太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场研制及其烘烤效果

韦建玉，聂荣邦，胡亚杰，黄崇峻，王 政，贾海江，首安发，盘维权，刘慧生

(1 广西中烟工业有限责任公司，南宁 530001； 2 湖南农业大学农学院，长沙 410128; 3 贺州市烟草公司，广西贺州 542800； 4 贺州市烟草公司富川县分公司，广西富川 542700)

太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场研制及其烘烤效果

韦建玉1，聂荣邦2，胡亚杰1，黄崇峻1，王 政1，贾海江1，首安发3，盘维权4，刘慧生4

(1 广西中烟工业有限责任公司，南宁 530001； 2 湖南农业大学农学院，长沙 410128; 3 贺州市烟草公司，广西贺州 542800； 4 贺州市烟草公司富川县分公司，广西富川 542700)

在烟叶烘烤工场密集烤房群的房顶上，安装太阳能空气加热系统，将太阳能加热了的空气送进烤房的加热室内，与煤燃烧加热的空气融为一体，联合供热，完成烟叶烘烤，成功建成了太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场。烟叶烘烤试验结果表明，上升式或下降式太阳能和化石能联合供热的密集烤房，均能顺利完成烟叶烘烤；只要烘烤工艺运用得当，烟叶烘烤质量还可以得到提高，上等烟叶比例可以提高；同时，节能减排效果十分显著，在光照良好的条件下，省煤可达到40%以上。

烤烟；密集烤房；太阳能；化石能；供热；烘烤

目前，我国广大烟区的烟叶烘烤普遍采用化石能加热空气，以提供烟叶烘烤过程所需的热能，这不但使烟叶的烘烤成本居高不下，而且碳排放量大，污染环境。为了降低烟叶烘烤成本，节能减排，近些年，我国的烟草科技工作者致力于将太阳能利用到烟叶烘烤中来，并已经取得一定进展[1,2,3]。不过，过去的研究局限于一座烤房配一套太阳能设备，这对于以往独座建设的密集烤房是可行的。可是，近年我国新建的密集烤房均改为连体密集烤房，几十座甚至几百座密集烤房连在一起，形成密集烤房群，并把一处密集烤房群称为一处烟叶烘烤工场。

本试验拟通过研究，打造升级版的太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场，首先研究适用于烟叶烘烤工场的太阳能空气加热系统，然后将太阳能空气加热系统与烟叶烘烤工场的密集烤房群有机结合起来，并实现化石能空气加热系统与太阳能空气加热系统联合供热，顺利完成烟叶烘烤，达到节能减排，降低烟叶烘烤成本，提高烟叶烘烤质量的目的。

1 材料与方法

1.1 试验地点

富川县麦岭镇烟叶烘烤工场。

1.2 供试品种

云烟87。

1.3 试验设计

(1)供试烤房。该烟叶烘烤工场共有20座密集烤房，其中8座配备太阳能供热系统。太阳能供热系统采用最新式的内导流真空集热管为主导集热元件，元件之间通过联箱连通，在内导流真空集热管内被加热的空气经过联箱进入保温风管，然后用导流风机将热风送入密集烤房的通风排湿系统。同时每座烤房上方均设有阀门，通过阀门的启闭，可以将一行联箱或者数行联箱的热风送入一座烤房之中。另外，本烟叶烘烤工场有18座为气流下降式密集烤房，两座为气流上升式密集烤房。

(2)烘烤试验设计。此次烟叶烘烤试验共设4个处理：T1.气流上升式太阳能密集烤房，利用1行联箱的太阳能加热的空气；T2.气流上升式太阳能密集烤房，利用2行联箱的太阳能加热的空气；T3.气流下降式太阳能密集烤房，利用3行联箱的太阳能加热的空气；T4.没有安装太阳能的燃煤式密集烤房，作为对照。

2 结果与分析

2.1 太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场创建

在太阳能供热系统建成并与原有燃煤式密集烤房藕合成功后，于2015年5月28日，对已经创建成功的太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场进行空载试验。用照度计测定光照强度，用红外温度计测定温度。9:00测定光照强度、太阳能保温风管内空气温度和装烟室内空气温度；11:30再次测定光照强度、太阳能保温风管内空气温度和装烟室内温度，然后，关闭烤房门窗，风机开高档；12：30又一次测定光照强度、太阳能保温风管内空气温度和装烟室内温度，结果列入表1。

表1 太阳能供热系统供热效果

从表1可以看出，在光照强度还只有45 000 Lx的时候，太阳能保温风管内的温度就超过了100℃。当关闭烤房门窗，开动风机1 h之后，装烟室里的温度就由25.7℃升到了34.2℃，升高了8.5℃，说明太阳能系统供热能力是很强的。至此，太阳能与化石能联合供热烟叶烘烤工场创建成功。

2.2 烟叶烘烤试验结果

2015年6月15日开始，进行中部烟叶烘烤试验；2015年6月26日开始，进行上部烟叶烘烤试验，各处理情况如表2、3。

表2 各处理中部烟叶烘烤试验情况

表3 各处理上部烟叶烘烤试验情况

各处理中、上部烟叶烘烤试验均获得成功。各处理分别取烟样1 kg, 送广西中烟工业有限责任公司技术中心作化学成分分析和评吸试验。

2.2.1 烟叶分级结果

对各处理烟叶进行分级，结果如表4。

表4 各处理烟叶分级结果(%)

从表4可以看出，太阳能密集烤房烤出的烟叶，无论是上等烟比例，还是上中等烟比例，均高于化石能密集烤房，上等烟比例平均高出3.67个百分点，上中等烟比例平均高出4.57个百分点。

2.2.2 烟叶外观质量

广西中烟工业有限责任公司技术中心对各处理烟样的外观质量进行评价打分，结果如表5。

从表5可以看出，各处理烟叶成熟度均达到成熟，身份均为中等，油分均为有，叶片结构中部叶均为疏松，上部叶为尚疏松-疏松。可见各处理烟叶的外观质量无显著差异。

表5 各处理烟叶外观质量评价结果

2.2.3 烟叶内在质量

广西中烟工业有限责任公司技术中心评吸各处理烟样的内在质量，结果如表6。

由表6可以看出，T1的香气质、香气量等多项指标均最好，对照(T4)的多项指标则较差。可见采用太阳能结合化石能的密集烤房烘烤烟叶，只要烘烤技术得当，可以提高烟叶的内在质量。

表6 各处理烟叶的内在质量评价结果

2.2.4 烟叶化学成分

广西中烟工业有限责任公司技术中心评吸各处理烟样的化学成分，结果如表7。

由表7可以看出，各处理烟叶的化学成分都尚未达到很理想的状态，比如淀粉含量偏高等，不过T1、T2的淀粉含量都比CK低，这是可喜的[5]。

表7 各处理烟叶常规化学成分(%)

2.2.5 烘烤能耗成本

记载各处理烟叶的烘烤能耗成本列于表8。

从表8可以明显地看出，上中部烟单位煤耗、上中部烟单位煤耗成本、上中部烟单位能耗总成本，均是对照高于各处理，说明太阳能加化石能密集烤房节能减排效果显著。其中，T2是利用了2行联箱的太阳能加热的空气，T3是利用了3行联箱的太阳能加热的空气，它们的省煤效果又比只利用1行联箱的太阳能加热空气的T1强。

表8 各处理烟叶烘烤能耗成本

3 小结与讨论

(1)本试验太阳能供热系统不仅与气流上升式燃煤密集烤房成功藕合对接，而且与气流下降式燃煤密集烤房成功藕合对接，这表明在全国各个烟区各种密集烤房均可配备太阳能供热系统，形成太阳能和化石能联合供热的烟叶烘烤工场。

(2)本试验的烟叶烘烤结果表明，无论是气流上升式太阳能和化石能联合供热的密集烤房，还是气流下降式太阳能和化石能联合供热的密集烤房，都能顺利完成烟叶烘烤，只要烘烤工艺运用得当，烟叶烘烤质量可以得到提高，上等烟比例可以提高。

(3)本试验结果表明，利用太阳能加化石能密集烤房进行烟叶烘烤，节能减排效果十分显著，在光照良好的条件下，省煤可达到40%以上。

(4)对于太阳能和化石能联合供热的烟叶烘烤工场，由于太阳能供热系统可以通过联箱、保温风管、阀门和导流风机的管控和分配，实现对各个密集烤房的供热调节，节能减排效果更好。

(5)鉴于南方烟区在烟叶烘烤季常常阴雨天较多，在很大程度上限制了太阳能的利用，而太阳能的采集、运用、储存、转化技术日新月异，选择更好的太阳能利用方式值得进一步探讨。

[1] 聂荣邦，张光利，于少林. 智能化太阳能密集烤房节能效果研究[J]. 作物研究，2010，24(3)：181-183.

[2] 宋朝鹏，陈江华，许自成，等. 我国烤房的建设现状与发展方向[J]. 中国烟草学报，2009(6)：83-85.

[3] 韦建玉，聂荣邦，金亚波，等. 密集烘烤烟叶变黄程度对烟叶工业可用性质量的影响[J]. 广东农业科学，2012(21)：33-36.

[4] 刘 强. 密集烤房建造成本及烘烤效果研究[J]. 作物研究，2009,23(2)：115-116，119.

[5] 李春艳，聂荣邦. 密集烤房烘烤过程中烟叶淀粉含量的动态变化[J]. 作物研究，2007，21(2)：120-121.

2016-06-27

韦建玉(1966-)，女，博士，研究员，长期从事烟叶生产技术研究和管理工作。

广西中烟工业有限责任公司科技项目。

TS44+1

A

1001-5280(2016)06-0722-04

10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.06.28