关于几种除湿系统在烟叶存储仓库的运用探讨

关于几种除湿系统在烟叶存储仓库的运用探讨

上海原构设计咨询有限公司厦门分公司361000

摘要:在除湿环境的诸多应用场所中,烟草以其行业的特殊性和烟叶存储环境的特殊要求,对烟叶存储环境温度、湿度度提出了严格的要求。根据《烟叶储存保管方法》——GB23220-2008-T和《烟草及烟草制品仓库设计规范》YCT205-2006要求,原烟库(存储即将送往复烤厂烟叶的库房)、件烟库设计温度≤38℃,相对湿度≤70%【3-4】,由此得出规范允许设计参数选取范围比较广。由于项目所在地理位置的差别以及业主对烟叶存储环境的要求不同,在新建或改造项目中,设计人员前期须进行多种方案的对比分析,从而保证烟叶存储的质量、安全,同时使项目收益达到了较高的经济效益指标。本文将通过实际案例分析,希望给广大读者带来参考性的意见。

关键词:原烟库【3-4】;烟叶存储环境;温度;相对湿度

引言

近年来,为满足经营生产需要,新建烟叶存储仓库和对原库房的改造工程越来越多,同时对烟叶存储环境的要求也越来越高,为了保证烟叶在库内存储期间不发生霉变,虫害,营造良好的存储环境,提高生产经济效益,经营生产者对烟叶存储环境的温度和湿度提出了严格的要求。同时也随着科技的进步,各类温度和湿度控制设备也应运而出,给设计师提供良好的设备选型平台。在设计阶段前期,烟叶存储环境的温湿度参数确定作为选取何种除湿系统,以及项目初投资的对比分析时能否达到生产者的要求提供了的基础性依据。本文将介绍常见的几种空气除湿方法及其优缺点分析,并结合工程案例重点解析几种在烟叶存储库中可行性的方法。

一、常用的空气除湿方法分析比较:

目前主要的空气除湿方法有:通风除湿、冷冻除湿、溶液除湿、干式除湿和上述几种方法联合进行工作的联合除湿。上述各种方法优缺点和适用场合分析:

1.1通风除湿:优点:经济、简单;缺点:保证效率较低,有混合损失;适用场合:适用于室外空气干燥,室内要求不很严格的场合【1】。

1.2冷冻除湿:优点:性能稳定,工作可靠,能连续工作;缺点:设备费和运行费较高,有噪声;适用场合:适用于空气露点温度高于4℃的场合【1】。

1.3溶液除湿:优点:除湿效果好,能连续工作,兼有清洁空气的功能;缺点:设备比较复杂,初投资高,再生时需要有热源,冷却水耗量大;适用场合:适用于除湿量大,室内显热比小于60%,空气露点温度低于5℃的系统【1】。

1.4干式除湿:优点:吸湿面积大,性能稳定,能连续进行除湿,湿度可调,

除湿量大,能全自动运行;缺点:设备较复杂,并需要再生;适用场合:适用温度范围宽,特别适宜于低温,低湿状态【1】。

1.5联合除湿:综合利用以上某几种方法,联合进行工作。

二、烟叶存储库常用除湿系统方法解析:

目前在烟草行业新建或者改建烟叶存储仓库中,冷冻除湿系统、溶液除湿系统、干式除湿系统(转轮除湿)常为系统选择的方法。

2.1冷冻除湿系统

工作原理:冷冻除湿工作原理为湿空气流经低温表面,温度下降至露点温度以下,湿空气中的水蒸气冷凝析出。在工程实际运用过程中,通常采用空调的方式达到降温除湿的目的【1】。

工程项目概况:案例项目位于福建省三明市,为新建烟叶存储仓库,共2栋,编号1#原烟库,2#原烟库。每栋库共3层,总建筑高度23.9米,两栋合计总面积约2.2万平方米。根据生产经营者设计文件要求,烟叶存储环境温度为18-20℃,相对湿度≤65%,从烟叶收购存储至出库持续约半年,从4月份—10月份。主要室外气象参数:夏季空调计算干球温度34.6℃,夏季空调计算湿球温度26.5℃,室外风速::1.0m/s,大气压力:967.3hPa【5】。

根据相关文件要求,我专业经过深入讨论选定系统冷源由离心式水冷冷水机组提供。系统组成形式:离心式水冷冷水机组+冷冻水循环水泵+冷却水循环水泵+冷却塔+末端空调机组+管路系统+阀门附件。项目同时引入BA控制系统,空调设备、制冷主机、水泵、冷却塔等均纳入BA系统,节约管理成本,提高生产经济效益。

空调水系统:根据项目特点,空调水系统分为1#原烟库区,2#原烟库区两个大区。各自库区内,垂直立管系统采用异程式布置,水平管路采用同程式布置。分水器供水主管、各层回水主管设动态流量平衡阀,调节系统水力平衡。系统最高点设自动排气阀,采用高位膨胀水箱补水定压。

空调风系统:根据平面布局防火分区进行划分,每个库区共分为六个区域,每个区域设置数台吊顶式空调机组,采用上送上回的气流组织方式。为了保证库区内风管风口不产生结露现象,保证良好的库区气流组织,本次设计风管选用新材料——纤维织物布袋风管,由材料供应商对室内环境进行模拟后,完成开孔(包括开孔的数量及孔径大小),现场运行情况好,无结露现象。

采用中央空调系统特点分析:a.系统运行稳定,能连续工作;b.低温环境保证了烟叶存储质量;c.工程初投资较高;d.空调末端设备较多,维护工作量大。

2.2溶液除湿系统

工作原理:溶液除湿时依靠空气中水蒸气的分压力与除湿溶液表面的饱和蒸汽分压力之间的压力差为推动力而进行质传递的。由于空气中水蒸气的分压力大于溶液表面的饱和蒸汽分压力,所以水蒸气由气相向液相传递,随着质传递过程的进行,空气的含湿量减少,水蒸气分压力相应减少。与此同时,溶液则因被稀释而表面的饱和蒸汽分压力相应增大。当压差等于零是,质传递过程达到平衡,这是时溶液已没有吸湿能力,必须进行再生,利用再生后的浓溶液,继续进行除湿,除湿过程中释放出的部分潜热,由冷却空气带走【1】。

系统组成:溶液除湿装置通常由除湿器、除湿剂(溶液)再生器、蒸发冷却器、换热器、水泵等。

系统特点:a.热、湿负荷分开处理,避免了过渡冷却和再热的能量损耗,能源利用效率较高,能改善和提高室内热舒适环境的质量;b.通过喷淋溶液,能有效地去除空气重的尘埃,细菌、霉菌等有害物质;c.设备复杂、初投很高;

系统运用:该系统可以满足室内设计温度26℃,相对湿度为60%的工况。但是在烟叶存储仓库项目中,通常由于没有足够的设备用房和安装空间,加之设备初投资较高、缺乏相关技术人员管理等因素,运用较少。

2.3干式除湿系统(转轮除湿)

工作原理:转轮除湿机载有吸湿剂的转轮,被密封条分隔成两个扇形区域,圆心角为270°的处理区和圆心角为90°的再生区。处理空气进入转轮的处理区后,由于在常温下,转轮中吸湿剂的水蒸气分压力低于湿空气的水蒸气分压力,所以处理空气中的水分被转轮中的吸湿剂吸附,除湿后的空气有处理风机送出,于此同时,再生空气经加热后进入转轮的再生区,由于高温下,空气的水蒸气分压力低于转轮中吸湿剂的水蒸气分压力,因此,原先吸附的水分被脱附,并随湿空气排至室外,转轮则又恢复了除湿能力【1】。

系统组成:除湿系统、再生系统、控制系统。

系统特点:a.转轮为无机材料,性能稳定,不会老化,使用寿命长;b.适用范围宽,可在-30~+40℃温度范围内对空气有效的除湿;c.很容易实现自动化,做到无人值守;d.设备初投资很高。

系统运用:在室内设计参数温度为28℃,相对湿度≤65%的环境要求,蒙特公司专门研发出TDC烟草专用转轮除湿机,该设备在传统技术上融合空调技术,在设备运行过程中,空调系统主要承担了降温作用,转轮处理区负责降低空气湿度,空调系统运行产生的热量被转轮再生区作为热源利用,达到再生功能,热量不足部分,设备配以电加热器,保证再生区的再生条件。该产品运行成本低,适合小型规模的烟叶库,目前该系统已在福建省龙岩地区运用,运行效果良好。

三、冷冻除湿系统在项目运用的数据分析

2017年7月份仓库温湿度记录表(一)

上述表一、二数据由福建省三明市烟草公司综计科郑键锋同志提供

本项目投入运行后,设计进行了实时跟踪及设计回访,其中在2016年度经业主反馈,因连续阴雨天,导致库区内相对湿度较高,经反复讨论几种除湿方案,最终确定由业主采购若干台工业用移动型除湿机解决极端天气情况下库区的环境湿度【除湿机参数:由设计经计算提供至业主采购部】。再经2017年、2018年运行周期,业主反馈良好,基本满足烟叶存储环境要求,同时也达到了较好的经济效益。

四、结束语

冷冻除湿、溶液除湿、转轮除湿三种方法技术已经成熟,在系统设计过程中,必须深入分析项目的特点,工程所在地,以及业主对烟叶存储环境的要求,进而选择合适的方案达到较好的效益。

与此同时,通过对已完成项目系统的分析,以及新项目的设计,发现联合除湿的重要性已经逐步体现,如蒙特公司在原有转轮除湿基础上引入空调系统,不仅达到了除湿的目的,同时还降低了室内温度,对烟叶存储有利,也营造了舒适的工作环境。传统中央空调系统末端风柜引入转轮除湿等核心组件,保证了送风状态点的温度与湿度参数。此类组合方式及方案的选择,在后续项目设计中,值得深入学习与探讨。

参考文献

[1]陆耀庆主编,《实用供热空调设计手册》第二版,中国建筑工业出版社,2008

[2]《TDC烟草专用节能除湿空调优势分析》蒙特空气处理设备有限公司技术资料

[3]《烟草及烟草制品仓库设计规范》YCT205-2006

[4]《烟叶储存保管方法》——GB23220-2008-T

[5]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》——GB50736-2012

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