黔西南太阳能密集烤房烘烤节能效果研究_隔夜烘烤 太阳能干燥机

　　摘要在贵州黔西南州兴义市改建2栋普通密集烤房为太阳能密集型烤房。烘烤结果表明，太阳能密集型烤房烘烤烟叶质量好，与普通密集烤房（对照）所烤烟叶质量一致。太阳能密集型烤房烘烤节能效果显著，平均干烟叶用煤量较对照节省21.40%~26.31%，调制成本较对照低18.9%~22.9%。采用砖、砂、水泥等材料修建太阳能加热室，可大大降低太阳能加热室成本，平均干烟叶调制总成本较对照低，太阳能密集烤房在贵州省黔西南州具有一定的推广前景。
　　关键词太阳能；密集烤房；烘烤；节能效果；黔西南
　　中图分类号TS43；S572文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）03-0263-02
　　
　　StudyonEnergySavingEffectofSolarEnergyBulkCuringBarninSouthwesternofGuizhou
　　MA Ying 1 PENG Yu 1WANG Gang 2 *HE Bing 2LI Jia-jun 3CHEN Feng-lei 3WANG Feng 3YANG Shuang-jian 3
　　ZHOU Chang-hua 2SHAO Zhong-shun 1CAO Peng 1WU Liang-xue 1
　　（1 China National Tobacco Corporation，Southwest of Guizhou，Xingyi Guizhou 562400； 2 British American Tobacco Far East Leaf Limited（Hong Kong）； 3 China National Tobacco Corporation，Guizhou Province）
　　AbstractTwo solar energy bulk curing barns were built in Xingyi of Southwestern Guizhou. The trial results indicated that solar energy bulk curing barn cured same good quality tobacco as common bulk curing barn（control）.Using solar energy bulk curing barn，coal consumption for average dried leaf was lower 21.40%~26.31% than control，curing cost for dried leaf was lower 18.9%~22.9% than control. Building solar energy heating room with brick，sand and cement can reduce building cost，resulting in total curing cost for average dried leaf was lower than control，thus there was feasibility for solar energy bulk curing barn commercially used in Southwestern Guizhou.
　　Key wordssolar energy；bulk curing barn；curing；energy saving effect；Southwestern Guizhou
　　
　　烤烟是黔西南州传统的支柱产业，年产量达4万t。黔西南由于风景优美、气候宜人、烟叶质量好，被称为“中国最美的烟区”。黔西南州位于贵州省西南部，属珠江水系南北盘江流域，地处黔、滇、桂三省区结合部。全州热量充足，雨量充沛，常年年均气温13.6~19.6 ℃，年平均日照时数为1 436.0~1 648.6 h，年太阳辐射总量为4 100~4 600 MJ/m2，是贵州省最温暖、光照最充足的地区。黔西南州具有丰富的太阳能资源，在烟叶烘烤季节7―9月日照时数为400~474 h，其中兴义市最高，为474 h，多于云南玉溪、蒙自同期日照时数[1]。
　　太阳能作为一种环保能源，越来越引起人们研究和应用的兴趣。美国北卡罗来纳州牛津烟草试验站1978年设计建成了两室型太阳能调制系统，可基本满足烟叶变黄的需要。我国于20世纪70年代进行太阳能烤烟试验，并取得了一定的效果[2]。目前，黔西南州烤烟烘烤均采用煤作为燃料。而煤是一种不可再生的能源。对现有密集烤房进行改造，在烤房顶部安装太阳能加热室，利用太阳能作为烤烟烘烤的辅助能源，减少煤炭的使用，不失为一种节能减排、降本、增效、环境友好型的烤烟生产模式。2010年，黔西南州烟草公司与英美烟草公司及贵州省烟草公司的技术人员在黔西南州兴义市万屯磨盘山烟叶工场内对科地公司2栋8.0 m×2.7 m密集烤房进行了改造，将太阳能加热室安装在烤房顶部，利用太阳能作为辅助能源对烤烟进行烘烤，达到了节煤、降本的效果。
　　1材料与方法
　　1.1太阳能密集烤房修建
　　在黔西南州兴义市万屯磨盘山烟叶工场内选定3栋科地公司8.0 m×2.7 m KH-3（A）型密集烤房，在其中2栋烤房顶部安装太阳能加热室，将其改造为太阳能密集烤房，记为Ⅰ号、Ⅱ号太阳能密集型烤房，另一栋烤房作为对照烤房（CK）。2010年7月26―30日，对选定的2栋密集烤房进行了改造，在烤房顶部安装了太阳能加热室，并通过了性能检测。8月3日烤房安装调试结束，烤房各项设施工作正常。
　　1.2 太阳能加热室及配套材料
　　太阳能加热室采用8.0 m×2.1 m阳光板作为透光材料，黑色银合金板作为吸热设备，保温棉作为保温隔热材料，370 W耐高温风机作为太阳能加热室循环风机，普通百叶窗作为太阳能加热室吸风口。采用广东东莞永淦节能科技有限公司生产提供的太阳能温差控制系统对太阳能的利用进行自动或手动控制。
　　1.3太阳能密集烤房结构
　　1.3.1太阳能加热室的结构。2栋烤房太阳能加热室结构基本相同，Ⅰ 号烤房太阳能加热室采用铝合金板框架，长8.0 m，宽2.1 m，高30 cm。四周内壁铺设保温棉，内壁10 cm高处每隔1 m焊一铁条支架，用以摆放黑色银合金，作吸热材料。在太阳能加热室内两端开2个孔，与装烟室相通。在靠烟囱一侧，将孔开在烤房循环风机前面的位置，安放太阳能加热室循环风机，然后再在装烟室内用铁皮制作一撮箕，将太阳能加热室循环风机气流与烤房循环风机气流隔开，然后一并汇入装烟室内。在太阳能加热室内另一端开一方形孔，与装烟室相通，然后安放百叶窗，作为太阳能加热室循环的进风口。最后在太阳能加热室框架上端每隔1 m的距离横向焊接铁条，作为支架，然后将8.0 m×2.1 m的中空阳光板安放在上面，用自攻螺钉固定，再用玻璃胶等密封以防漏气。另外，在太阳能加热室外壁两端各开1个约25 cm×12 cm的通风口。温度探头分别安装在太阳能加热室及装烟室内。太阳能循环利用温差控制系统与烤房温湿度自动控制系统安放在一起，方便操作控制。Ⅱ号烤房太阳能加热室结构与Ⅰ号基本相同，只是Ⅱ号烤房太阳能加热室由砖、砂及水泥砌成，高度为40 cm，内壁未铺设保温棉。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　1.3.2太阳能密集烤房结构及工作原理。太阳能密集烤房结构及工作原理见图1。太阳能加热室通过阳光板吸收阳光，将光能转化为热能，加热黑色吸热板及空气，通过开启太阳能加热室循环风机，太阳能加热室吸风门自动开启，形成小循环。将加热的空气送入装烟室，与装烟室内热气流循环融合。在烤烟烘烤季节，需将太阳能加热室外壁两端通风口完全密闭，而在非烘烤季节，则将2个通风口打开，降低太阳能加热室内温度，防止阳光板变形，延长阳光板及循环风机等材料的使用寿命。
　　1.4烘烤试验概况
　　采用云烟87品种，分别用下部、中部及上部烟叶在Ⅰ号、Ⅱ号太阳能密集烤房及对照烤房内进行烘烤，共烘烤烟叶9炕。每炕烟叶对用煤量、耗电量进行准确的记录，并记录每竿烟叶鲜干重，装炕总竿数、烤房内干湿球温度、太阳能加热室温度等。
　　2结果与分析
　　2.1空载时太阳能对烤房升温性能检测
　　8月17日，晴天，当太阳能加热室温度升高至最高或接近最高时，开启太阳能加热室循环风机及烤房循环风机，对2座太阳能密集烤房利用太阳能在空载情况下对烤房的升温状况进行了检测，结果见表1。表1数据表明，Ⅰ号烤房太阳能加热室最高温度可达107 ℃。在烤房空载时，仅利用太阳能，Ⅰ号烤房装烟室温度可由室温28.3 ℃升至最高38.2 ℃，然后逐步下降。Ⅱ号烤房太阳能加热室由于采用水泥、砖、砂砌成，内壁未铺设保温棉，且加热室高度较高（40 cm），所以太阳能加热室最高温度仅达到99.0 ℃。在烤房空载时，利用太阳能可将装烟室温度由室温28.1 ℃升高至37.8 ℃，然后逐步下降。烤房装烟室装满烟叶时，在火炉未生火的情况下，利用太阳能可将烤房温度升高约4 ℃，升温幅度有限，且取决于天气条件。
　　2.2太阳能密集烤房烘烤工艺
　　为了充分利用太阳能，对I号、Ⅱ号太阳能烤房采用了特殊的烘烤工艺。上炕当晚不生火，不开循环风机。第2天如是晴天，则不生火，开动烤房循环风机，同时将太阳能循环风机设置为自动或手动，利用太阳能将烤房温度升高，让烟叶逐步变黄。傍晚生火，维持烟叶变黄需要的温度。图2是Ⅱ号太阳能烤房对中部烟叶的烘烤曲线。烟叶采收较为成熟，变黄期约55 h，然后进入排湿定色阶段。烘烤耗时132 h。
　　2.3太阳能密集烤房烘烤烟叶质量比较
　　由于太阳能密集烤房由普通密集烤房改造而成，烤房装烟室及热风循环系统完全一样，所以太阳能密集烤房烘烤烟叶质量与普通密集烤房（CK）完全一致。烤后烟叶质量好，桔黄色比例高、有光泽、弹性好、身份适中、油分足。
　　2.4太阳能密集烤房烘烤节能效果
　　表2是太阳能密集烤房与普通密集烤房（CK）烘烤成本比较。从表2可以看出，太阳能密集烤房烘烤节能效果明显，Ⅰ号、Ⅱ号太阳能密集烤房烘烤1 kg干烟叶耗煤量分别（下转第266页）
　　为1.44、1.35 kg，而对照烤房烘烤1 kg干烟叶需耗煤1.83 kg。Ⅰ号、Ⅱ号太阳能密集烤房烘烤1 kg干烟叶节煤分别为21.40%和26.31%，节能效果明显。烤房循环风机用电量较大，而太阳能加热室小循环风机用电量较小，每炕烟叶用电3~4 kW・h。从表2可以看出，太阳能烤房与对照烤房烘烤1 kg干烟叶耗电量接近。将耗电量与用煤量折算成1 kg干烟叶调制成本，对照烤房1 kg干烟调制成本为1.35元，Ⅰ号、Ⅱ号太阳能烤房1 kg干烟调制成本比对照分别低18.9%和22.9%，降本效果突出。
　　2.5太阳能密集烤房建造成本分析
　　对普通密集烤房及太阳能密集烤房的建造成本及调制成本进行了比较（表3）。Ⅰ号、Ⅱ号太阳能密集烤房太阳能加热室的建造成本分别为8 000元和5 000元，普通密集烤房建造成本按3.2万元/栋计，则Ⅰ号、Ⅱ号太阳能烤房的建造成本分别为4.0万元/株和3.7万元/株。普通密集烤房使用寿命按10年计，太阳能加热室及配套设施使用寿命按5年计，且每年每间烤房烘烤烟叶8炕，则1 kg干烟叶调制总成本：对照密集烤房为2.28元，Ⅰ号太阳能烤房为2.49元，Ⅱ号太阳能密集烤房为2.26元。Ⅱ号太阳能烤房单位干烟叶调制成本较对照密集烤房低，这为太阳能密集烤房商业化推广提供了可能性。
　　3结论与讨论
　　试验结果表明，太阳能密集烤房加热室设计简单、易于安装。太阳能加热室直接将太阳能转化为热能，太阳能利用直接、高效。在晴天时太阳能加热室温度可升至99~107 ℃，在烤房空载时利用太阳能可将烤房装烟室温度由室温升高至37.8 ℃以上。在装烟室装满烟叶时也可使烤房装烟室温度升高约4 ℃。太阳能密集烤房烘烤烟叶质量好，节能效果明显，烘烤1 kg干烟叶节煤21.40%~26.31%，调制成本节省18.9%~22.9%，节能降本效果显著。采用砖、砂、水泥等材料安装太阳能加热室，成本可控，经济合算，1 kg干烟叶的总调制成本为2.26元，较普通密集烤房低，这为太阳能密集型烤房的商业化推广应用提供了可行性。
　　利用太阳能作能源，没有废渣、废气、废水排出，无噪声，不产生有害物质，这在环境污染日趋严重的今天显得尤为可贵。未来大规模的太阳能开发利用，有可能开辟新能源领域，从而解决能源危机问题[3]。太阳能将会变成与化石能源一样经济有效的能源[4-7]。贵州省黔西南州具有得天独厚的光热资源，如在黔西南州推广应用太阳能密集烤房，将大大降低CO2排放量，黔西南烟叶生产将更环保、更安全。“中国最美的烟区”将更秀、更美。
　　4参考文献
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