卷煙廠空調(diào)系統(tǒng)控制

1、卷煙廠空調(diào)系統(tǒng)控制與節(jié)能摘 要本文結(jié)合西昌分廠2007年的技改工程，介紹了在工程 中采用的多工況分區(qū)、變風(fēng)量空調(diào)節(jié)能控制技術(shù)。關(guān)鍵詞卷煙廠空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能概述卷煙生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備對車間環(huán)境有較為嚴(yán)格的要求，要求全 年保持恒溫恒濕。車間生產(chǎn)環(huán)境直接影響煙絲含水率、產(chǎn)品的品質(zhì)、 物料消耗以及卷煙機(jī)的有效作業(yè)率。卷煙廠空調(diào)的主要特點(diǎn)為：卷煙廠整個生產(chǎn)過程從制絲、貯絲到卷、接、包(卷煙、接 過濾嘴、包裝)，各個環(huán)節(jié)都要求在恒溫、恒濕的環(huán)境中進(jìn)行。全 廠空調(diào)面積大，空調(diào)系統(tǒng)需全年運(yùn)行。卷煙生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱量大，空調(diào)送風(fēng)量大，一般在43X104m3/ h以上?？照{(diào)設(shè)備運(yùn)行能耗高，空調(diào)設(shè)備能耗占全廠總能耗的20

2、% 35 %。為達(dá)到卷煙生產(chǎn)條件的要求，同時實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的目的，西 昌分廠進(jìn)行了技術(shù)改造，本文結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)的技改工程，對其中的 節(jié)能措施加以分析和介紹。空調(diào)的多工況分區(qū)本工程的空調(diào)系統(tǒng)全部采用智能化控制，由中央監(jiān)控室對所有空 調(diào)設(shè)備(包括冷水機(jī)組、水泵、冷卻塔、空調(diào)機(jī)組等)進(jìn)行遠(yuǎn)程集 中監(jiān)控，可隨時掌握各車間溫、濕度變化以及設(shè)備運(yùn)行狀況。車間一論文發(fā)表專家一的空調(diào)系統(tǒng)采用全年多工況分區(qū)節(jié)能控制，根據(jù)被控車間的熱濕 負(fù)荷特性和當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髼l件，自動將全年分成若干個工況區(qū)域， 每個工況區(qū)域內(nèi)制訂出一個最合理、最節(jié)能的溫濕度控制模型，有 效的解決了系統(tǒng)高位平衡和降低了系統(tǒng)無效功耗，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié) 能

3、運(yùn)行。分區(qū)工況按照理想工況制定，即不考慮室內(nèi)熱濕負(fù)荷變化， 在實(shí)際控制中，控制器將根據(jù)實(shí)際情況與理想狀況的偏差利用pid 計算公式自動修正。圖1空調(diào)工況分區(qū)圖圖1為空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行工況分區(qū)圖，圖中四邊形的陰影面積為 室內(nèi)空氣溫濕度的允許波動范圍。其中黃色的陰影部分面積是全新 風(fēng)區(qū)。為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)；n為室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)；m點(diǎn)在no延長線上，為 m% （最小新風(fēng)比）=no/nm。to、in線分別與氣象包絡(luò)線相交于a、 b點(diǎn)；in、do線分別與相對濕度巾=95%的機(jī)器露點(diǎn)曲線相交于e、 f點(diǎn)；do線和in線相交于k點(diǎn)。這些等焓線、等溫線、等含濕量 線和om線把室外氣象區(qū)劃分成五區(qū)域。見下表1。在i、ii、i

4、ii區(qū)域內(nèi)上圖中細(xì)線為機(jī)組加濕能力線，例如：根據(jù)西昌分廠空調(diào)機(jī)組設(shè) 計其中kbl、kb2的加濕能力為293kg/h，如當(dāng)室外氣候點(diǎn)處于該線 左側(cè)時就應(yīng)考慮盡量減少新風(fēng)量，以減少加濕負(fù)荷，假設(shè)現(xiàn)在為極 限情況，全新風(fēng)運(yùn)行，則293kg/h的加濕能力無法將空氣處理到送 風(fēng)狀態(tài)所要求的。點(diǎn)對應(yīng)的d0線上，故必須有室內(nèi)回風(fēng)加以混合，此時對新風(fēng)與回風(fēng)的比例可用pid進(jìn)行調(diào)節(jié)，其混合比的約束條件 是混合后的狀態(tài)點(diǎn)應(yīng)處于細(xì)線右惻，再進(jìn)行蒸汽等溫加濕即可將其 拉至送風(fēng)點(diǎn)。因此必須檢測混風(fēng)段的溫濕度，并將其作為混風(fēng)比的 pid控制值。其中i區(qū)中：盡量通過新回風(fēng)比將混風(fēng)拉至to溫度線上，濕度 控制在加濕能力線內(nèi)，

5、再等溫加濕到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。；此區(qū)域控制執(zhí) 行器為新回風(fēng)閥、加濕閥。ii區(qū)中：通過新回風(fēng)比將混風(fēng)狀態(tài)拉至細(xì)線內(nèi)，但需小比例開制 冷閥將空氣冷卻至to溫度線上，再等溫加濕到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。；其小 比例開水閥保證表冷溫度露點(diǎn)溫度。此區(qū)域控制執(zhí)行器為新回風(fēng) 閥、制冷閥、加濕閥。iii區(qū)中，采用最小新風(fēng)，滿足車間衛(wèi)生要求，經(jīng)制冷、加濕至送 風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。；此區(qū)域控制執(zhí)行器為新回風(fēng)閥、制冷閥、加濕閥。iv區(qū)：高溫高濕工況，采用最小新風(fēng)，制冷與除濕同時進(jìn)行，將 表冷器溫度降至露點(diǎn)溫度，此區(qū)域控制執(zhí)行器為新回風(fēng)閥、制冷閥。v區(qū)，低溫高濕，采用全新風(fēng)，此時需大量除濕，將空氣冷卻至 露點(diǎn)，由于溫度低于送風(fēng)溫度，故需開啟加熱

6、閥輔助加熱；此區(qū)域 控制執(zhí)行器為新回風(fēng)閥、制冷閥、加熱閥。綜上所述：在什么樣的狀態(tài)可以大量利用新風(fēng)節(jié)能，應(yīng)在tn線以下，加濕能力線與do線之間，以及v區(qū)域內(nèi)，可大量應(yīng)用新風(fēng)?？照{(diào)的變風(fēng)量運(yùn)行一論文發(fā)表專家一所­ ;有空調(diào)機(jī)組的送、回風(fēng)機(jī)均由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量 運(yùn)行。圖2是典型的卷煙廠空調(diào)夏季空氣狀態(tài)變化過程示意圖，圖中n 點(diǎn)為室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)，s點(diǎn)為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)?？照{(diào)系統(tǒng)采用定風(fēng)量運(yùn)行， 當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷下降時，室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)由n點(diǎn)變化為n點(diǎn)（溫度下降， 相對濕度增高），此時自控系統(tǒng)會自動開啟加熱，使送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)s 變化為s，室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)由回n到n點(diǎn)。如果采用變風(fēng)量運(yùn)行， 不但可以避免冷熱抵銷，而且大大降

7、低風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗1。圖2變風(fēng)量工況下空氣狀態(tài)變化過程示意圖3.1變風(fēng)量運(yùn)行時回風(fēng)機(jī)風(fēng)量的確定由于車間設(shè)有除塵系統(tǒng)，機(jī)械排風(fēng)量（l p ）較大，需要利用新 風(fēng)補(bǔ)償排風(fēng)，新風(fēng)量lf=l p。在設(shè)計工況下空調(diào)機(jī)組回風(fēng)機(jī)的風(fēng) 量為:lr = l s - lf = ls - l p式中l(wèi)s 一在設(shè)計工況下送風(fēng)機(jī)送風(fēng)量，m3/ h ；lf 一在設(shè)計工況下新風(fēng)量，m3/ h。在變風(fēng)量工況下，當(dāng)送風(fēng)機(jī)風(fēng)量由ls變化為l s（對應(yīng)的供電 頻率為f s），此時回風(fēng)機(jī)的回風(fēng)量lr = l s- l pl r= l r ( f r/ f 0) 式中l(wèi) r 一在變風(fēng)量工況下回風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/ h ；l s 一在變風(fēng)量工況

8、下送風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/ h ；f r 一在變風(fēng)量工況下回風(fēng)機(jī)供電頻率，hz ；f 0 在設(shè)計工況下供電頻率，f 0 = 50hz。由公式（3）可以計算出回風(fēng)機(jī)變頻器對應(yīng)的供電頻率。3.2保持新風(fēng)量恒定的措施如果照此運(yùn)行，由于送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，在新回風(fēng)混合室的負(fù)壓會 相應(yīng)變小（即通過新風(fēng)閥的壓差變小由6p變化為6p），新風(fēng)量 會相應(yīng)下降。為保持新風(fēng)量不變，此時應(yīng)采取的措施是按照新風(fēng)閥 的阻力特性，開大風(fēng)閥的角度，減小新風(fēng)閥的阻力。在變風(fēng)量工況 下，新風(fēng)通過新風(fēng)閥的阻力（即混合室負(fù)壓值）為：式中6p在變風(fēng)量工況下，通過新風(fēng)閥的阻力；Z一調(diào)整后的新風(fēng)閥局部阻力系數(shù)；v0 一在設(shè)計工況下新風(fēng)口風(fēng)速，m/ s。通過Z的下降，讓v0保持不變，新風(fēng)量保持恒定。上述一切 措施均可在plc（可編程控制器）中，預(yù)先編入控制程序加以實(shí)現(xiàn)。結(jié)論（1）本文所介紹的空調(diào)節(jié)能措施已在工程中應(yīng)用，取得良好的節(jié) 能效果，與傳統(tǒng)的控制方式相比，可降低運(yùn)行能耗15%20 %。上ED國字術(shù)友表網(wǎng) HYPERLINK http:/Www.qjkanwang.ne Www.qjkanwang.ne述措施也適用于其他的空調(diào)工程。本文所介紹的只是卷煙廠空調(diào)節(jié)能的部分措施，其他的節(jié)能 控制方案(如冷卻水系統(tǒng)變水量運(yùn)行、空調(diào)水系統(tǒng)的大溫差運(yùn)行、 車間排風(fēng)的熱回收等)可進(jìn)一步研究并加以推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)的制絲車間空調(diào)采用