太陽能干燥系統(tǒng)在煙草烘干中應(yīng)用

1項(xiàng)目概況 　　漯河卷煙廠“太陽能與空氣源熱泵相結(jié)合的煙草干燥系統(tǒng)”位于河南省漯河市，本項(xiàng)目是北京清華陽光太陽能設(shè)備有限責(zé)任公司與中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所合作的新型工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目，安裝面積約100m2，使用太陽能集熱器、容積分別為1t、2t、5t 的儲熱水箱，每個(gè)水箱儲存不同溫度的熱水，給新型煙草烤房供熱，太陽能溫度不足時(shí)，切換至空氣源熱泵，系統(tǒng)運(yùn)行全部采用全自動(dòng)控制，布置溫度傳感器、流量計(jì)、熱量計(jì)、壓力表等，為煙草干燥大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用提供參考。CPC集熱器陣列如圖1所示，煙草干燥系統(tǒng)工程如圖2所示。 　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思及工程應(yīng)用創(chuàng)新 　　1.該系統(tǒng)采用了33 組新型聚光真空管太陽能集熱器。 　　2.該系統(tǒng)供熱部分采用三個(gè)蓄熱水箱并聯(lián)設(shè)計(jì)。 　　3.該系統(tǒng)末端散熱部分采用煙草干燥專用風(fēng)機(jī)盤管。 　　4.集熱循環(huán)管路全部使用不銹鋼材質(zhì)。 　　5.輔助能源部分使用高溫型空氣源熱泵。 　　6.采用50mm橡塑保溫，外纏鋁箔布。 　　煙草干燥箱如圖3所示。 　　3系統(tǒng)集成式智能控制 　　3.1集熱溫差循環(huán) 　　當(dāng)有太陽輻照時(shí)，集熱器陣列吸收太陽輻照能，逐漸加熱太陽能集熱器的工質(zhì)，集熱器頂部溫度T1迅速升高，當(dāng)集熱器頂部溫度T1與儲熱水箱水溫T2的差值≥控制程序的設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)開啟太陽能集熱循環(huán)水泵P1和太陽能板換循環(huán)水泵P2，將太陽能集熱器陣列吸收的熱量轉(zhuǎn)移到換熱水箱中；而當(dāng)T1與T2的差值＜控制程序的設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)會自動(dòng)關(guān)閉太陽能集熱循環(huán)水泵P1和太陽能板換循環(huán)水泵P2，停止集熱循環(huán)；由于循環(huán)水泵均停止工作，太陽能集熱器中的工質(zhì)在太陽的輻照下溫度再次很快升高，到滿足控制系統(tǒng)的工作條件時(shí)開始下一輪循環(huán)，直到儲熱水箱內(nèi)的水溫達(dá)到90℃（可自行設(shè)定調(diào)整）為止。 　　3.2換熱溫差循環(huán)當(dāng)1t水箱達(dá)到60℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)，且1t儲熱水箱上部水溫T3與2t儲熱熱水箱水溫T4的差值≥控制程序的設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)開啟水箱換熱循環(huán)水泵P3，將儲熱水箱內(nèi)的熱量逐步轉(zhuǎn)移到供熱水箱中；而當(dāng)T3與T4的差值＜控制程序的設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)會自動(dòng)關(guān)閉水箱換熱循環(huán)水泵P3，停止換熱循環(huán)；當(dāng)1t水箱＜60℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)，不啟動(dòng)水箱換熱水泵P3，到滿足控制系統(tǒng)的工作條件時(shí)開始下一輪循環(huán)。2t水箱與5t水箱的換熱方式同上。 　　3.3自動(dòng)上水 　　1.首次上水時(shí)打開電磁閥M1、M2、M3自動(dòng)補(bǔ)水至水箱滿水位（可自行設(shè)定調(diào)整），而后進(jìn)入換熱溫差循環(huán)階段。 　　2.若用水過程中水位下降至水箱水位2/3處（可自行設(shè)定調(diào)整），這時(shí)水箱換熱循環(huán)水泵P3、P4停止工作，同時(shí)打開電磁閥自動(dòng)補(bǔ)水至儲熱水箱滿水位（可自行設(shè)定調(diào)整）。 　　3.4防過熱 　　當(dāng)儲熱水箱溫度過高時(shí)即T3達(dá)到90℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)，P1和P2將停止工作，停止集熱器與換熱水箱間的換熱，達(dá)到保護(hù)水箱的目的，同時(shí)集熱器的熱量散發(fā)到空氣中，當(dāng)T3溫度降低到85℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)再恢復(fù)初始狀態(tài)（開啟P1和P2）；當(dāng)用熱量偏小且2t儲熱水箱內(nèi)水溫過高即T4達(dá)到80℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)，P3 將停止工作，停止儲熱水箱與供熱水箱間換熱，當(dāng)T3溫度＜75℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)再恢復(fù)初始狀態(tài)（開啟P3）；當(dāng)用熱量偏小且5t儲熱水箱內(nèi)水溫過高即T5達(dá)到70℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)，P4 將停止工作，停止儲熱水箱與供熱水箱間換熱，當(dāng)T3溫度降低到65℃（可自行設(shè)定調(diào)整）時(shí)再恢復(fù)初始狀態(tài)（開啟P4）。系統(tǒng)用CPC集熱器如圖4所示，系統(tǒng)用空氣源熱泵如圖5所示，系統(tǒng)用三個(gè)并聯(lián)蓄熱水箱如圖6所示。 　　4系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析 　　太陽能保證率：60%； 　　水箱能耗：3000kW·h/a； 　　水泵泵耗：600kW·h/a； 　　用戶末端補(bǔ)熱能耗：高溫型空氣源熱泵輔助機(jī)組； 　　常規(guī)能源替代量：12t/a標(biāo)準(zhǔn)煤； 　　費(fèi)效比：30%； 　　節(jié)能減排效益：減排450t二氧化碳； 　　靜態(tài)投資回收期：6a。 　　煙草干燥車間如圖7 所示，太陽能烘干效果如圖8 所示，現(xiàn)場做好的成品如圖,9 所示，國家煙草局領(lǐng)導(dǎo)視察如圖10所示。 （北京清華陽光太陽能設(shè)備有限責(zé)任公司陳霞）