温湿度独立控制系统在卷烟厂车间的应用

李星瞳

摘要：我国卷烟生产企业制丝线工艺设备温湿度控制从上世纪80年代引进设备以来开始研究，目前已经发展到数字化、网络化，智能化的分布式智能控制系统，本文对此只略作介绍。本文着重讨论了温湿度独立控制系统在卷烟厂车间的应用和控制要点。

关键词：卷烟仓库 空调设计 大温差送风

卷烟生产中温湿度的控制对产品品质的作用至关重要，温湿度从范围讲包括制丝线生产设备温湿度控制、贮丝贮叶间温湿度控制，辅料平衡间温湿度控制、卷包车间温湿度控制。从控制方式和渠道上讲，包括工艺设备控制和生产现场环境控制两部分。其中制丝线生产设备温湿度控制属于工艺设备控制，主要通过隔膜阀和电动调节阀调整蒸汽压力和水阀开度来实现贮丝贮叶间温湿度控制、辅料平衡间温湿度控制，卷包车间温湿度控制属于生产现场环境控制，主要通过空调来实现。

1.工艺要求

根据烟草行业规范和韶关卷烟厂提出的空调环境条件，成品烟的贮藏条件为温度（夏季）控制在250～300之间，相对湿度控制在55%～65%之间，保持卷烟含水率在11.5%～13%范围内，以满足卷烟商品养护和防霉渡夏等特殊时期的工作需要，确保卷烟在库安全。空调室外设计计算参数根据本地区的相关气象参数，地区夏季环境温度34.50，相对湿度83%，冬春季特别是梅雨季节空气相对湿度较高，这些都不利于成品烟的贮藏。因此需要按照暖通规范安装空调系统对贮藏环境进行降温和除湿，使之达到实用温度和相对湿度。为避免成品烟在储藏过程中发霉发酵，并根据厂方提供的成品烟储藏经验以及烟草行业标准。

2.机组再热问题

造成空调机组再热的原因，主要是车间对相对湿度控制精度有较高的要求。夏季运行时，若新、回风混合状态点的绝对含湿量大于送风状态点的绝对含湿量时，空调控制系统将对组合式空调机组表冷盘管控制阀进行PID调节，达到控制湿度的目的，并通过调节加热阀进行温度控制。运行数据显示，为了达到除湿的目的，空气经表冷器后温度往往降至17℃，需较大的加热量才能达到送风状态点的温度值。根据负荷计算，夏季卷接包车间负荷以显热为主，湿负荷并不大。通过查阅相关气象资料，常德市夏季最湿月室外平均绝对含湿量为18.89瓜g，而卷接包车间在温湿度控制指标范围内绝对含湿量为13.5以g，引入新风（新风量按10%计算）所产生的湿负荷为307kg/h，而车间室内散湿量（主要是人员散湿量）仅为20.8kg/h。因此，新风占了湿负荷的绝大部分。通过焓湿图分析，在新风与回风混合之前，先对新风进行除湿处理，使处理后的新风与回风混合以提升混风温度，可以降低空气再热量。

3.系统设计

采用传统中央空调加供暖系统设计，并将水系统设计为两个可独立又可合并使用的子系统。在夏季高温高湿工况时两个独立子系统均以制冷-制冷方式运行，实现制冷降温除湿的功能； 在冬春季低温高湿工况时，两个独立子系统分别以制冷- 供热方式运行，供热系统升温，同时制冷系统除湿，以实现低温高湿工况下的抽湿功能，保证空调室内的温湿度要求。从功能上分析，本方案完全能满足设计要求。由于该方案的末端设备可以选用普通的空调风柜，不必选用昂贵的恒温恒湿风柜， 因此大幅度降低了工程造价， 节省了投资。系统空调不需新风和换气系统。选用两台水冷螺杆式冷水机组，设三台冷冻水泵、三台冷却水泵，两台冷却塔，一台壳管式蒸汽-水换热器。每层设八台明装立柜式空调机，分别与两个子系统连接，每个子系统各设四台。我们把水系统分为两个独立的又可合并使用的子系统A、B。在夏季高温高湿工况运行时，关闭蒸汽-水热交换器上的阀门，两个子系统都与冷水机组连接，同时制冷降温抽湿，使室内温湿度达到设计要求；在春冬季低温高湿工况运行时，系统需同时加热和制冷抽湿，此时关闭子系统A与冷水机组连接的阀门，同时关闭子系统B与蒸汽-水热交换器连接的阀门，使子系统A只与蒸汽-水热交换器连接，子系统B只与冷水机组连接，两个子系统同时运行，加热制冷抽湿，使室内温湿度达到设计要求；如需两个子系统同时加热运行时，关闭冷水机组上的阀门，两个子系统都与蒸汽-水热交换器连接，同时供热，使室内温湿度达到设计要求。由于本系统无空调送、回风管道安装，因此在选用空调末端设备时选用高静压风柜，增加送风距离，以保证全部空调区域内温湿度参数都能达到设计要求。

4.系统的调试运行

整个系统安装完毕后，进行了联合试运转，在系统各设备与部件联动协调，运行无异常现象后，投入使用。各种工况下运行调试参数记录如下：夏季高温高湿工况：空气状况：室外温度≥300，相对湿度#控制标准：室内温度250～300，相对湿度55～65%。工艺操作：A、B子系统同时制冷。操作方法：开启两台制冷主机以及相对应的水泵、水塔、末端设备。从运行记录可以看出，在夏季高温高湿工况下，该系统以制冷-制冷方式运行，能将室内温度和相对湿度控制在设计的温度（28±2）和湿度（605%）范围内。冬春季低温高湿工况：空气状况：室外温度≤200，相对湿度#80%。控制标准：室内温度200～250，相对湿度60～65%。工艺操作：A子系统加热，B子系统制冷。操作方法：同时开启一台制冷主机和热交换器，使A子系统管路供热水，B子系统管路供冷冻水。

结束语：

综上所述，本文介绍的空调设计方案能够满足卷烟厂成品仓库工艺的温湿度要求。本空调系统的大温差空调送风方式具有明显的经济技术优势，效果良好。该设计方案同传统的恒温恒湿空调系统相比能够节省投资30%～40%，具有较高的性价比，值得在同类工况运行的空调系统中推广。