CN110447943A - 一种天然气直燃式加热烤烟房及初烤烟叶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种天然气直燃式加热烤烟房及初烤烟叶的方法，所述天然气直燃式加热烤烟房包括加热室、装烟室以及PID控制系统，所述加热室设置有进风口、回风口、天然气燃烧器、排湿鼓风机及温度报警器，所述装烟室内设有干球温度传感器和湿球温度传感器，所述加热室通过所述进风口和所述回风口与所述装烟室相连通，所述回风口处设置有循环风机，用于在所述加热室与所述装烟室之间形成持续稳定的循环风，所述PID控制系统分别与所述天然气燃烧器、所述排湿鼓风机、所述温度报警器、所述干球温度传感器和所述湿球温度传感器相连接。本发明的技术方案具有洁净环保、能源利用率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及烟叶烘烤的技术领域，尤其涉及一种天然气直燃式加热烤烟房及初烤烟叶的方法。
背景技术
成熟的烤烟烟叶在采摘后须装入烤烟房，在一定的时间内和在其周围环境的温、湿度被控制的条件进行烘烤。在此过程中，烟叶受热，烟叶内的水分汽化后排出烤烟房，从而使烟叶烤黄烤干。
目前，国内密集烤房采用传统上以燃煤为主进行供热，所占比超过95％。密集烤房普遍采用煤炭添加到供热设备的炉膛内引燃，然后经过散热管道向烤房加热室内散发热量，后通过烟囱排放到外界环境中。该类密集式燃煤烤房能耗损耗大，热能有效利用率低。
采用新能源的烤烟房研究颇多，其中也有涉及天然气为燃料的烤烟房。中国专利CN105146701A介绍了利用带天然气加热装置的烤烟房，解决了燃煤烤房环境污染严重的问题。但该类烤房仍然采用传热管间接加热循环风，存在能源利用率低的问题。
发明内容
本发明为克服密集式烤房环保污染问题突出、能源利用率低的缺陷，提供了一种天然气直燃式加热烤烟房及初烤烟叶的方法，具有洁净环保、能源利用率高的优点。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种天然气直燃式加热烤烟房，其包括加热室、装烟室以及PID控制系统，所述加热室设置有进风口、回风口、天然气燃烧器、排湿鼓风机及温度报警器，所述装烟室内设有干球温度传感器和湿球温度传感器，所述加热室通过所述进风口和所述回风口与所述装烟室相连通，所述回风口处设置有循环风机，用于在所述加热室与所述装烟室之间形成持续稳定的循环风，所述PID控制系统分别与所述天然气燃烧器、所述排湿鼓风机、所述温度报警器、所述干球温度传感器和所述湿球温度传感器相连接。
其中，所述天然气燃烧器为扩散式燃烧器。
其中，所述排湿鼓风机设置在所述加热室中所述天然气燃烧器的上风向位置。
其中，所述装烟室底部设有排湿口。
其中，所述排湿口采用铝合金制作的百叶窗。
其中，所述温度报警器安装在所述加热室中靠近所述进风口的位置，用于检测循环风在所述进风口处的温度，当检测到的温度超过设定温度3℃或是超过68.5℃时自动报警并关闭所述天然气燃烧器。
一种利用所述天然气直燃式烤烟房初烤烟叶的方法，其包括以下步骤：
步骤S1：将待烘烤的烟叶用烟叶夹装好，放置在装烟室中；
步骤S2：开启循环风机，使装烟室和加热室之间形成持续稳定的循环风；
步骤S3：开启天然气燃烧器及排湿鼓风机，开启PID控制系统，依据设定的烤烟工艺过程装烟室所需干球温度及湿球温度，调节控制天然气燃烧器的天然气流量及排湿鼓风机的风量。
所述的天然气直燃式加热烤烟房烘烤烟叶的方法，还包括：
步骤S4：烟叶烘烤结束，依次关闭天然气燃烧器、排湿鼓风机、PID控制系统和循环风机。
其中，所述烤烟工艺过程包括：
第一阶段、变黄期：经1小时装烟室干球温度从常温升至36℃、湿球温度从常温升至34℃，并保持1小时；经4小时装烟室干球温度从36℃升至38℃、湿球温度由34℃升至36℃，并保持16小时；经4小时装烟室干球温度从38℃升至40℃、湿球温度由36℃升至37℃，并保持8小时；经4小时装烟室温度从40℃升至42℃、湿球温度由37℃升至38℃，并保持12小时；
第二阶段、定色期：经10小时装烟室干球温度从42℃升至47℃、湿球温度维持在38℃，并保持14小时；经8小时装烟室干球温度从47℃升至50℃、湿球温度维持在38℃，并保持8小时；经8小时装烟室干球温度从50℃升至54℃、湿球温度由38℃升至39℃，并保持12小时；
第三阶段、干筋期：经6小时装烟室干球温度从54℃升至60℃、湿球温度由39℃升至40℃，并保持4小时；经8小时装烟室干球温度从60℃升至67℃、湿球温度由40℃升至42℃，并保持16小时。
其中，PID控制系统通过调整控制天然气燃烧器的天然气流量来控制装烟室的干球温度，通过调整排湿鼓风机流量控制装烟室的湿球温度；当需要同时调整干球温度和湿球温度时，先调整干球温度，再调整湿球温度；在调整湿球温度时，调整排湿鼓风机的风量的同时按比例调整天然气燃烧器的天然气流量以弥补排湿过程所散发的热量。
相对于现有技术，本发明具有如下的优点及有益效果：
1.采用天然气燃烧器直接加热循环风和直接利用燃烧器产生烟气的方式，能大大提高热量的利用效率，通过传统的换热器间接传热方式，其传热效率只有42％；而改为本发明的直燃式加热方式，其传热效率可提升至90％以上。
2.在烤烟工艺过程中对烤烟房的干球温度及湿球温度实现PID自动化控制，节省人力成本。
附图说明
图1为本发明实施例的天然气直燃式加热烤烟房结构示意图。
图2为本发明实施例的天然气直燃式加热烤烟房初烤烟叶的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供一种天然气直燃加热烤烟房，其包括设有天然气燃烧器13、排湿鼓风机14及温度报警器11的加热室1、设有排湿口21、干球温度传感器22和湿球温度传感器23的装烟室2以及PID控制系统5。所述加热室1顶部设置有进风口3，底部设置有回风口4。所述加热室通过所述进风口3和所述回风口4与所述装烟室2相连通。
所述回风口4处设置有循环风机12，用于在所述加热室1与所述装烟室2间形成持续稳定的循环风。所述循环风机12的性能参数为：额定频率50Hz、额定功率1.5-2.2kW、最大转速1440r/min、流量15000-20000m3/h。所述天然气燃烧器13在所述加热室1内燃烧，产生的烟气与循环风混合后返回所述装烟室2烘烤烟叶。所述天然气燃烧器13采用扩散式燃烧器，其功率范围为2-60kw。
所述排湿鼓风机14设置在所述加热室1中位于所述天然气燃烧器的上风向位置，其用于对所述加热室1中的空气进行排湿。所述排湿鼓风机14的运行风量为500-2000m3/h。
所述装烟室2底部设有排湿口21，用于排出所述装烟室2中的水汽。所述排湿口21可采用铝合金制作的百叶窗，以保证开关灵活，关闭严密。
所述温度报警器11安装在所述加热室1中靠近所述进风口4附近，用于检测循环风在所述进风口4处的温度，防止进入所述装烟室2的循环风温度过高，当检测到的温度超过设定温度3℃或是超过68.5℃时自动报警并关闭所述天然气燃烧器13。
所述干球温度传感器22用于检测所述装烟室2的干球温度。所述湿球温度传感器23用于检测所述装烟室2的湿球温度。所述PID控制系统5分别与所述天然气燃烧器13、所述排湿鼓风机14、所述温度报警器11、所述干球温度传感器22和所述湿球温度传感器23相连接，其用于根据所述装烟室2的干球温度和湿球温度来控制所述天然气燃烧器13的天然气流量和所述排湿鼓风机14的风量。
如图2所示，本发明实施例中，还提供了一种采用所述天然气直燃式烤烟房初烤烟叶的方法，其包括以下步骤：
步骤1：将待烘烤的烟叶用烟叶夹装好，放置在装烟室2中；
步骤2：开启循环风机12，使装烟室2和加热室1之间形成持续稳定的循环风；
步骤3：开启天然气燃烧器13及排湿鼓风机14，开启PID控制系统5，依据设定的烤烟工艺过程装烟室2的干球温度及湿球温度，调节控制天然气燃烧器13的天然气流量及排湿鼓风机14的风量。
步骤4：烟叶烘烤结束，关闭天然气燃烧器13及排湿鼓风机14，关闭PID控制系统5，最后关闭循环风机12。
其中，所述烤烟工艺过程装烟室2的干球温度和湿球温度控制过程由以下阶段组成：
第一阶段、变黄期：经1小时装烟室干球温度从常温升至36℃、湿球温度从常温升至34℃，并保持1小时；经4小时装烟室干球温度从36℃升至38℃、湿球温度由34℃升至36℃，并保持16小时；经4小时装烟室干球温度从38℃升至40℃、湿球温度由36℃升至37℃，并保持8小时；经4小时装烟室温度从40℃升至42℃、湿球温度由37℃升至38℃，并保持12小时；
第二阶段、定色期：经10小时装烟室干球温度从42℃升至47℃、湿球温度维持在38℃，并保持14小时；经8小时装烟室干球温度从47℃升至50℃、湿球温度维持在38℃，并保持8小时；经8小时装烟室干球温度从50℃升至54℃、湿球温度由38℃升至39℃，并保持12小时；
第三阶段、干筋期：经6小时装烟室干球温度从54℃升至60℃、湿球温度由39℃升至40℃，并保持4小时；经8小时装烟室干球温度从60℃升至67℃、湿球温度由40℃升至42℃，并保持16小时。
其中，所述PID控制系统5通过调整控制所述天然气燃烧器13的天然气流量来控制所述装烟室2的干球温度，通过调整所述排湿鼓风机14的风量控制装烟室的湿球温度；当需要同时调整干球温度和湿球温度时，先调整干球温度，再调整湿球温度；在调整湿球温度时，调整所述排湿鼓风机14的风量的同时按比例调整所述天然气燃烧器13的天然气流量以弥补排湿过程所散发的热量。所述天然气燃烧器13烘烤每公斤干烟叶产品需要天然气的量约为0.8-0.9Nm3。
综上所述，本发明的技术方案具有如下的优点及有益效果：
1.采用天然气燃烧器直接加热循环风和直接利用燃烧器产生烟气的方式，能大大提高热量的利用效率，通过换热器间接传热，其传热效率只有42％；而改为直燃式加热，其传热效率可提升至90％以上。
2.在烤烟工艺过程中对烤烟房的干球温度及湿球温度实现PID自动化控制，节省人力成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天然气直燃式加热烤烟房，其特征在于，包括加热室、装烟室以及PID控制系统，所述加热室设置有进风口、回风口、天然气燃烧器、排湿鼓风机及温度报警器，所述装烟室内设有干球温度传感器和湿球温度传感器，所述加热室通过所述进风口和所述回风口与所述装烟室相连通，所述回风口处设置有循环风机，用于在所述加热室与所述装烟室之间形成持续稳定的循环风，所述PID控制系统分别与所述天然气燃烧器、所述排湿鼓风机、所述温度报警器、所述干球温度传感器和所述湿球温度传感器相连接。
2.根据权利要求1所述的天然气直燃式加热烤烟房，其特征在于：所述天然气燃烧器为扩散式燃烧器。
3.根据权利要求1所述的天然气直燃式加热烤烟房，其特征在于：所述排湿鼓风机设置在所述加热室中位于所述天然气燃烧器的上风向位置。
4.根据权利要求1所述的天然气直燃式加热烤烟房，其特征在于：所述装烟室底部设有排湿口。
5.根据权利要求4所述的天然气直燃式加热烤烟房，其特征在于：所述排湿口采用铝合金制作的百叶窗。
6.根据权利要求1所述的天然气直燃式加热烤烟房，其特征在于：所述温度报警器安装在所述加热室中靠近所述进风口的位置，用于检测循环风在所述进风口处的温度，当检测到的温度超过设定温度3℃或是超过68.5℃时自动报警并关闭所述天然气燃烧器。
7.一种如权利要求1至6任一项所述天然气直燃式烤烟房初烤烟叶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将待烘烤的烟叶用烟叶夹装好，放置在所述装烟室中；
步骤S2：开启所述循环风机，使所述装烟室和所述加热室之间形成持续稳定的循环风；
步骤S3：开启所述天然气燃烧器及所述排湿鼓风机，开启所述PID控制系统，依据设定的烤烟工艺过程所述装烟室所需干球温度及湿球温度，调节控制所述天然气燃烧器的天然气流量及所述排湿鼓风机的风量。
8.根据权利要求7所述的天然气直燃式加热烤烟房烘烤烟叶的方法，其特征在于，还包括：
步骤S4：依次关闭所述天然气燃烧器、所述排湿鼓风机、所述PID控制系统和所述循环风机。
9.根据权利要求7所述的天然气直燃式加热烤烟房烘烤烟叶的方法，其特征在于，所述烤烟工艺过程包括：
第一阶段、变黄期：经1小时装烟室干球温度从常温升至36℃、湿球温度从常温升至34℃，并保持1小时；经4小时装烟室干球温度从36℃升至38℃、湿球温度由34℃升至36℃，并保持16小时；经4小时装烟室干球温度从38℃升至40℃、湿球温度由36℃升至37℃，并保持8小时；经4小时装烟室温度从40℃升至42℃、湿球温度由37℃升至38℃，并保持12小时；
第二阶段、定色期：经10小时装烟室干球温度从42℃升至47℃、湿球温度维持在38℃，并保持14小时；经8小时装烟室干球温度从47℃升至50℃、湿球温度维持在38℃，并保持8小时；经8小时装烟室干球温度从50℃升至54℃、湿球温度由38℃升至39℃，并保持12小时；
第三阶段、干筋期：经6小时装烟室干球温度从54℃升至60℃、湿球温度由39℃升至40℃，并保持4小时；经8小时装烟室干球温度从60℃升至67℃、湿球温度由40℃升至42℃，并保持16小时。
10.根据权利要求6所述的天然气直燃式加热烤烟房烘烤烟叶的方法，其特征在于：所述PID控制系统通过调整控制所述天然气燃烧器的天然气流量来控制所述装烟室的干球温度，通过调整所述排湿鼓风机流量控制装烟室的湿球温度；当需要同时调整干球温度和湿球温度时，先调整干球温度，再调整湿球温度；在调整湿球温度时，调整所述排湿鼓风机的风量的同时按比例调整所述天然气燃烧器的天然气流量以弥补排湿过程所散发的热量。
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