卷煙廠空調(diào)機(jī)組氣水加濕器的改進(jìn)與應(yīng)用

蔡君巍，尚 昆，楊 川

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠，濟(jì)南 250104）

卷煙廠空調(diào)機(jī)組氣水加濕器的改進(jìn)與應(yīng)用

蔡君巍，尚 昆，楊 川

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠，濟(jì)南 250104）

針對(duì)老式氣水加濕器出現(xiàn)易堵塞、維修頻次高的問(wèn)題，采用內(nèi)混式噴嘴代替原有的外混式噴嘴，根據(jù)新的噴嘴重新設(shè)計(jì)管路和安裝方式，增加吸收距離。改造完畢后，大大降低了氣水加濕器的維護(hù)頻次，提高了加濕量，降低了空調(diào)系統(tǒng)能耗。

空調(diào)機(jī)組；氣水加濕器；改進(jìn)應(yīng)用

0 引言

卷煙廠空調(diào)機(jī)組在卷煙生產(chǎn)工藝中起著不可或缺的作用，通過(guò)控制生產(chǎn)區(qū)域合理的溫度和濕度范圍，以保持煙絲的含水率，從而保證產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)和外在感官質(zhì)量［1］。卷煙廠空機(jī)機(jī)組一般由回風(fēng)段、混風(fēng)段、表冷段、加熱段、加濕段、送風(fēng)段等部分組成，其中，加濕段安裝有蒸汽加濕器和氣水加濕器，氣水加濕器具有加濕和降溫的雙重效果，在生產(chǎn)車(chē)間產(chǎn)熱量日益增大的情況下，它是過(guò)渡季節(jié)的重要降溫手段。

我廠空調(diào)使用的是某廠家cleanfog氣水加加濕器，使用初期效果良好，但隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，出現(xiàn)噴頭霧化效果差的情況，加濕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際需求。因此，在過(guò)渡季節(jié)需要大量使用蒸汽加濕器，造成溫濕度指標(biāo)的不穩(wěn)定，增加了空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

1 存在問(wèn)題

1.1 工作原理

氣水加濕器由若干個(gè)氣水混合噴嘴、主控制器、輔助控制器、水氣處理、水氣分配等部分組成。壓縮空氣通過(guò)調(diào)壓閥從噴嘴噴出，同時(shí)推動(dòng)噴嘴內(nèi)的氣動(dòng)活塞帶動(dòng)針閥向后移動(dòng)，將水路出口打開(kāi)。噴射出的壓縮空氣使得連接噴嘴的水路和氣水混合比例控制裝置內(nèi)形成負(fù)壓（真空）并推動(dòng)比例控制裝置內(nèi)的閥桿向下移動(dòng)，水路打開(kāi)。同時(shí)壓縮空氣打開(kāi)氣動(dòng)截止閥，水從比例控制裝置流過(guò)，到達(dá)噴嘴并與壓縮空氣混合噴出形成水霧。

1.2 存在問(wèn)題

1.2.1 噴嘴易堵塞

觀察氣水加濕器的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)部分噴嘴出現(xiàn)不噴水、或只噴水柱的情況，這是由于氣路或水路的出口被沉淀物堵塞，導(dǎo)致霧化效果極差。清理噴嘴后效果有所好轉(zhuǎn)，但一兩周后又會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，造成加濕效果大打折扣。

Cleanfog氣水加濕器噴嘴為外混式霧化噴嘴，由于其工作原理是在噴嘴外部，利用高速氣流對(duì)液體進(jìn)行摩擦產(chǎn)生霧化，因此，這種噴嘴普遍出口通徑過(guò)小，導(dǎo)致出口容易堵塞。實(shí)際測(cè)量噴嘴壓縮空氣出口的通過(guò)間隙非常小，為0.25mm，出口有一些白色的沉淀物，造成堵塞；在軟化水出口和針閥上，也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的現(xiàn)象。

1.2.2 吸收距離較短

吸收距離是指氣水加濕器的噴嘴到擋水板的直線距離［2］。由于噴嘴噴出的水滴的蒸發(fā)過(guò)程需要一定的時(shí)間和空間，如果吸收距離過(guò)短，未充分蒸發(fā)的水珠就就會(huì)被擋水板阻擋，大大影響了加濕效率。

由于空調(diào)機(jī)箱內(nèi)空間有限，為了增加下游的吸收距離，需要盡可能縮短上游距離。Cleanfog氣水加濕器由于噴射角度小、噴射距離較遠(yuǎn)，為了避免噴到上方的支架，采用斜45°逆向的安裝方式，這樣造成上游距離較大，導(dǎo)致下游的吸收距離縮短。

1.2.3 管路易破損、易脫落

機(jī)箱內(nèi)加濕器的氣、水管路均為橡膠材料，橡膠管具有價(jià)格低、柔性強(qiáng)、易安裝的特點(diǎn)，但在高壓高濕的工況下，其物理性質(zhì)和性能水平都會(huì)發(fā)生變化，加速老化，被氣壓或水壓沖擊產(chǎn)生漏點(diǎn)，而且橡膠管需要快插式的連接方式，長(zhǎng)時(shí)間使用的話，易發(fā)生脫落。因此，應(yīng)該選取耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的材料，連接方式應(yīng)兼具密封性和穩(wěn)定性，使用壽命要長(zhǎng)，可以有效減少管路的漏點(diǎn)。

2 改進(jìn)方法

2.1 選擇噴嘴

內(nèi)混式噴嘴，氣體、液體在前蓋腔體內(nèi)部混合霧化后再?lài)姵觯?］。如圖3所示，由于前蓋腔體的存在，空氣和水可以充分撞擊，形成微小水霧后再?lài)姵觥Ｒ虼耍乃獬隹谕◤捷^大（一般在2mm以上），不易堵塞。而且此噴嘴的噴霧角度大，水霧呈面狀擴(kuò)散噴出，與空氣接觸面積較大，蒸發(fā)過(guò)程更快，更適用于小空間。

圖4 新噴頭安裝示意圖

理論加濕量，需要噴嘴35個(gè)，最終取整為40個(gè)。根據(jù)噴嘴數(shù)量設(shè)計(jì)管路如圖4所示。

2.2 增加吸收距離

原有的氣水加濕器噴嘴由于噴霧角度小、噴霧距離遠(yuǎn)，故而采用逆風(fēng)向、與水平呈45°安裝，為了避免噴射到上游設(shè)備上，上游距離較大，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量為0.6m。采用的新噴嘴屬于廣角度噴嘴，噴霧角度大，但噴霧距離較小，因此可以采用垂直水平面的安裝方式，同時(shí)考慮到風(fēng)速的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，所需上游距離為0.3m。因此，可以將加濕器支架整體前移0.3m。

2.3 采用不銹鋼管路和卡套式連接方式

不銹鋼材料具有耐高溫、耐高壓、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，其管路連接采用卡套式連接，雖然成本較高、安裝難度較大，但其密封性和穩(wěn)定性好，可以有效減少管路的漏點(diǎn)。因此，選用不銹鋼作為管道主材，選用卡套式連接方式。

3 應(yīng)用效果

通過(guò)更換內(nèi)混式噴嘴、增加吸收距離、更換連接管件和連接方式，有效降低了氣水加濕器的故障點(diǎn)，降低了維修頻次，保證了較好的霧化效果。通過(guò)測(cè)量前后空氣的含濕量，計(jì)算得到改進(jìn)后的加濕量達(dá)到370kg/h，較改造前150kg/h的加濕量有了很大的提升。同時(shí)，減少了蒸汽加濕器的使用，在過(guò)度季節(jié)，空調(diào)系統(tǒng)的綜合能后有了較大的降低。

［1］孫峰.基于卷煙廠聯(lián)合工房中央空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)節(jié)能潛力分析［J］.建設(shè)科技，2014.

［2］馮國(guó)會(huì)，李甲，王智超.空調(diào)加濕器吸收距離的測(cè)量［J］.沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.

［3］蔣斌，王子云，付祥釗，王勇.內(nèi)混式扇形空氣霧化噴嘴參數(shù)研究［J］.化工進(jìn)展，2011.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.174