卷烟厂空调机组加湿器节能减排改造技术分析

杨洪洪 陈晋 李君 曹刚 何艳华

摘 要：节能减排是当前卷烟企业生产管理的重要目标，对企业生产经营效益和可持续发展能力具有重要影响。本文以某卷烟厂空调机组加湿器节能减排项目实施为例，简要概述节能减排改造必要性，并结合实际说明技术改造方案，以此为相关企业生产提供参考，为企业经济效益和生态效益的实现奠定良好基础。

关键词：卷烟厂;空调系统;滴下浸透气化式加湿器;节能减排

1 卷烟厂空调机组加湿器节能减排改造必要性

1.1 某卷烟厂空调机组运行现状

以某卷烟厂KJ-25组合式空调机组为例。技术参数为：风量：90000m?/小时，制热量：200kw，制冷量：290kw，干蒸汽加湿量：430kg/h，高压微雾加湿量：450kg/h。

系统原设计思路为冬季使用干蒸汽加湿进行等温加湿，过渡季节使用高压微雾加湿进行等焓加湿。经过实际运行使用，原系统所配置的高压微雾加湿器使用效果较差，已经无法满足车间生产湿度要求，并且系统运行中存在喷头堵塞现象，高压水泵维护量大，使用寿命周期短，更换成本高等问题。对加湿器系统进行改造，提升节能减排效果，已经成为生产管理的紧迫需求。

1.2 空调机组高压微雾加湿系统运行中存在问题

通过对当前空调机组高压微雾加湿系统运行状况进行分析，在实际运行中主要存在如下方面问题：一是在长期使用过程中，喷嘴出现明显的堵塞现象，并且喷雾加湿方式需要足够的吸收距离，但空调机组内空间受限，使得雾化水滴颗粒之间存在干涉现象，无法达到充分蒸发要求，加湿饱和效率和水资源利用水平都有待提升。二是为满足生产车间湿度控制稳定性的要求，需要喷雾水泵压力恒定在7Mpa的高压状态，但水泵故障率和运行成本都比较高，对于检修运维投入有较高要求，增加系统运行人力、物力投入，与节能减排要求相悖[1]。三是系统运行中所配置的汽水分离挡水布在长期运行中，运行阻力大，额外增加风机电力能耗量，无法满足节能减排目标要求。

1.3 节能减排改造必要性

卷烟厂生产工艺对卷接包、制丝等车间均有恒温恒湿的要求。稳定的温湿度对于整个生产工艺具有很重要的保障作用，例如低湿环境导致烟丝的含水率低于16%时，就会造成烟支的烟丝脱落，包装纸开裂等生产问题。动力车间统计表明，空调系统能耗占工厂综合能耗的35～50%左右，加湿部分（蒸汽、冷水）所占比例通常占空调系统能耗的30%左右。如何有效降低加湿能耗就显得尤为重要。近年来同行业内都在尝试各种加湿方式改进提升，部分技术改造对空调系统降低能耗起到了一定的作用，但由于空调系统或加湿设备性能的各种局限性，很难满足全年各种工况的要求，未能解决完全替代蒸汽加湿大幅降低能耗的目标。为此，结合我厂使用高性能的滴下浸透气化式水湿膜加湿器，以期满足全年工艺加湿使用的需求，大幅降低系统的加湿能耗。

在传统生产管理理念中，通常认为生产技术改造需要较大成本投入，与企业经济效益实现相矛盾，因而限制了技术改造方面的投入。但是从长期发展角度而言，新型技术设备和技术的应用，不仅能够降低系统运行能耗，减少由系统长期运行带来的设备老化和维护工作投入，还能够借助自动化控制、智能化等新型技术应用，優化人力资源配置等[2]。同时，节能减排改造也是我国社会发展“碳中和”目标实现的基本支撑[3]。因此对卷烟企业来说，加强空调机组加湿器节能减排改造，是实现企业经济效益、社会效益和生态效益全面优化的基本要求。在生产管理体系中，必须结合生产现状和技术发展形势，完成对应的节能减排技术改造工作。

2 空调机组加湿器节能减排技术改造方案

2.1 改造方案

以本改造项目为例，针对当前空调机组运行实际情况，选用某企业所生产的滴下浸透气化式加湿器，在KJ-25空调机组中，替代现有蒸汽、高压微雾加湿器。综合考虑本厂所处地理环境特征，在满足热量情况下，滴下浸透气化式加湿器能够实现自动控制运行，以确保车间全年生产工艺的湿度要求，并达到节能减排目标。具体改造内容如下：（1）将原有高压微雾加湿器挡水布拆除，安装气化式加湿器，暂保留喷嘴系统。（2）配备新型控制器，并入原控制系统，实现自动及高精度控制。（3）停用干蒸汽、高压微雾加湿器。

2.2 节能减排措施

通过对加湿器系统进行改造，并对生产管理和运维管理工作进行优化，所采取的节能减排措施主要包括如下内容：（1）在原有高压微雾加湿系统停止使用后，对运维方案进行优化，减少维护工作开展所需要的人工和材料成本，降低设备运行成本。（2）依托滴下浸透气化式加湿器，结合空调系统新、回风系统运行，充分利用回风空气和加热盘管热量，达到加湿和降温双重效果，在满足现场工况条件基础上，降低系统运行水资源消耗量。（3）过渡季节利用滴下浸透气化式加湿器的等焓降温加湿原理，在加湿过程中同步降低空气温度，大幅节约空调系统制冷量，降低空调系统运行电力能耗。（4）滴下浸透气化式加湿器以亲水性高分子纤维为核心加湿材料，能够反复清洗利用，使用寿命能够达到8～10年，降低后续运维和改造技术成本。同时经过行业市场的调查，采用的加湿材料具有抗菌功能，彻底改变了传统湿膜在空调系统使用的细菌滋生问题，能够对系统内有害物质起到良好的抑制作用，从而在达到节能减排效果的同时，降低对空调系统运行对车间的环境污染。

2.3 节能减排效果对比

2.3.1 性能指标对比

通过对加湿器系统进行改造，采用滴下浸透气化式加湿器，各项性能指标均有大幅提升，性能指标对比如表1所示。

2.3.2 经济效益对比

通过对加湿器系统进行技术改造，对空调系统采用冬季运行方案和过渡季节运行方案两种管理模式，对比同参数工况的KJ-26系统。

采用冬季气化加湿方案替代现有蒸汽加湿方案，在电费、自来水、蒸汽费用、制热费用保持同等价格，运行时间保持一致情形下，技术改造后系统运行蒸汽消耗量大幅降低，耗电量基本维持不变，空调制热量有一定量的增长。通过对全年运行成本进行核算，能够节约241598元。

采用过渡季节气化加湿代替高压微雾加湿方案，在电费、自来水费用保持同等价格，运行时间保持一致情形下，技术改造后耗电量和耗水量大幅降低。通过对全年运行成本进行核算，能够节约17354元。

因此在总体改造完成并进行对应的技术管理体系完善后，全年能够节约运行成本258952元。

3 结束语

在当前加湿设备技术革新水平不断提升，综合性能不断提高背景下，卷烟厂通过相应的技术改造，选择合适的产品和技术方案，不仅能够有效确保车间生产温湿度工业参数的稳定性，降低烟丝处理和加工作业中的次品率，有效提升生产效率，还能够适应国家和行业在节能环保方面的政策监管要求，确保企业生产经济效益、社会效益和生态效益的同步提升。

参考文献：

[1]朱建中，郭海波，肖娥.卷烟厂空调系统控制与节能研究[J].中国设备工程，2021（05）：135-136.

[2]舒欣，何寅，王虎，褚文勇.卷烟厂生产空调系统节能机会浅析及应用[J].中国设备工程，2019（17）：169-171.

[3]陈雷.浅谈卷烟厂中央空调系统安装工艺与调试[J].国际公关，2019（08）：218.