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[摘 要]卷烟生产工艺过程中产热、产湿、产尘，车间面积较大，负荷影响因素较多，经常24h连续生产，且恒温恒湿控制精度较高，因此空调系统相对复杂。如何更好地满足车间温湿度及空气品质的要求，同时又尽可能地减少能源的消耗，目前已有一定的研究，并提出了一些节能措施，但是仍然缺乏一定的系统性，对卷烟厂的需求及现有空调系统形式存在问题的认识还不够深入。基于此，本文主要对组合式空调自动蒸汽加湿系统进行分析探讨。
[关键词]组合式空调；自动蒸汽；加湿系统
中图分类号：TU831.3+5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0091-01
1、前言
卷烟生产工艺要求严格控制周围环境的温湿度，要求生产过程中的储丝房、卷包车间、配套辅料中转等具备恒温恒湿的环境，按照《卷烟工艺规范》要求，温度在23-28℃之间，相对湿度在60-70%之间，相对稳定的温湿度环境，能给卷烟生产、卷烟产品质量带来积极地影响，半成品、成品的水分、整丝率、填充值指标，烟支的端部落丝、含末率指标等均与环境温湿度密切相关。而恰当的加湿方式对于实现湿度精确控制和节能效益最大化均起到决定性作用。
2、加湿段技术方式比较
卷烟工艺流程是根据烟叶原料的理化特性，按照一定程序通过各种加工方法和设备，把原料制成合格产品的加工过程。卷烟工艺流程主要有烟片处理、叶丝加工、梗丝加工、掺配加香、膨胀烟丝、滤棒成型及卷接包等，主要车间的特性及温湿度要求见表1。相对湿度直接影响烟丝含水率、产品质量和物料消耗，是空调系统的主要控制参数。
在组合式空调机组加湿段，常见的加湿方法有湿膜浸透蒸发加湿、喷水室自循环加湿、喷雾加湿、超声波加湿、电加湿、喷蒸汽加湿等。
2.1 湿膜浸透蒸发式加湿器的工作原理
水从湿膜的顶部通过淋水器沿湿膜流下，使湿膜从上到下渗透，均匀湿润，当干燥的热空气流过湿膜表面，就会与湿膜中的水分进行热交换，水分受热蒸发变成水蒸气进入空气中，增加空气湿度，从而使得干燥的热空气变为湿润空气。湿膜材料是湿膜加湿器的核心，目前有4种材料，即有机湿膜、无机玻纤湿膜、铝合金湿膜、不锈钢湿膜。其优点为组合式、无噪声，对空气有洗涤、过滤作用；缺点为体积大，有机膜容易腐烂、滋生霉菌，无机膜易碎，安装不方便，金属膜吸水性差、造价高，直排水湿膜浪费水。
2.2 喷水室自循环加湿器的工作原理
将喷水室的水用泵循环淋水加湿。可结合湿膜加湿或循环形成水帘加湿（用于精度要求不高场所）。其优点为加湿量大、节水；缺点为控制精度不高，易滋生细菌。
2.3 喷雾加湿器的工作原理
采用各种物理方法使水雾化，并将其喷射到空气中，使水与空气充分接触，迅速得到汽化而提高空气的湿度。其优点为应用灵活、加湿量大，节能、安全、可靠；缺点为控制精度不高，易滋生细菌。超声波加湿是利用高效的超声波振动将水击碎后形成微小颗粒（平均粒径3～5μm）的空气加湿技术。其优点为具有较高的水利用率和加湿饱和效率；缺点为价格昂贵，对水质和维护保养的要求较高。
2.4 电加湿器的工作原理
电加湿器分为电极加湿器和电热加湿器，其特点为利用电能直接产生蒸汽加湿，适于加湿量较小的系统。电极加湿器的工作原理为电极与水构成电流回路，加热水至沸腾产生蒸汽，通过调整电极加湿器的输出功率可实现精度控制。该方法的优点为应用灵活、方便，不受电极结垢的影响，控制精度高、安全性高、性能稳定；缺点为耗能大、维护成本高。电热加湿器的工作原理为利用电热管对水加热产生蒸汽，用可控硅调相技术实现精度控制。
3、加湿段改造应用实例分析
至于采用何种加湿技术，可以根据加湿量大小、卫生要求、控制精度和现有条件选用。实际上，随着技术的不断发展，有些加湿技术弥补了部分缺陷，得到了更好的应用。特别是针对已有的组合式空调系统进行局部改造，可以发挥出更好的使用效果。以我单位组合式空调系统为例，加湿段原设计采用的是湿膜浸透蒸发加湿，因经费原因，配备的是国产纸基湿膜，实际使用效果很差，渗透不充分，加湿效率很低，水浪费现象严重，膜上成片产生钙化斑纹和霉菌。经过比较分析，我们采用了气水混合喷雾加湿进行改造。将压缩空气与水经喷嘴混合通过超细过滤后经特制喷嘴雾化高速喷射在加湿段，形成微小水雾粒子，与流动的空气进行热湿交换，吸收空气中的热量，汽化、蒸发，从而使空气的湿度增加，实现对空气的加湿处理。喷雾粒径越小，雾化程度越高，其表面积越大，与干热空气进行热湿交换的效率越高。其主要由2部分组成：①水量控制和气量控制部分。包括水、气电磁阀、止回阀、手动调节阀、过滤器。②水预热管和雾化喷头。
采用该方式的原因为：组合式空调相对湿度要求为60±15%，控制精度要求不高；加湿量约30K/h，不改变现有组合式空调机组的格局，只加装水预热管和4个雾化喷头；有符合要求的压缩空气源（无油、干燥、过滤精度为0.3μm）和去离子水源；雾化喷头技术改进大效果理想且易于购置；原有自动控制系统不变，只需增加一组电磁阀信号控制线。实际改造效果非常理想：加湿效率高，反应迅速，无残留积水；调整湿度设定值其控制精度可达到±5%，超出预期效果；基本不需要维护，且投资费用低。
然而，喷头的选择非常重要，喷头的特点为：喷嘴采用气动针阀结构，在时间定时器的控制下可实现喷嘴出口处水路的自动清洗功能，保证喷嘴不堵塞、免维护；喷头自备控制器可精确地调整压缩空气与水的混合比例，保证水霧的雾化程度达到最佳效果，水雾的粒径最小可达2μm，可以在空气中迅速汽化蒸发；运行可靠，连续工作时稳定性极高；安装简便，可提供喷头水气条件：水压为0.15MPa，压缩空气为0.65MPa。此外，水预热管的设置也很重要。在实际中，采用本方案类似将一个小储水容器安装在组合式空调机组中，将水温预热到与空气一致。等焓加湿过程加湿前的空气必须加热到一定温度后再加湿，如果不进行加热，湿量难以提升，且会很快饱，变为凝结水稀释出来，无法达到加湿目的。
结语
该加湿段改造的使用效果明显，超出了预期目的，也使笔者重新理解了现有技术。以期通过本文与同行交流，促进组合式空调系统更好的使用和发展。
参考文献
[1] 冯远柳.变频调节技术在卷烟厂空调送风系统的应用[J].电气时代，2008（10）：82-83
[2] 周惠娟，袁朝晖，刘婕.某卷烟厂联合工房空调系统节能设计[J].暖通空调，2010，40（4）：13-15
[关键词]组合式空调；自动蒸汽；加湿系统
中图分类号：TU831.3+5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0091-01
1、前言
卷烟生产工艺要求严格控制周围环境的温湿度，要求生产过程中的储丝房、卷包车间、配套辅料中转等具备恒温恒湿的环境，按照《卷烟工艺规范》要求，温度在23-28℃之间，相对湿度在60-70%之间，相对稳定的温湿度环境，能给卷烟生产、卷烟产品质量带来积极地影响，半成品、成品的水分、整丝率、填充值指标，烟支的端部落丝、含末率指标等均与环境温湿度密切相关。而恰当的加湿方式对于实现湿度精确控制和节能效益最大化均起到决定性作用。
2、加湿段技术方式比较
卷烟工艺流程是根据烟叶原料的理化特性，按照一定程序通过各种加工方法和设备，把原料制成合格产品的加工过程。卷烟工艺流程主要有烟片处理、叶丝加工、梗丝加工、掺配加香、膨胀烟丝、滤棒成型及卷接包等，主要车间的特性及温湿度要求见表1。相对湿度直接影响烟丝含水率、产品质量和物料消耗，是空调系统的主要控制参数。
在组合式空调机组加湿段，常见的加湿方法有湿膜浸透蒸发加湿、喷水室自循环加湿、喷雾加湿、超声波加湿、电加湿、喷蒸汽加湿等。
2.1 湿膜浸透蒸发式加湿器的工作原理
水从湿膜的顶部通过淋水器沿湿膜流下，使湿膜从上到下渗透，均匀湿润，当干燥的热空气流过湿膜表面，就会与湿膜中的水分进行热交换，水分受热蒸发变成水蒸气进入空气中，增加空气湿度，从而使得干燥的热空气变为湿润空气。湿膜材料是湿膜加湿器的核心，目前有4种材料，即有机湿膜、无机玻纤湿膜、铝合金湿膜、不锈钢湿膜。其优点为组合式、无噪声，对空气有洗涤、过滤作用；缺点为体积大，有机膜容易腐烂、滋生霉菌，无机膜易碎，安装不方便，金属膜吸水性差、造价高，直排水湿膜浪费水。
2.2 喷水室自循环加湿器的工作原理
将喷水室的水用泵循环淋水加湿。可结合湿膜加湿或循环形成水帘加湿（用于精度要求不高场所）。其优点为加湿量大、节水；缺点为控制精度不高，易滋生细菌。
2.3 喷雾加湿器的工作原理
采用各种物理方法使水雾化，并将其喷射到空气中，使水与空气充分接触，迅速得到汽化而提高空气的湿度。其优点为应用灵活、加湿量大，节能、安全、可靠；缺点为控制精度不高，易滋生细菌。超声波加湿是利用高效的超声波振动将水击碎后形成微小颗粒（平均粒径3～5μm）的空气加湿技术。其优点为具有较高的水利用率和加湿饱和效率；缺点为价格昂贵，对水质和维护保养的要求较高。
2.4 电加湿器的工作原理
电加湿器分为电极加湿器和电热加湿器，其特点为利用电能直接产生蒸汽加湿，适于加湿量较小的系统。电极加湿器的工作原理为电极与水构成电流回路，加热水至沸腾产生蒸汽，通过调整电极加湿器的输出功率可实现精度控制。该方法的优点为应用灵活、方便，不受电极结垢的影响，控制精度高、安全性高、性能稳定；缺点为耗能大、维护成本高。电热加湿器的工作原理为利用电热管对水加热产生蒸汽，用可控硅调相技术实现精度控制。
3、加湿段改造应用实例分析
至于采用何种加湿技术，可以根据加湿量大小、卫生要求、控制精度和现有条件选用。实际上，随着技术的不断发展，有些加湿技术弥补了部分缺陷，得到了更好的应用。特别是针对已有的组合式空调系统进行局部改造，可以发挥出更好的使用效果。以我单位组合式空调系统为例，加湿段原设计采用的是湿膜浸透蒸发加湿，因经费原因，配备的是国产纸基湿膜，实际使用效果很差，渗透不充分，加湿效率很低，水浪费现象严重，膜上成片产生钙化斑纹和霉菌。经过比较分析，我们采用了气水混合喷雾加湿进行改造。将压缩空气与水经喷嘴混合通过超细过滤后经特制喷嘴雾化高速喷射在加湿段，形成微小水雾粒子，与流动的空气进行热湿交换，吸收空气中的热量，汽化、蒸发，从而使空气的湿度增加，实现对空气的加湿处理。喷雾粒径越小，雾化程度越高，其表面积越大，与干热空气进行热湿交换的效率越高。其主要由2部分组成：①水量控制和气量控制部分。包括水、气电磁阀、止回阀、手动调节阀、过滤器。②水预热管和雾化喷头。
采用该方式的原因为：组合式空调相对湿度要求为60±15%，控制精度要求不高；加湿量约30K/h，不改变现有组合式空调机组的格局，只加装水预热管和4个雾化喷头；有符合要求的压缩空气源（无油、干燥、过滤精度为0.3μm）和去离子水源；雾化喷头技术改进大效果理想且易于购置；原有自动控制系统不变，只需增加一组电磁阀信号控制线。实际改造效果非常理想：加湿效率高，反应迅速，无残留积水；调整湿度设定值其控制精度可达到±5%，超出预期效果；基本不需要维护，且投资费用低。
然而，喷头的选择非常重要，喷头的特点为：喷嘴采用气动针阀结构，在时间定时器的控制下可实现喷嘴出口处水路的自动清洗功能，保证喷嘴不堵塞、免维护；喷头自备控制器可精确地调整压缩空气与水的混合比例，保证水霧的雾化程度达到最佳效果，水雾的粒径最小可达2μm，可以在空气中迅速汽化蒸发；运行可靠，连续工作时稳定性极高；安装简便，可提供喷头水气条件：水压为0.15MPa，压缩空气为0.65MPa。此外，水预热管的设置也很重要。在实际中，采用本方案类似将一个小储水容器安装在组合式空调机组中，将水温预热到与空气一致。等焓加湿过程加湿前的空气必须加热到一定温度后再加湿，如果不进行加热，湿量难以提升，且会很快饱，变为凝结水稀释出来，无法达到加湿目的。
结语
该加湿段改造的使用效果明显，超出了预期目的，也使笔者重新理解了现有技术。以期通过本文与同行交流，促进组合式空调系统更好的使用和发展。
参考文献
[1] 冯远柳.变频调节技术在卷烟厂空调送风系统的应用[J].电气时代，2008（10）：82-83
[2] 周惠娟，袁朝晖，刘婕.某卷烟厂联合工房空调系统节能设计[J].暖通空调，2010，40（4）：13-15