換器連接的閥門，使子系統A只與蒸汽-水熱交換器連接，子系統B只與冷水機組連接，兩個子系統同時運行，加熱制冷抽濕，使室內溫濕度達到設計要求；如需兩個子系統同時加熱運行時，關閉冷水機組上的閥門，兩個子系統都與蒸汽-水熱交換器連接，同時供熱，使室內溫濕度達到設計要求。由于本系統無空調送、回風管道安裝，因此在選用空調末端設備時選用高靜壓風柜，增加送風距離，以保證全部空調區域內溫濕度參數都能達到設計要求。

4.系統的調試運行

整個系統安裝完畢后，進行了聯合試運轉，在系統各設備與部件聯動協調，運行無異常現象后，投入使用。各種工況下運行調試參數記錄如下：夏季高溫高濕工況：空氣狀況：室外溫度≥300，相對濕度#控制標準：室內溫度250～300，相對濕度55～65%。工藝操作：A、B子系統同時制冷。操作方法：開啟兩臺制冷主機以及相對應的水泵、水塔、末端設備。從運行記錄可以看出，在夏季高溫高濕工況下，該系統以制冷-制冷方式運行，能將室內溫度和相對濕度控制在設計的溫度（28±2）和濕度（605%）范圍內。冬春季低溫高濕工況：空氣狀況：室外溫度≤200，相對濕度#80%。控制標準：室內溫度200～250，相對濕度60～65%。工藝操作：A子系統加熱，B子系統制冷。操作方法：同時開啟一臺制冷主機和熱交換器，使A子系統管路供熱水，B子系統管路供冷凍水。

結束語：

綜上所述，本文介紹的空調設計方案能夠滿足卷煙廠成品倉庫工藝的溫濕度要求。本空調系統的大溫差空調送風方式具有明顯的經濟技術優勢，效果良好。該設計方案同傳統的恒溫恒濕空調系統相比能夠節省投資30%～40%，具有較高的性價比，值得在同類工況運行的空調系統中推廣。