粘膠短纖維生產(chǎn)的節(jié)電途徑和方法

楊鳳祥

摘要：電力做為粘膠短纖維生產(chǎn)能源消耗的重要組成部分，如何降低電力消耗，是節(jié)能減排的迫切要求也關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)成本。本文結(jié)合粘膠短纖維的生產(chǎn)實(shí)際，從原液、紡練、酸浴、公用工程等不同工段的角度出發(fā)，探討了具體的節(jié)電途徑和方法。實(shí)踐表明：粘膠短纖維生產(chǎn)的噸絲耗電量同比降低了82 kW·h/t，比對(duì)標(biāo)企業(yè)分別低了81 kW·h/t和330 kW·h/t。

關(guān)鍵詞：粘膠短纖維；生產(chǎn)；節(jié)電途徑

中圖分類號(hào)：TQ341.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-265X（2017）06-0036-04

Electricity Conservation Ways and Measures in Production of Viscose Staple Fiber

YANG Fengxiang

（Tangshan Sanyou Group Xingda Chemical Fiber Co.， Ltd， Tangshan 063305， China）

Abstract：Electricity is the important component of energy consumption in production of viscose staple fiber. Saving electricity is the urgent need for energy saving and emission reduction. It is also related to the production costs. In this paper， based on the actual production of viscose staple fiber， the electricity saving ways and measures in the production process of viscose staple fiber were discussed in detail from the perspective of raw liquid， spinning， acid bath and public works. The practical results show that the Ton Power Consumption decreases by 82 kW·h/t on yearonyear basis， which reduces 81 kW·h/t and 330 kW·h/t compared with the same industry.

Key words：viscose staple fiber； manufacture； electricity conservation ways

在粘膠短纖維的生產(chǎn)過(guò)程中，電力是機(jī)械動(dòng)能來(lái)源的主要途徑。由于粘膠短纖維生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，除去機(jī)械動(dòng)能需要消耗大量電能外，其冷凍水、冷堿水、壓縮空氣等載能工質(zhì)的制備，也需要耗用大量的電能。在當(dāng)今節(jié)能降耗、低碳環(huán)保、科學(xué)發(fā)展的新形勢(shì)下，通過(guò)充分的技術(shù)和節(jié)能改造，建立合理的用電措施，從而最大程度地降低電能的消耗量，達(dá)到節(jié)能、保護(hù)環(huán)境、提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[12]。本文結(jié)合河北某公司在粘膠短纖維生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)約電力消耗的實(shí)際，針對(duì)粘膠短纖維生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)所采取的技術(shù)改造與節(jié)能節(jié)電途徑及具體措施進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述和深入探討。

1粘膠短纖維生產(chǎn)電力消耗的用途

粘膠短纖維生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的電能，根據(jù)用途可分為機(jī)械動(dòng)力消耗、載能工質(zhì)消耗和照明消耗等。

2粘膠短纖維生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)電途徑及相應(yīng)措施

粘膠短纖維生產(chǎn)過(guò)程按工段可分為：原液工段、酸浴工段、紡練工段和公用工程工段。粘膠短纖維生產(chǎn)流程為：

漿粕→浸漬、壓榨→老成、黃化、溶解→過(guò)濾、脫泡、熟成→紡絲→酸浴

牽伸、切斷、精練→烘干打包→成品

2.1原液工段的節(jié)電途徑及措施

2.1.1冷凍水系統(tǒng)加裝換熱設(shè)備

在原液工段紡絲膠的制備過(guò)程中，需要使用冷凍水對(duì)某些工藝介質(zhì)進(jìn)行換熱降溫。一般情況下，原液車間所需的冷凍水，是由公用工程工段通過(guò)冷凍水機(jī)組制備好后，經(jīng)由管道輸送系統(tǒng)，輸送到原液工段供其使用，此過(guò)程需要耗用大量的電能。通過(guò)在冷凍水系統(tǒng)加裝換熱設(shè)備，利用大氣自然溫度對(duì)換熱后溫度升高的冷凍水進(jìn)行降溫，降低了公用工程工段制冷機(jī)組的負(fù)荷，從而減少了電耗。此項(xiàng)改造可使噸絲耗電降低4 kW·h左右。

2.1.2熟成工序的空調(diào)系統(tǒng)由連續(xù)運(yùn)行改為間歇運(yùn)行

在紡絲膠的制備過(guò)程中，有一個(gè)粘膠的熟成過(guò)程，這個(gè)過(guò)程需要在比較恒定的相對(duì)低溫下進(jìn)行若干時(shí)間，傳統(tǒng)的做法，是在熟成間加裝空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)空調(diào)來(lái)保持熟成間的溫度恒定。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，完全可以通過(guò)改變空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行方式達(dá)到節(jié)電的目的，也就是由原來(lái)的24 h連續(xù)運(yùn)行，改為開停結(jié)合間歇運(yùn)行，適當(dāng)減少運(yùn)行時(shí)間，這樣不會(huì)帶來(lái)熟成間溫度的較大波動(dòng)，對(duì)粘膠的熟成過(guò)程也不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。從而達(dá)到節(jié)電的目的[3]。此項(xiàng)措施的實(shí)施可使噸絲耗電下降6 kW·h左右。

2.1.3合理利用高度差，減少輸送泵的配置

一般情況下制膠系統(tǒng)各工序之間為樓房式立體設(shè)計(jì)，各工序的設(shè)備所處的高度不同，也就是說(shuō)存在一定的落差。對(duì)于以燒堿為主體的量大粘度小的介質(zhì)，完全可以利用高度落差自行輸送。比如對(duì)于集中處理的壓液，完全可以把處理系統(tǒng)安裝到相對(duì)較低的位置，落差的存在，使不同設(shè)備產(chǎn)生排出的壓液，可以自動(dòng)流入處理系統(tǒng)內(nèi)，省去了輸送泵配置，降低了電耗。

2.2紡練工段的節(jié)電途徑及措施

2.2.1合理控制設(shè)備的開停次數(shù)和空運(yùn)行時(shí)間

粘膠短纖維生產(chǎn)的紡練工段，由于其生產(chǎn)的特殊性，工藝清理周期一般只有一周左右，再加上品種更換、臨時(shí)設(shè)備故障等因素，開停車次數(shù)比較頻繁，每次開停車時(shí)，設(shè)備均要空運(yùn)行一段時(shí)間。如何科學(xué)合理地控制設(shè)備的開停車次數(shù)和空運(yùn)行時(shí)間，對(duì)紡練工段的電力消耗具有較大的影響。

對(duì)于不同訂單的相同或相近品種，集中安排生產(chǎn)，可以減少由于品種更換帶來(lái)的工藝調(diào)整、開停車和設(shè)備的空運(yùn)行時(shí)間等，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低電力消耗[4]。

對(duì)于設(shè)備的計(jì)劃?rùn)z修，隱患消除，故障排除，易損件更換等，可以和品種更換、工藝調(diào)整等科學(xué)合理地有機(jī)結(jié)合，在同一時(shí)間段同時(shí)進(jìn)行或交叉進(jìn)行，提高時(shí)間的利用效率，降低開停車次數(shù)和設(shè)備的空運(yùn)行時(shí)間，從而降低電力消耗。

2.2.2保持輸排風(fēng)系統(tǒng)的清潔通暢

在烘干工序，具有較大規(guī)模的清潔空氣輸送系統(tǒng)和廢氣排放系統(tǒng)。對(duì)這些系統(tǒng)的管道要定期進(jìn)行檢查清理，保持管道的清潔通暢，降低管道阻力，避免因管道不暢帶來(lái)的風(fēng)機(jī)負(fù)荷過(guò)高使電耗增加。

對(duì)于清潔空氣的輸送系統(tǒng)，一般在空氣入口處有過(guò)濾裝置。保持濾網(wǎng)的清潔通暢，既可以保證設(shè)備所需的風(fēng)量，也可以使風(fēng)機(jī)負(fù)荷保持在較低水平，從而控制電耗。

2.2.3合理控制精練助劑的循環(huán)量

精練是紡練工段很重要的一個(gè)工序，纖維的水洗、各種精練助劑都是在此工序進(jìn)行。其水洗循環(huán)水和循環(huán)助劑，都是使用循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)，其循環(huán)量的高低，直接影響到循環(huán)泵的負(fù)荷和電耗。所以，如何合理地控制循環(huán)量，既是工藝的要求，也是合理控制電耗的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，循環(huán)量以滿足工藝要求為基準(zhǔn)，過(guò)高的控制循環(huán)量對(duì)成品質(zhì)量沒(méi)有意義，只能造成水資源的浪費(fèi)和電耗的升高，同時(shí)還會(huì)增加污水處理的壓力。

2.3酸浴工段的節(jié)電途徑及措施

2.3.1科學(xué)合理的布局，減少輸送泵的配置數(shù)量

酸浴工段的工藝介質(zhì)主要為流動(dòng)性較好的酸浴和水，比較適合利用高度落差實(shí)現(xiàn)自行流動(dòng)。

利用各工序采用樓房式立體分布的特點(diǎn)，各工序的設(shè)備所處的高度不同，也就是說(shuō)存在一定的落差。通過(guò)合理布置連續(xù)相關(guān)工序的設(shè)備在不同的高度位置，實(shí)現(xiàn)工藝介質(zhì)的自動(dòng)流動(dòng)，減少輸送泵的配置[5]，從而達(dá)到節(jié)電的目的。

2.3.2水站輸送泵實(shí)現(xiàn)變頻控制

在粘膠短纖維生產(chǎn)的酸浴工段，有一個(gè)公共使用的水站循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)量大且是連續(xù)運(yùn)行。由于各工序?qū)ρh(huán)量的要求不是恒定不變的，所以輸送泵的輸送循環(huán)量存在一定范圍的波動(dòng)，通過(guò)變頻控制，使電機(jī)的運(yùn)行功率隨著負(fù)荷的變化而變化，達(dá)到節(jié)電的目的[6]。水站輸送泵采用變頻控制后可比改造前實(shí)現(xiàn)節(jié)電10%以上。

2.3.3發(fā)揮循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

本文所屬粘膠短纖維企業(yè)附近有一工廠，需要使用元明粉為生產(chǎn)原料，若使用本企業(yè)生產(chǎn)的元明粉，需要增加元明粉溶解工序。根據(jù)這一實(shí)際情況，本公司成功將芒硝溶于水制成硫酸鈉水溶液，輸送到這一企業(yè)直接用于生產(chǎn)。這樣既省去了芒硝焙燒、元明粉打包等工序，降低了電耗，同時(shí)又降低了這一企業(yè)的輸送和溶解成本，可謂一舉多贏。本項(xiàng)措施的實(shí)施后，噸絲耗電可下降15 kW·h以上。

2.4公用工程工段的節(jié)電途徑及措施

2.4.1軟水供給系統(tǒng)加裝閉式換熱器

根據(jù)工藝的要求，粘膠短纖維的生產(chǎn)需要使用大量的軟水，這些軟水由公用工程工段制備好后，通過(guò)輸送泵和管道，輸送到各生產(chǎn)工段的使用工序。

在制膠工段需要使用大量的低溫軟水配制浸漬用堿，常規(guī)方法是制膠工段在配置浸漬用堿時(shí)，利用冷凍水系統(tǒng)對(duì)軟水進(jìn)行降溫。公用工程工段加裝閉式換熱器后，在環(huán)境溫度比較低的冬季，可以實(shí)現(xiàn)利用大氣自然溫度對(duì)用于配制浸漬用堿的軟水進(jìn)行降溫，然后再輸送到原液工段使用，冷凍水作為補(bǔ)充，從而減少冷凍水的使用量，達(dá)到節(jié)電的目的。此方法的不足是只能在氣溫比較低的冬季使用。這一節(jié)電措施運(yùn)行期間，可使噸絲耗電量降低10 kW·h左右。

2.4.2供水工段加裝變頻控制系統(tǒng)

所有耗水工序中，有些用水點(diǎn)的用水情況是間歇使用的，受不同產(chǎn)品品種和工藝控制的不同，一些連續(xù)用水的工序，其用水量也不是恒定不變的。也就是說(shuō)，供水泵站的負(fù)荷不是固定不變的，而是有較大波動(dòng)變化的。在負(fù)荷較小時(shí)，勢(shì)必造成電力的無(wú)謂浪費(fèi)。為此，通過(guò)加裝變頻控制系統(tǒng)可以較好的解決這一問(wèn)題。此系統(tǒng)可以根據(jù)水輸出壓力的變化，即時(shí)調(diào)整輸送泵電機(jī)的工作頻率，改變運(yùn)行功率，從而達(dá)到節(jié)電的目的[7]。供水系統(tǒng)變頻改造后，可使電耗降低25%左右。

2.4.3利用低溫水源對(duì)冷凍機(jī)組的冷卻循環(huán)水換熱降溫

粘膠短纖維的生產(chǎn)，需要使用大量的冷凍水和冷堿水，對(duì)工藝介質(zhì)進(jìn)行降溫。這些冷凍水或冷堿水在公用工程工段通過(guò)冷凍機(jī)組進(jìn)行制備，而這些冷凍機(jī)組的冷卻循環(huán)水通常是用加裝風(fēng)機(jī)的涼水塔來(lái)進(jìn)行降溫的。對(duì)于具有低溫水源的廠家，可以使用換熱器，用低溫水源的水對(duì)冷凍機(jī)組的冷卻循環(huán)水進(jìn)行降溫，可以減少?zèng)鏊L(fēng)機(jī)的開臺(tái)數(shù)量，從而達(dá)到節(jié)電的目的。節(jié)電量與所用低溫水的溫度密切相關(guān)，溫度越低節(jié)電效果越好。

2.4.4合理縮短冷凍機(jī)組換熱器的清理周期

對(duì)于冷凍機(jī)組冷卻循環(huán)水的換熱器，隨著使用時(shí)間的增加，管壁要附著一層污垢，影響換熱器的換熱效果。設(shè)備制造廠家，一般每?jī)赡曦?fù)責(zé)清理一次，為了保證換熱器的換熱效果保持良好，可以自行完成換熱器的清理工作，并將清理周期適當(dāng)縮短，從而提高制冷機(jī)組的工作效率，達(dá)到節(jié)電的目的。

2.5合理控制輸變電系統(tǒng)的功率因數(shù)

當(dāng)前，對(duì)于輸變電系統(tǒng)的功率因數(shù)控制技術(shù)已經(jīng)較為成熟，廠家可以根據(jù)自己廠子輸變電的具體狀況，合理控制輸變電的功率因素在最佳狀態(tài)，減少輸變電系統(tǒng)的功率消耗，達(dá)到節(jié)電的目的。

2.6做好電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理工作

對(duì)于電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理，國(guó)家有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和通則[8]，只要在日常工作中嚴(yán)格執(zhí)行這些通則和標(biāo)準(zhǔn)，勢(shì)必達(dá)到節(jié)電的目的，這里不再贅述。

2.7選用新型節(jié)電設(shè)備

對(duì)于耗電量較大的老舊電機(jī)，國(guó)家已經(jīng)發(fā)布了淘汰目錄明細(xì)和嚴(yán)格的時(shí)間表。選用節(jié)電的新型電機(jī)，是節(jié)能降耗的需要，利國(guó)、利民、利己。與其說(shuō)被勒令強(qiáng)制更換，倒不如主動(dòng)出擊，可能一時(shí)的投資會(huì)大些，但由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益不可限量。

3粘膠短纖維生產(chǎn)中節(jié)電方法探討

以上是針對(duì)具體的粘膠短纖維的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所提出的節(jié)電途徑和方法。這些節(jié)電方法的建立主要是從工藝技術(shù)、自動(dòng)控制以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)幾個(gè)方面加以考慮的，以下對(duì)這幾方面進(jìn)行探討如下。

3.1通過(guò)工藝技術(shù)改進(jìn)達(dá)到節(jié)電目的

粘膠短纖維的生產(chǎn)過(guò)程所消耗的電量是由生產(chǎn)線所配備的電機(jī)數(shù)量和功率來(lái)決定的，通過(guò)生產(chǎn)工藝的改革縮短工藝過(guò)程或降低動(dòng)力負(fù)荷，從而可以減少電機(jī)配備數(shù)量和功率，這是節(jié)約電力消耗的關(guān)鍵所在，這方面是大有潛力可挖的，企業(yè)也在這方面進(jìn)行了充分的努力[911]。改革生產(chǎn)工藝使生產(chǎn)過(guò)程縮短，動(dòng)力負(fù)荷降低，達(dá)到少用電或不用電，這是一種根本性的節(jié)約電力的方法，可以達(dá)到事半功倍的效果。如在冷凍水系統(tǒng)和軟水系統(tǒng)加裝閉式換熱器，改革了冷凍工藝，從而達(dá)到了節(jié)電的目的。

3.2采用新型自動(dòng)控制技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，各種新型控制技術(shù)層出不窮。如何結(jié)合自己公司的具體情況，選好用好新型自動(dòng)控制技術(shù)，是節(jié)電工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在實(shí)現(xiàn)節(jié)約使用能源的同時(shí)，還可以給公司帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。比如在供水工段通過(guò)加裝變頻控制系統(tǒng)，大大降低了水輸送系統(tǒng)的無(wú)功耗電就是一個(gè)成功的例證。

3.3充分發(fā)揮循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

在公司附近區(qū)域內(nèi)通過(guò)技術(shù)協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)能源消耗的降低，是節(jié)約資源的方向之一，也符合中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。粘膠短纖維生產(chǎn)的節(jié)電工作，既要放眼廠內(nèi)同時(shí)也要放眼廠外的技術(shù)和資源的協(xié)作，充分利用這樣的協(xié)作優(yōu)勢(shì)是節(jié)約能耗消耗的一個(gè)很好途徑。前文所述的酸站工段將芒硝溶解液直接用于其他企業(yè)的生產(chǎn)，避免了原料的重復(fù)處理，降低了電力的消耗，很好的詮釋了發(fā)揮循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的重要性。

4粘膠短纖維生產(chǎn)的節(jié)電效果及評(píng)價(jià)

由于采取了如上的節(jié)電措施，大大地降低了電力消耗。為檢驗(yàn)所取得的節(jié)電效果，以“噸絲耗電量”一項(xiàng)，與上一年度同期數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果如表1所示。

以“噸絲耗電量”一項(xiàng)對(duì)國(guó)內(nèi)幾家同類生產(chǎn)企業(yè)耗電量數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果如表2所示。

表2可以看出，本廠噸絲消耗電量同比降低了82 kW·h/t，節(jié)電效果明顯。與對(duì)標(biāo)企業(yè)相比，分別低了81 kW·h/t和330 kW·h/t。

5結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)河北某粘膠短纖維企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)粘膠短纖維生產(chǎn)過(guò)程中各主要工段的節(jié)電途徑及措施進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和深入探討。結(jié)果表明，通過(guò)企業(yè)的技術(shù)和節(jié)能改造，深入挖掘各種節(jié)能降耗的潛力，使粘膠短纖維生產(chǎn)的耗電量顯著降低，降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，這些方法和措施對(duì)相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家節(jié)能中心.節(jié)能法制與能源管理基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)發(fā)展出版社，2011：133-135.

[2] 邱有龍.我國(guó)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)及對(duì)粘膠纖維產(chǎn)業(yè)的影響[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2013（10）：60-62.

[3] 國(guó)家節(jié)能中心.重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)與新能源[M].北京：中國(guó)發(fā)展出版社，2011：250-263.

[4] 趙秀媛.粘膠纖維行業(yè)節(jié)能減排新途徑[J].煤炭與化工，2015（9）：38-41.

[5] 翟豐都，張治宇.減少酸浴泵開臺(tái)數(shù)降低電耗的探討[J].人造纖維，2016，46（4）：17-19.

[6] 國(guó)家節(jié)能中心.電氣工程學(xué)基礎(chǔ)與節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國(guó)發(fā)展出版社，2011：170-178.

[7] 安民.粘膠纖維廠冷卻循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)電改造[J].人造纖維，2016，46（2）：24-27.

[8] 胡景生.電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與能源標(biāo)準(zhǔn)化[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[9] 芮國(guó)芬.化工工藝中所涉及的常見(jiàn)節(jié)能降耗技術(shù)的相關(guān)對(duì)策研究分析[J].化工管理，2015（6）：207-208.

[10] 汪家銘.工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2014，30（1）：50-52.

[11] 于捍江，張林雅.粘膠短纖維酸浴調(diào)配系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].化工進(jìn)展，2015，34（5）：1483-1487.

（責(zé)任編輯：陳和榜）