現(xiàn)代紡紗廠節(jié)能措施

顧建東

(安徽富春紡織有限公司，安徽 蕪湖 241008)

0 引言

在當(dāng)前“能耗雙控”的形勢(shì)下，節(jié)能降耗不僅有利于企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益，更符合現(xiàn)階段我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的要求。紡紗廠生產(chǎn)工序多、工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備機(jī)臺(tái)數(shù)量多且連續(xù)化生產(chǎn)，杜絕“跑冒滴漏”問(wèn)題、實(shí)施節(jié)能降耗措施等涉及點(diǎn)多面廣，貫穿整個(gè)工廠設(shè)計(jì)選型和生產(chǎn)管理的始終。

1 設(shè)備選型與器材選用

1.1 清梳工序

重視清梳聯(lián)選型與配臺(tái)，通過(guò)采用高產(chǎn)梳棉機(jī)、減少機(jī)臺(tái)數(shù)，降低裝機(jī)總功率。據(jù)測(cè)算，前紡工序(主機(jī)+輔機(jī))用電占整個(gè)紡紗工序用電的25%～30%，后紡工序用電占70%～75%。而前紡工序用電主要為清梳聯(lián)，占整個(gè)前紡工序用電的60%～65%，精并粗工序占整個(gè)前紡工序用電的35%～40%。因此，從節(jié)約能耗方面考慮，在設(shè)備配臺(tái)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注清梳聯(lián)設(shè)備的配置。

以CJ 18.4 tex紗日產(chǎn)50 t為例，清梳聯(lián)日產(chǎn)量須達(dá)到60 t才能滿足供應(yīng)，若以日產(chǎn)量為1.1 t/臺(tái)計(jì)，需配置56臺(tái)梳棉機(jī)；若以日產(chǎn)量為1.5 t/臺(tái)計(jì)，則配置40臺(tái)梳棉機(jī)即可。筆者公司原計(jì)劃采用4套國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)配置56臺(tái)梳棉機(jī)，后采用2套進(jìn)口清梳聯(lián)配置40臺(tái)高產(chǎn)梳棉機(jī)，經(jīng)估算設(shè)備裝機(jī)總功率降低約18%[1]。2種配置裝機(jī)功率及噸紗耗能對(duì)比見表1。

表1 2種不同配置清梳聯(lián)裝機(jī)功率及噸紗耗能對(duì)比

按照日產(chǎn)50 t紗測(cè)算，采用FA1012系列清梳聯(lián)清梳噸紗耗電量為712 kW·h，采用TC15系列清梳聯(lián)清梳噸紗耗電量為445 kW·h，清梳聯(lián)噸紗節(jié)電約為267 kW·h。因此，采用高產(chǎn)梳棉機(jī)能減少配臺(tái)數(shù)、降低裝機(jī)總功率、大幅減少噸紗耗電量。

1.2 精并粗工序

1.2.1 采用節(jié)能風(fēng)機(jī)

精并粗工序的清潔工作對(duì)后道工序生產(chǎn)影響較大，清潔工作不到位易造成紗疵流入后道工序，影響細(xì)紗斷頭率和成品質(zhì)量。精并粗工序單機(jī)較多，使用風(fēng)機(jī)也較多。原配普通電機(jī)的功率為4 kW，如采用節(jié)能風(fēng)機(jī)功率可降為3 kW，經(jīng)多次測(cè)定對(duì)比，采用節(jié)能電機(jī)較普通電機(jī)可節(jié)電約7.9%。

1.2.2 采用一道并條

原紡紗車間因考慮條子的混合均勻性，精梳工序后純棉一般配置兩道并條?，F(xiàn)在梳棉、精梳工序都能使原料得到充分混合、纖維基本伸直，且自調(diào)勻整已能充分改善精梳條存在的不勻。精梳后只采用一道并條，既可防止條子過(guò)熟過(guò)爛、減少條子意外牽伸和紗疵，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，配用RSB-D26C型自調(diào)勻整雙眼并條機(jī)生產(chǎn)精并條，能耗相對(duì)降低50%。

1.3 細(xì)紗工序

1.3.1 采用永磁電機(jī)

永磁電機(jī)具有高效節(jié)能、溫升低、啟動(dòng)性好、功率因數(shù)高、功率密度高等特點(diǎn)。與異步電機(jī)相比，永磁電機(jī)功率密度提高約25%；高效區(qū)寬，轉(zhuǎn)速為25%～100%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，都在高效區(qū)運(yùn)行；而異步電機(jī)轉(zhuǎn)速低于70%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，效率下降幅度較大。此外，永磁電機(jī)的體積和質(zhì)量都較異步電機(jī)小。在同品種、同工藝的條件下，對(duì)相鄰兩臺(tái)細(xì)紗機(jī)主電機(jī)分別使用相同功率的異步電機(jī)與永磁電機(jī)進(jìn)行對(duì)比。兩者功率均為75 kW，原異步電機(jī)型號(hào)為F2VP225M-4型，永磁電機(jī)型號(hào)為XYVF225S-3000型，單獨(dú)安裝電表測(cè)定其用電量。經(jīng)多次記錄對(duì)比分析可得知，使用永磁電機(jī)比異步電機(jī)可節(jié)約用電約4.1%。

1.3.2 采用集落長(zhǎng)車

隨著用工緊張以及智能化發(fā)展的需要，主機(jī)制造商推出了細(xì)紗超長(zhǎng)車系列產(chǎn)品，降低了裝機(jī)總功率。筆者公司針對(duì)一期12萬(wàn)錠紡紗項(xiàng)目，對(duì)于選1200錠長(zhǎng)車還是1824錠超長(zhǎng)車做了充分調(diào)研，根據(jù)不同機(jī)型的優(yōu)勢(shì)與機(jī)臺(tái)安裝的空間位置布局，最終選定1824錠超長(zhǎng)細(xì)紗機(jī)。

1.3.3 吸棉負(fù)壓風(fēng)機(jī)頻率控制與單錠監(jiān)測(cè)配套

細(xì)紗機(jī)單錠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自2014年推出以來(lái)，功能不斷完善；粗紗停喂裝置是基于單錠監(jiān)測(cè)的升級(jí)配套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了問(wèn)題錠子的閉環(huán)控制。當(dāng)細(xì)紗產(chǎn)生斷頭后，單錠監(jiān)測(cè)報(bào)警，粗紗停喂裝置收到報(bào)警信號(hào)后切斷粗紗，粗紗停止喂入，同時(shí)解決了繞膠輥問(wèn)題。在一定斷頭數(shù)量且滿足吸棉負(fù)壓的情況下，可相應(yīng)降低負(fù)壓風(fēng)機(jī)的頻率，以降低電機(jī)能耗。通過(guò)單錠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的斷頭數(shù)據(jù)，由主機(jī)PLC控制器根據(jù)整臺(tái)細(xì)紗機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括對(duì)檢測(cè)到的斷頭數(shù)量、管道負(fù)壓及主風(fēng)機(jī)工作頻率等進(jìn)行PID運(yùn)算分析，來(lái)控制調(diào)整吸棉負(fù)壓風(fēng)機(jī)的頻率[2]。如某公司在1824錠超長(zhǎng)細(xì)紗機(jī)上試驗(yàn)，將原機(jī)配置1個(gè)7.5 kW和1個(gè)2.2 kW的吸棉風(fēng)機(jī)，改用為2個(gè)2.2 kW的節(jié)能吸棉風(fēng)機(jī)。經(jīng)測(cè)定，負(fù)壓相比原來(lái)降低378 Pa；機(jī)臺(tái)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)電率可達(dá)30%以上。

1.3.4 采用機(jī)械式集聚紡裝置

自1999年第13屆國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)集聚紡首次亮相以來(lái)，集聚紡技術(shù)一直在不斷改進(jìn)完善。集聚紡裝置分為氣流集聚型和機(jī)械集聚型2大類。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有氣流集聚型(負(fù)壓式)約為2000萬(wàn)錠，隨著國(guó)家對(duì)能源管控不斷加強(qiáng)，機(jī)械集聚型集聚紡將是未來(lái)重要的拓展方向。

以JW1580型細(xì)紗長(zhǎng)車為例，氣流集聚型細(xì)紗機(jī)需配置5.5 kW和15.0 kW負(fù)壓風(fēng)機(jī)2個(gè)，總功率增加20.5 kW。結(jié)合產(chǎn)出情況分析，使用機(jī)械集聚型細(xì)紗機(jī)紡紗，噸紗用電可節(jié)約470 kW·h。為此，筆者公司一期12萬(wàn)紗錠全部選用機(jī)械集聚型集聚紡細(xì)紗機(jī)。

1.4 絡(luò)筒工序

1.4.1 采用高效節(jié)能吹吸清潔機(jī)

目前國(guó)內(nèi)紡織行業(yè)使用的吹吸清潔機(jī)功率為1.5 kW～2.5 kW，普通LSJ系列吹吸清潔機(jī)功率為1.5 kW，而采用新型節(jié)能JXQ系列吹吸清潔機(jī)功率僅為0.87 kW。

普通LSJ系列吹吸清潔機(jī)使用龍帶傳動(dòng)，行走靠龍帶輪直徑差完成，龍帶運(yùn)行速度高、換向時(shí)慣性大，易產(chǎn)生意外牽伸且平穩(wěn)性不好；主機(jī)風(fēng)葉靠龍帶輪旋轉(zhuǎn)完成，通常需配用功率大于1.5 kW的電機(jī)才能滿足使用要求；龍帶磨損快，平均1.5 a就需更換1次。新型節(jié)能JXQ系列吹吸清潔機(jī)在保證吹吸風(fēng)量和負(fù)壓效果的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，采用普通龍帶拖動(dòng)吹吸風(fēng)機(jī)來(lái)回行走。龍帶轉(zhuǎn)速為80 r/min，運(yùn)行平穩(wěn)、阻力小，消除了普通清潔機(jī)因高速旋轉(zhuǎn)引起的損耗，故障率及易損件消耗大幅降低，且設(shè)備維修工作量減少。2種吹吸清潔機(jī)能耗對(duì)比見表2。

表2 2種吹吸清潔機(jī)能耗對(duì)比

采用新型節(jié)能JXQ系列吹吸清潔機(jī)，實(shí)測(cè)單機(jī)功率降低0.58 kW，電價(jià)按照0.75元/(kW·h)計(jì)算，單機(jī)全年可節(jié)約電費(fèi)約3654元，節(jié)電效果明顯。

1.4.2 采用雙級(jí)節(jié)能螺桿空壓機(jī)

空壓機(jī)是紡織企業(yè)的通用設(shè)備，配備高效能空壓機(jī)是節(jié)能管理的前提條件；對(duì)于已列入國(guó)家淘汰高耗能設(shè)備目錄中能效過(guò)低的空壓機(jī)，須考慮用能效高的新型空壓機(jī)進(jìn)行替換或改造。雙級(jí)節(jié)能螺桿空壓機(jī)，其工作過(guò)程為自然空氣通過(guò)空氣過(guò)濾器進(jìn)入第一級(jí)壓縮，在壓縮腔內(nèi)與少量潤(rùn)滑油混合，同時(shí)將混合氣體壓縮到級(jí)間壓力；壓縮后的氣體進(jìn)入冷卻通道，與大量油霧接觸，溫度大幅降低；降溫后的壓縮氣體進(jìn)入第二級(jí)轉(zhuǎn)子進(jìn)行二級(jí)壓縮，被壓縮到最終排氣壓力；最后再通過(guò)排氣法蘭排出壓縮機(jī)，完成整個(gè)壓縮過(guò)程。采用多級(jí)壓縮，可通過(guò)在級(jí)間設(shè)置中間冷卻器的方法，使被壓縮氣體在經(jīng)過(guò)一級(jí)壓縮后，先進(jìn)行等壓冷卻降低溫度，再進(jìn)入下一級(jí)氣缸。當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體密度增大，這樣易于進(jìn)一步壓縮，與一次壓縮相比，可大幅節(jié)省耗功量。因此，在相同壓力下采用多級(jí)壓縮做功面積要小于單級(jí)壓縮做功面積。

按照使用情況，某公司采用1臺(tái)功率為55 kW，容積流量為10.8 Nm3/min，排氣壓力為0.8 MPa的普通螺桿空壓機(jī)和采用功率同為55 kW，容積流量為12.2 Nm3/min，排氣壓力為0.8 MPa的某型號(hào)雙級(jí)節(jié)能螺桿空壓機(jī)，后者產(chǎn)氣量是前者的1.13倍，可節(jié)能約12%，每小時(shí)減少用電6.6 kW·h。按每年運(yùn)行7500 h，電價(jià)為0.75元/(kW·h)計(jì)算，全年可節(jié)約電費(fèi)為37 125元。

除了對(duì)能效過(guò)低的空壓機(jī)進(jìn)行改造外，正確使用空壓機(jī)也十分重要：① 要治理泄漏問(wèn)題，檢查所 有輸送管網(wǎng)及用氣點(diǎn)，特別是接頭、閥門等處；② 進(jìn)行壓降治理，采用節(jié)能管道，同時(shí)通過(guò)對(duì)管路分段設(shè)立壓力表檢測(cè)壓力，壓降不能超過(guò)100 kPa；③ 調(diào)整用氣設(shè)備壓力匹配，在保證生產(chǎn)情況下宜盡量調(diào)低空壓機(jī)排氣壓力；④ 杜絕不合理用氣行為，如用壓縮風(fēng)做常規(guī)清掃清潔工作；⑤ 做好空壓機(jī)本身維保工作；⑥ 對(duì)空壓機(jī)的余熱進(jìn)行回收或用以干燥脫水。

2 工藝技術(shù)方面節(jié)能措施

2.1 采用重定量工藝

在紡紗生產(chǎn)中，由于后紡工序(細(xì)紗+絡(luò)筒)為直接產(chǎn)出工序，需連續(xù)生產(chǎn)，為達(dá)到節(jié)能目的，可考慮在前紡工序“錯(cuò)峰”排班生產(chǎn)，以規(guī)避高峰時(shí)段用電。后紡工序重點(diǎn)考慮在設(shè)備選型時(shí)，盡可能選用節(jié)能電機(jī)。

重定量工藝在成紗整體水平保持相對(duì)穩(wěn)定的前提下，可減少前紡設(shè)備配置數(shù)量、用工人數(shù)和開臺(tái)時(shí)間，有利于節(jié)約噸紗用電成本。在滿足各道工序供應(yīng)的前提下，可減少相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，便于安排“避峰”生產(chǎn)。筆者公司采用重定量工藝前后工藝定量對(duì)比見表3。

表3 采用重定量工藝前后工藝定量對(duì)比

在前紡各道工序采用重定量工藝之后，有效避開了5 h的高峰用電，減少了絕對(duì)用電量，節(jié)省了電費(fèi)和用工量。以生產(chǎn)集聚紡CJ 18.5 tex紗為例，在加大定量前后對(duì)成紗質(zhì)量的指標(biāo)進(jìn)行跟蹤，具體數(shù)據(jù)見表4。

表4 采用重定量工藝前后集聚紡CJ 18.5 tex紗成紗質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比

從表4可以看出，各工序工藝定量調(diào)整前后的成紗質(zhì)量指標(biāo)基本一致，說(shuō)明采用重定量工藝后可滿足紡紗要求，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

2.2 細(xì)紗錠速優(yōu)化

在穩(wěn)定細(xì)紗斷頭和確保成紗質(zhì)量的條件下，優(yōu)化設(shè)置一落紗過(guò)程中的10段錠速，增加高速生產(chǎn)時(shí)間(長(zhǎng)度)。起始階段錠速相對(duì)較低，有利于落紗生頭完成；中紗階段張力比較穩(wěn)定，斷頭數(shù)相對(duì)較少，有利于提高錠速、增加產(chǎn)量；大紗階段錠速需有序降低，避免因張力變大而造成斷頭增多。通過(guò)對(duì)一落紗不同時(shí)間段錠速進(jìn)行合理設(shè)置，以達(dá)到增產(chǎn)降耗的工藝效果。

3 運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理與設(shè)備維護(hù)管理

運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理也是節(jié)約用電的有效途徑之一。加強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理，通過(guò)定期培訓(xùn)測(cè)定，提高操作水平，減少回花、回條和回絲的產(chǎn)生，提高一次制成率，從而達(dá)到降低噸紗用電的目的。

為保證設(shè)備狀態(tài)良好、綜合效能較高、適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展需要，設(shè)備維護(hù)管理工作必須有組織、有計(jì)劃、有原則、有標(biāo)準(zhǔn)、有規(guī)程地進(jìn)行。要明確設(shè)備管理職責(zé)，按照章程設(shè)定的計(jì)劃周期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；定期更換磨損部件；制訂各部件加油潤(rùn)滑管理周期表以及相應(yīng)日常巡檢制度，做到維修有記錄、有跟蹤，保養(yǎng)有臺(tái)賬、可追溯。加強(qiáng)設(shè)備潤(rùn)滑管理，降低運(yùn)行載荷，確保設(shè)備處于良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低設(shè)備運(yùn)行能耗。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)設(shè)備選型與配套器材選用、在工藝技術(shù)方面采用節(jié)能措施、加強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理及設(shè)備維護(hù)管理等方面工作的落實(shí)與實(shí)施，筆者公司的節(jié)電節(jié)能工作取得了有效突破，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。此外，公司還計(jì)劃從治理電能污染的源頭著手，擬采用中央節(jié)能保護(hù)裝置(從其他紡織廠實(shí)際使用情況看，節(jié)電率約為8%)?，F(xiàn)代化紡織車間的前端設(shè)計(jì)，力求采用一級(jí)能效電機(jī)、同步帶高效傳動(dòng)、機(jī)電一體化技術(shù)及相關(guān)自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，同時(shí)嚴(yán)格控制各項(xiàng)生產(chǎn)管理等，擬節(jié)電約7%；節(jié)能降耗是一項(xiàng)持久工作，需認(rèn)真對(duì)待、力爭(zhēng)從多方面著手進(jìn)行。