卷烟厂生产区空调系统冷却塔供冷节能探讨

卷烟厂生产区空调系统冷却塔供冷节能
探讨
摘要
空调系统的能耗占卷烟厂总运营能耗的30％左右，能耗管控工作在节能工作中占有重要地位。

在卷烟生产的的各个工序由于工作性质的区别，所需要的温湿度标准不同；不同月份空调运行模式也不一样。

本文通过对各工序的热湿负荷特性分析和运行模式分析，找出制冷机频繁启停、电消耗大的原因，通过优化冷却塔和制冷机供冷模式，实现节能目标。

前言
中央空调系统在卷烟厂主要是满足卷烟生产及办公等环境舒适性的要求,在生产工艺和生活中起着不可或缺的作用。

而与此同时，在卷烟厂全年运行的总能耗中，空调系统的能耗占到了很高比例，大约占卷烟厂总运营能耗的30％左右。

能源问题不仅关系到国家安全战略，而且还关系到企业可持续性发展，提高空调系统设备、能源管理系统的运行效率、提高运行可靠性，同时，在保证工艺生产的前提下，最大限度的节约能源消耗，适应国家节能降耗的政策要求是非常必要的。

中央空调系统配置分析
1.设备配置
以保定卷烟厂为例，现有组合式空调机组17台，分别给制丝、卷包等生产车间、辅房等提供空调送风。

冷源采用7/12℃冷冻水。

全厂17台空调所需的冷源，全部由4台制冷设备提供，中央空调系统主要受控设备如下：
2.运行模式
空调机组主要功能段及空气处理描述：回风机段→排风段→新回风回合段→初中效过滤段→滤筒过滤段→中间表冷段→中间加热段→干蒸汽加湿段→送风机段。

空调在过渡季节运行模式主要是开启制冷机降温或加大新风来降温。

在过渡季节室外新风特别干燥的时期，加大新风则会大大增加蒸汽加湿量，造成蒸汽的浪费，因此，主要开启制冷机，用冷冻水降温，蒸汽加湿，满足车间工艺要求。

空调系统运行问题
1.热湿负荷特性分析
空调的冷（热）负荷、湿负荷，是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据，空调及其自控系统的运行调节是靠消除车间各个时刻的冷（热）负荷、湿负荷来保持车间恒温恒湿环境。

冷（热）负荷、湿负荷的特点决定着与之相匹配的空调系统的型式、设备容量选择和全年运行调节模式。

根据历史数据统计分析，卷接包工序、制丝工序、膨胀烟丝工序、滤棒成型工序冷负荷较大，而储丝、成品库、辅料库、贮叶等工序冷负荷较小，且各工序冷负荷受室外空气温度影响不大，说明车间主要热负荷来源于生产设备（75%以上），而源自围护结构的负荷较小（大约25%左右）。

按照湿负荷特性分析制丝工序湿负荷基本为正，源于在生产过程中有喷蒸汽的工艺环节，导致室内大量产湿。

除制丝外，其他工序的湿负荷都非常小，甚至有部分工序湿负荷为负数，说明烟丝在特定的室内环境下具有吸湿性。

2.空调系统运行模式及存在问题分析
在过渡季节，加大新风运行的阶段有3月下旬到5月上旬、9月下旬到10月底，约95天。

卷接包车间和制丝车间等设备密集，正常生产时设备产热量大，过渡季节，车间仍需要供冷。

在此季节主要的调控方法有两种，一是利用新风对车间降温，这样会导致加湿量增加，消耗蒸汽或水资源增加，同时，对车间内相对湿度的控制精度产生不利影响。

另外，可以开启制冷机为空调提供冷源，由于过度季节冷量需要较少，造成制冷机频繁启停，对设备不利，同时电消耗大幅上升。

解决办法及节能分析
1.冷却塔供冷技术
冷却塔供冷系统（又称免费供冷）是在常规空调水系统基础上增设旁通管路、板式换热器和控制阀门,当室外湿球温度低到使冷却塔提供的冷水温度完全可以
满足空调系统需要时，关闭制冷机组,以流经冷却塔的循环冷却水通过板式换热
器向空调系统供冷,提供空调所需的冷负荷。

过渡季节采用冷却塔供冷技术，通
过水系统来利用室外自然冷源，取代开启制冷机产生的冷冻水，可起到节能降耗。

目前，过渡季节卷烟厂一般都开启制冷机降温或加大新风来降温。

开启制冷
机显然会增加制冷机能耗，而加大新风降温，过渡季节室外新风特别干燥，加大
新风则会大大增加蒸汽加湿量。

冷却塔供冷可以说是过渡季节降温的最佳方案。

此时空气中含湿量不变，只需少量加湿即可满足要求。

2.冷却塔供冷运行模式与冷水机组运行模式能耗对比分析
假定：冷水机组额定工况下的COP值为5.6，所有设备的运行轴功率按装机
功率的90%计算，并且过渡季节冷水机组的平均部分负荷为70%，保定过渡季冷
却塔供冷时间大约为95天，每天运行24小时，工业用电成本按1.1元/kwh计算。

则在同样的过渡季节期间，冷水机组运行和冷却塔供冷运行模式两种工况下的能耗，分析计算如下表：
从上表计算结果可以看出，在过渡季节采用冷却塔供冷模式，与采用冷水机组供冷模式相比，节能效果可达约52%。

每年预期可节约56.73万度电，合62.4万元人民币，节能效果显著。

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