烟草加工中的节能电气控制策略研究

烟草加工中的节能电气控制策略研究

王婧嫣 王振波  杨婷

山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂  262500

摘要：烟草加工作为一个能源密集型行业，它的能源消耗问题尤为突出，在电气能耗方面，由于传统的电气控制系统存在着效率不高和能耗较大的问题。本研究通过分析现有电气控制系统中存在的能耗问题，提出了一系列节能电气控制策略，通过对比分析实施前后的能耗数据，为烟草加工行业的节能改造提供了实践指导和理论依据。

关键词：烟草加工；节能；电气控制；策略研究

引言：随着技术的发展和节能意识的增强，烟草加工行业亟需找到有效的途径来降低电气能耗，提高能源利用效率。有效的节能电气控制策略不仅可以帮助企业降低成本，提高竞争力，还可以促进行业的绿色、可持续发展。因此，探索和实施节能电气控制策略，对于烟草加工行业而言，具有重要的现实意义和长远的战略价值。

1.烟草加工中的电气能耗现状

烟草加工涵盖多个阶段，包括烘烤、发酵、切丝、配料、成形等，每个阶段的电气能耗特性均有所差异。烘烤阶段是能耗密集环节，温度控制系统对电能的需求极高，热风循环、湿度调节等过程均依赖于精准而高效的电气控制系统；在发酵环节中，温湿度控制系统持续运行，保证烟叶质量，其电能消耗不容忽视；在切丝过程中，切割机械的电机驱动是主要的能耗点，电气系统的效率直接影响整体能耗；在配料与成形阶段，自动化控制系统广泛应用，其操作效率和能耗管理成为降低电气能耗的关键。电气设备的老化、维护不当或配置不合理都会导致能耗的无谓损失，因此，对烟草加工中各阶段电气能耗的精细化管理显得尤为重要。

2.节能电气控制策略

2.1优化电气设备配置

通过采用先进的电气设备和技术，变频器、高效率电机及智能控制系统可以显著提高能源利用率，降低能耗。例如，将传统电机更换为IE3级或以上的高效电机，能效提升可达5%至10%，具体提升效率依设备运行条件而异。变频器的应用能够根据生产需求自动调整电机速度，实现能量节省15%-30%。在烟草加工中引入智能控制系统，能够实现设备运行状态的实时监测和优化控制，进一步提升能源管理的效率。优化设备配置的过程需要综合考虑设备的能效、成本、运行稳定性及兼容性等因素，不仅涉及到技术层面的改进，还包括对员工进行节能意识培训，才能确保技术改进得到有效实施[1]。

2.2采用高效能电气控制技术

先进的电气控制系统能够实时监测设备状态，通过算法优化调整能源分配，减少无效能耗。在烘烤和发酵过程中，通过精确控制加热和冷却系统的工作，不仅可以确保烟叶质量，也大幅度降低了能耗。实时反馈控制系统能够根据实际工艺需求调整能源供应，避免过度消耗，例如，在切丝机械中，根据负载变化自动调整电机的功率输出，确保在满足生产需求的同时最小化电力消耗。引入高效能电气控制技术不仅提高了能源利用效率，也增强了生产过程的灵活性和可靠性，例如，可编程逻辑控制器（PLC）和监控控制与数据采集系统（SCADA）的应用，使得生产过程更加自动化，减少了人为操作误差，提高了整体工艺的精确度和重复性。能源管理系统（EMS）的集成可以进一步提升电气控制的智能化水平，EMS不仅能够实时监控能耗，还能够基于数据分析提出优化建议，实现能源使用的持续优化和成本控制。

2.3智能化电气控制系统的应用

智能化电气控制系统的应用在烟草加工行业中正逐步展现其巨大潜力，这些系统通过集成先进的传感器、控制器和执行机构，实现对生产过程的高度自动化和智能化管理，从而优化能源消耗，提升生产效率。智能化控制系统能够根据实时数据进行自我调整，确保设备运行在最佳状态，最大限度地减少能耗。例如，智能控制系统可以根据烟叶的湿度和温度变化自动调节烘烤温度，避免过度加热或不足加热，实现能源的精确使用。（如表1)

表1传统与智能电气控制系统的对比

智能化系统的快速响应能力确保能源使用及时调整，减少浪费；实时能效优化功能则通过持续监测和调整工艺参数，确保设备运行在最佳状态；自动化的故障检测和诊断减少了设备停机时间，提高了生产效率；同时，由于减少了人工干预，维护成本也得到有效控制[2]。

智能化电气控制系统不仅可以优化能源使用，也提升了生产流程的灵活性和可靠性。系统可以根据生产需求的变化自动调整设备配置，确保在不同的生产条件下都能实现最佳的能效。系统还具备学习和适应能力，能够根据历史数据和模式识别优化控制策略，不断提高能源使用的效率和效果。这种智能化的控制方式为烟草加工行业提供了一种高效、节能、可持续的生产解决方案，有助于企业在激烈的市场竞争中保持优势，同时贡献于环境保护和资源可持续利用。

结论

通过优化电气设备配置、采用高效能电气控制技术以及实施智能化电气控制系统，烟草加工行业能够显著提升能源利用效率，降低能耗，实现经济效益与环境效益的双重提升。随着技术的不断进步和市场需求的变化，烟草加工行业的节能电气控制策略还将继续演化和优化。研究和开发更先进的控制技术、更智能的管理系统，以及更为精细的能源监测和优化工具，将是行业持续进步的关键，同时，行业内部的知识共享和技术交流也将对促进节能措施的广泛应用和效果提升发挥重要作用。通过这些努力，烟草加工行业能够更好地适应未来的发展需求，为实现绿色生产和可持续发展目标贡献力量。

参考文献

[1] 潘超. 烟草加工工艺粉尘爆炸风险评估 [J]. 电气防爆, 2022, (04): 23-27.

[2] 李培培. 基于PLC的烟草加工烘丝机自动控制系统研究 [J]. 电子测试, 2022, 36 (10): 96-98+133.