太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合在烤烟烘烤中的应用研究

李昂+姜清治+张文建+王忠+万军

摘 要：为了研究太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合在烟叶烘烤中的应用效果，对太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合烤房和普通密集烤房烘烤过程中的耗能成本和烤后烟叶经济性状、外观质量、化学成分等进行研究。结果表明，与普通密集烤房相比，太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房在生产应用中总耗能成本明显降低，烤后烟叶的经济性状、外观品质都有所提升，化学成分变得更协调，具有较好的推广价值。

关键词：供热系统；烘烤；应用

中图分类号：S572 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.04.020

Application Study on Combination of Solar Photoelectrical Generation System and Heat-supply Systems with Double Heat Sources in Tobacco-curing System

LI Ang， JIANG Qingzhi， ZHANG Wenjian， WANG Zhong， WAN Jun

（Guizhou Province Tobacco Company Zunyi Wuchuan County Branch， Zunyi， Guizhou 564300， China）

Abstract： To study the application effect of combination of solar photoelectrical generation system and heat-supply systems with double heat sources， energy consume cost and economic characters， appearance quality， chemical composition of cured tobacco leaves of traditional flue-curing barn and new type of flue-curing barn were studied. The results showed that compared with traditional flue-curing barn， in the production practice， the new type of flue-curing barn of solar photoelectrical generation system and heat-supply systems with double heat sources significantly reduced total cost of energy consumption， improved economic characters and appearance quality， made chemical quality more harmonious， and had good popularization value.

Key words： heat-supply system； curing； application

供热系统是密集烤房的重要组成部分[1-2]。近年来，随着生产力水平的不断提高，烤房供热方式呈现多元化发展趋势，烟叶烘烤实践中逐渐出现了天然气、柴油、煤油、太阳能、空气能、生物质能、电能和醇基燃料等新型供热材料[3-8]。为了适应经济发展水平，我国烟草科研人员也进行了大量的研究[9-20]。林伟等[21]利用生物质颗粒燃料代替煤炭燃料，采用智能生物颗粒燃料燃烧机，对密集式烤房进行简单改造，与普通密集式烤房进行烟叶烘烤对比试验，结果发现，采用新型生物质燃料热风炉供热烤房在烘烤管理时间上节省了21.7 h，燃料成本比煤炭多出188.72元·烤-1（炕），耗电成本节省了16.06元·烤-1（炕），人工成本节省216元·烤-1（炕），上中等烟比例提高了3.01个百分点，均价提高了1.54元·kg -1。张大斌等[22]采用煤、电、油作为供热能源，配套密集烤房作为试验烤房，与传统的单能源密集烤房进行烘烤对比试验，结果表明，与普通密集烤房相比，混合能源密集烤房中1 kg干烟的能耗为2.2元，降低了0.8元。向裕华等[23]研制了碳氢有机质燃料烘烤设备，结果表明，碳氢有机质燃料烘烤设备具有燃料利用率高、升温快、控温灵活、保温效果好等特点；与密集烤房供热系统相比，每千克干烟的总能耗降低了20.4%～36.4%，节能效果明显。但是关于太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合在烤烟烘烤中应用研究的报道鲜见报道。

为了探索太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合对于遵义现代烟草农业发展的重要作用，本研究以K326为材料，对普通密集烤房、太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房2种不同供热方式烤房用工耗能成本及其烤后烟叶的经济性状、外观质量、化学成分等进行了研究，分析了密集烘烤不同供热方式对遵义烟区烤后烟叶产质量的影响，以期对遵义烟叶生产工作起到一定的推动作用。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烟草品种为K326。供试烟田6.67 hm2，连片成方，土壤肥力均匀一致；太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房由贵州普耀新能源科技有限公司、重庆和创简一科技有限公司负责施工改造，装烟室规格均为8.0 m×2.7 m×3.8 m，循环风机高速为1 440 r·min-1、低速为960 r·min-1。选取上部叶、中部叶作为供试烟叶。

烤烟大田管理按照当地优质烤煙生产技术规范实施。待烤烟成熟后，按照烤烟成熟采收标准采收，采用密集烘烤工艺进行烘烤。

1.2 试验方法

试验于2016年在贵州省遵义市务川县涪洋镇科技示范园进行。试验共设置2个处理，分别是T1.普通密集烤房；T2.太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房。每个处理3个重复。待烘烤结束后，统计每炕烤烟每千克干烟的用工成本、耗煤成本、用电成本，计算每个处理的平均值和总耗能成本。

根据烤烟分级标准，对每个处理的烟叶进行分级，测定单叶质量、上等烟比例、上中等烟比例等指标；由遵义市烟草公司组织8名行业专家，对每个处理的烤后烟叶外观质量的颜色、成熟度叶片结构、身份、油分、色度、叶面组织、柔软性、光泽等指标进行评价。

1.3 数据处理

采用Excel 2007进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同类型烤房的耗能成本比较

由表1可知，就中部叶而言，处理T1烘烤每千克干烟用工成本比处理T2高出0.59%，处理T1烘烤每千克干烟耗煤成本比处理T2高出11.13%，处理T2烘烤每千克干烟用电成本比处理T1低0.027元，处理T1烘烤每千克干烟总耗能成本比处理T2高0.198元；就上部叶来说，处理T1烘烤每千克干烟的用工成本、耗煤成本、用电成本、总耗能成本分别比处理T2高出5.76%，13.53%，5.73%，8.30%。

2.2 不同类型烤房烤后烟叶经济性状比较

由表2可知，就中部叶而言，处理T2单叶质量比处理T1高出2.77%，处理T2上等烟比例比处理T1低2.69%，处理T2中等烟比例比处理T1高5.27%，处理T2均价比处理T1高2.32%；就上部叶来说，除处理T2上等烟比例比处理T1低3.13%个百分点，处理T2单叶质量、上中等烟比例、均价分别比处理T1高出0.42%，3.83%，2.89%。

2.3 不同类型烤房烤后烟叶外观质量比较

由表3可知，就中部叶而言，处理T1与T2在颜色、成熟度、叶片结构、柔韧性等外观质量方面相当，但是处理T2在身份、油分、色度、叶面组织、光泽等方面优于处理T1；就上部叶来说，除了在油分、柔韧性、光泽方面处理T1与T2相当外，其他外观质量指标处理T2均优于处理T1。

2.4 不同类型烤房烤后烟叶化学成分比较

由表4可知，就中部叶而言，处理T2在还原糖、总糖、钾的含量方面分别比处理T1高出1.71，2.97，0.09个百分点，处理T2在烟碱、氯的含量分别比处理T1低出0.21，0.03个百分点；就上部叶来说，处理T2在还原糖、总糖、钾的含量方面分别比处理T1高出1.13，2.01，0.12个百分点，处理T2在烟碱、氯的含量分别比处理T1低出0.35，0.04个百分点。

3 结论与讨论

与普通密集烤房相比，太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房在生产应用中烘烤每千克干烟总耗能成本明显降低，经济性状、外观品质都有所提升，化学成分变得更协调，起到了节能、减工、提质、增效的作用。

太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房对环境适应能力较强，大大降低了烟叶烘烤对电力和煤炭的依赖，方便了烟叶生产。但太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房的前期投资较大，需要专门培训技术人员，从长远来看，太阳能光伏发电系统与双热源供热系统组合密集烤房的推广对我国的现代烟草农业建设有积极的推动作用。

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