（上海建筑设计研究院有限公司 上海 200041）
【摘 要】烟草在生产制造过程中，车间的温湿度不仅影响烟丝的水分含量，产品的品质，包装材料的性能，而且影响设备的作业效率。因此，烟草生产需要一个恒温恒湿的环境，该环境的产生和维持主要依靠中央空调系统来实现。本文主要就高压微雾加湿在烟草行业的节能应用进行了分析和探讨。
【关键词】高压微雾加湿；烟草行业；节能；应用
【中图分类号】TS45 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）10-0190-03
1.传统卷烟厂加湿方式及其存在的问题
卷烟厂传统加湿方式主要有喷淋加湿、干蒸汽加湿。喷淋加湿设备见图1，干蒸汽加湿设备见图2。
图2 干蒸汽加湿设备
（1）喷淋加湿属于等焓加湿，利用水的循环喷淋对空气进行加湿，加湿过程中空气湿度增加，温度降低。该加湿方式在较早的卷烟厂空调系统中应用较多。
喷淋加湿在加湿的同时具有一定的降温及清洗作用。但是喷淋加湿的精度不高，不能确保满足卷烟生产过程中的湿度要求。喷淋加湿采用循环水，卷烟生产过程中的许多杂质会沉积在水箱中，造成水质下降，影响车间内空气品质。
（2）干蒸汽加湿属于等温加湿，是将锅炉产生的蒸汽输送至空气处理机组，对空气进行加湿。这种加湿方式加湿量大，吸收速度快，精度也较高。但由于干蒸汽的温度很高，且卷烟厂生产中加湿量较大，所以加湿后的空气温度会在一定程度上有所上升，温升约为1～2℃，也有达到3℃的情况。由于烟草生产过程中，设备发热量很大，再加之干蒸汽加湿的温升作用，造成制冷系统需要长期运行，一般情况下，当室外温度高于15℃时，就需要开启制冷系统对空气进行降温处理，这就造成了一年当中除去冬季外，其他季节均需要开启制冷系统，能耗极大。
可以看出，传统的加湿方式运用在卷烟生产过程中会产生许多问题，迫切需要一种适合卷烟生产这种特殊环境下的加湿方式，近年来出现的高压微雾加湿系统，能够很好的满足这种需要，无论在加湿精度和卫生方面均具有较大优势，更重要的是，高压微雾加湿方式能够大大的降低卷烟厂空调系统能耗，降低运行费用。
2.高压微雾加湿介绍
高压微雾加湿是利用高压柱塞泵将水压提高到约70kg/cm2，然后将加压后的水经耐高压输送管线输送至专门的喷嘴将其雾化，产生3～15μm的微雾颗粒，使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，从而达到空气加湿、降温的目的。
高压微雾加湿系统由于产生高压水的泵站（见图3）和产生微雾颗粒的雾化框架（见图4）这两部分组成，通过高压输送管路进行连接。高压微雾加湿系统运行时的状态如图5所示，观察可发现雾化颗粒小，加湿均匀。
图5 加湿系统工作状态
高压微雾加湿有如下特点：
（1）加湿量大。不同的生产厂家产品序列不同，单台设备最大加湿量也有不同，一般均可以达到500kg/h。
（2）加湿效率高。由于设备产生的水雾颗粒极为细小，汽化过程完成快，使其吸收效率可超过90%，最高可达95%。
（3）卫生性好。加湿设备使用纯水或去离子水，且水不循环使用。一些知名厂家采用的喷嘴及喷雾框架均采用不锈钢制造，配合不锈钢水滴分离器，可以满足净化空调的卫生要求。
（4）加湿精度高。加湿精度一般不低于±5%，有的品牌可达±2%。
（5）维护量低。知名厂家采用高品质柱塞泵及各种配件，在符合加湿设备运行条件及水质满足要求的情况下，基本达到免维护和无人化管理状态，只需定期检查喷嘴状态、润滑油状态、更换油封水封等密封件。
（6）能耗低，节能效果优异。高压微雾加湿系统每小时每公斤加湿量，耗电量最低仅需4W。而且通过对该系统的合理应用，可以大大降低空调系统能耗，具有很好的节能效果。关于节能部分，将在下文进行详细讨论。
3.高压微雾加湿的节能应用及效果分析
高压微雾加湿系统应用在烟草行业的空调系统中具有很好的节能效果，下面具体对节能方式及效果进行讨论和分析。
3.1 优异的降温效果
高压微雾加湿系统在对空气加湿的同时，会降低空气温度。而这正适合卷烟厂的空调负荷特点。
卷烟厂在生产过程中，设备发热量很大，因此一年中多数时间都需要制冷降温，制冷系统的能耗很大。每1kg常温水蒸发到空气中需要吸收大约2450kJ的热量，折合水加湿1kg/h相当于获得0.68kw的冷量，这一方面可以降低制冷系统的能耗，节省电度电费，另一方面也可以减小配电容量，节省基本电费。如前所述，一个卷烟厂每小时的加湿量高达数千公斤或更高，我们以加湿量5000kg/h为例，此项节约的电费见表1。
通过表1我们可以看出，高压微雾加湿降温作用带来的节能效果十分显著，加湿量为5000kg/h的卷烟厂，保守估计，仅此项每年可节约电费380万元以上。
3.2 提高冷水机组冷冻水出水温度
由于卷烟厂设备的发热量很大，显热负荷大。因此在夏季需要冷盘管提供大量的冷量对空气进行冷却，在盘管面积无法改变的情况下，只能降低冷冻水出水温度或增加水流量，这都会增加制冷系统的能耗。高压微雾加湿系统具有很好的降温效果，因此冷冻水温度可以有一定程度上的提升，一般情况下，可以提高3～5℃。根据冷水机组的运行性能，冷冻水温每提高1℃，COP大约提高3%，采用高压微雾加湿系统可以有效提高制冷机组的COP，降低制冷系统能耗。
3.3 减小空气处理过程中的过冷凝
夏季或过渡季节，低温的冷盘管在降温的同时，会使通过的空气产生冷凝效应，特别是冷负荷较大的情况下，空气中的水会大量的析出，造成空气湿度偏低，又需要通过加湿来增加空气湿度，这就造成了一定程度的浪费。因高压微雾加湿可降低空气温度，冷盘管就不需要很低的温度，产生的冷凝损失会大幅度减少。
3.4 具有一定的除尘作用
卷烟厂在烟丝生产和烟支卷制过程中，会产生大量的粉尘，这些粉尘会影响室内空气品质和工人健康，同时，粉尘也会粘附在空调箱的盘管等部件上，恶化空调箱运行条件。对此，卷烟厂一般都装有除尘装置，在空调箱内也装设专门的过滤装置，这些措施可起到重要的作用，但运行费用和维护费用较高。高压微雾加湿喷出的细小雾滴可以吸附粉尘，具有一定的除尘作用，可以降低除尘设备的负担，同时提高过滤装置的使用寿命，降低运行和维护费用。
4.高压微雾加湿应用中需注意的问题
高压微雾加湿系统使用和维护都比较简单，但是仍然有一些需要注意的问题，恰当的使用可以带来更好的使用效果。
4.1 水质要求较为严格
为了避免喷嘴阻塞和产生“白粉”现象，高压微雾加湿系统一般应使用去离子水（反渗透）或纯水。如使用自来水，加湿系统也可以正常运行，但维护量会增加，使用效果也会有所下降。
4.2 定期更换配件及维护
高压微雾加湿系统中柱塞泵的水封和油封等需根据设备厂家的要求定期更换，水过滤器应定期清洗或更换。要定期检查柱塞泵油位和油的颜色及状态，发现油位偏低应注油，油的状态及颜色异常应更换润滑油，并检查原因。
4.3 避免长时间超压运行
各个厂家生产的高压微雾加湿系统工作压力范围略有不同，一般在70bar左右。供水采用自来水时，使用一段时间后，个别喷嘴可能堵塞，在加湿量不变的情况下系统工作压力会提高。若长时间超过最大工作压力1.1倍以上，柱塞泵运行温度过高，可能会损坏水封和油封，继而对泵本身构成损坏。
5.结语
高压微雾加湿具有加湿效果好，精度高，能耗低等优点，特别是在烟草行业，该加湿系统的使用可大幅度降低卷烟厂空调及制冷系统能耗，具有很大的推广价值。同时，高压微雾加湿系统在使用过程中，也应当做好维护保养工作，使其更好的发挥作用。
论文作者:盛青青
论文发表刊物:《建筑知识》2017年10期
论文发表时间:2017/7/11
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