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浅谈棉纺企业节电技术

2019-11-06 11:04 来源: 网络
期权保本理财  我国属于发展中国家,电力能源的紧缺一年比一年严俊。节能减排已成为我国关注的焦点,也必成为企业社会责任的一部分。面对劳动力的紧缺、劳动力成本的大幅上涨、电费涨价等困难,企业的生存受到了前所未有的考验。纺织业作为国家民生保证的一大支柱产业,一定要把节电问题放到重要议事日程上,给予充分的关注。



  十一五期间,节能减排已经深深的映入人心,随着十二五对能源的更进一步的细分,对节能减排提出了更严格的要求。作为纺织业用电大户的棉纺企业,节能减排已是势在必行,而且由于原有的棉纺厂起点比较低,对于整个棉纺企业来说,节能的前景比较乐观,节能的手段比较多,而且行之有效。由于纺织厂设备比较多,节能的办法也比较多,而且根据不同的厂家工艺要求,同一工序的节能办法也有所不同,故只能就一些普遍的情况做简单的探讨。

  1、车间照明的节能探讨

  我国电力资源有12%消耗于照明领域,而棉纺行业车间多,照明区域广,照度有较高要求,必须重视照明节电。根据《棉纺织工厂设计规范》的要求,棉纺织工厂的车间照明宜采用一般照明,穿筘、验布和修布工序可采用混合照明,车间一般照明应采用节能荧光灯,混合照明可根据用途及工作环境采用实用的光源。针对车间一般照明,由于使用量比较大,对其进行有效的节能改造,节能效果比较明显。目前,纺织厂使用得比较多的是T8日光灯管,此灯管单根功率为40W,而且光电转换率普遍偏低,是目前纺织厂照明改造的主要对象。T5灯管也有一定的市场占有率,单根灯管功率比T8灯管要低,但此灯管的发光原理与T8相同,这就决定了T5管同样存在光电转换率偏低的问题,故其节能效果不太明显。

  当前新型的LED半导体冷光源,改变了传统灯管的发光原理,改变了传统灯管的结构,使其能以15W功率的灯管替代40W的传统灯管。因此,LED半导体冷光源,正以其发热量小、光电转换率高等特点,使其成为纺织厂光源的最优选择。虽然目前LED灯管成本比较高,但由于其节能效果比较显著,使得初期的投入会较快的得到回收。

  2、前纺工序的节能探讨

  2.1管道


  前纺由于布置比较宽敞,电机总量不大,由电机产生的能耗相对来说比较少。但是由于清花、梳棉和精梳工序管道比较多,既有工艺输棉管道,还有除尘管道,如果不加以注意,很容易造成不必要的能源损失。以下本文仅从理论上对管道阻力作出简单的分析。

  △p(管道阻力)=△pm(沿程阻力)+△pj(局部阻力),而:

  上式中,λ为沿程阻力系数,l为管道长度,v为管内流速,d为管道直径,ρ为气体密度,ξ为局部阻力系数。由以上公式可见,管道内的流速越高,管道阻力越大,因此除尘管道的流速不宜过高。但为防止管道内积花堵塞,故管道内经济流速一般应控制在12~15m/s为适宜。

  2.2选用技术先进的除尘器

  我国纺织业有其悠久的历史,在其发展中,出现了各种各样的除尘方式,在当时代表了一定时期的领先地位。早期的除尘器中,以袋式除尘器最为普遍,但由于袋式除尘器为开放式,除尘房里飞花现象比较严重,易燃易爆,而且占地面积比较大,这对于附房比较紧张的纺织厂来说,是比较麻烦的。改革开放以后,国内一部分比较有实力的企业开始引进国外技术比较先进的除尘器,并在国内引起了比较大的影响,但由于进口的除尘器造价比较高、耗能大,这就决定了其无法在国内中小型企业推广,从而成为了我国纺织行业除尘器的一个过度产品。随着纺织除尘技术的不断发展,精亚集团研制出最新一代的机组式除尘器,目前已大量在纺织厂甚至非纺织类企业广泛推广。其特点是结构合理紧凑,自身能耗低,阻力小,与同类型设备相比节能比较明显,周围环境干净,滤料更换方便,减少了起火及爆炸的可能性等。以下为国内某知名企业进行除尘机组改造前后的用电比较:

  另外,纺织厂应根据现有的工艺设备参数及所纺的品种对除尘的要求来配置相应的滤尘设备,比如用常规A186梳棉机,其吸口负压要求不高,所配滤尘主风机应适当的考虑,以免吸口负压过高,造成好纤维的浪费的同时,浪费了能源;又比如纺化纤系统,由于人造棉的特性,基本上没有粉尘,但为了达到排放标准,又必须设置滤料过滤,因此所配滤尘器应采用间隙形式,降低滤尘器本身的能耗。

  2.3除尘器的日常维护及排风处理

  除尘器是与风机直接连接在一起的,风机提供的负压需要经过除尘器,再到管道,最后才能到达机台。而由于除尘器通常包含两级过滤,传动结构比较多,很容易造成故障,影响过滤效果,最终既造成机台负压不够,又造成能源的白白浪费。在日常运行的维护中,应定期定员对除尘机组进行维护,观察机组阻力,及时更换滤料或滤网,减少机组本身的阻力。

  许多纺织厂为了把除尘主风机的风外排,通常都选用管道外排。但很多厂家只是按照风机出口截面大小来连接管道,甚至有的厂家受现场情况限制,接管截面比风机出口截面还小。这就加大了风机出口的压力损失,造成能源的浪费。正确的做法应该是把接管截面放大,一般不小于1.5倍。甚至可以就地排风,即不接管道,通过采光窗实现外排。

  一个真实的例子:江苏某纺织公司,其纺织三车间所用梳棉机为FA231A,一直反映机台吸口负压不够,产品质量无法保证,操作工抱怨吸口经常堵塞。现场观察后,发现风机排出口接了一个90°弯管外排,而且截面与风机出口一样大小。经商量,把弯头拆除后开车测试,机台吸口负压提高接近200Pa。使用至今,未反映再有堵塞现象。

  3、细纱工序的节能探讨

  每台细纱机均是一个耗能的单体。普通环锭纺细纱机来说,主电机及笛管吸棉风机的电能损耗占了比较大的份额,降低主电机及笛管吸棉风机的能耗,能有效地降低细纱机的整机能耗。

  每台细纱机均由一台主电机作为主传动的动力源。在我国纺织业早期,基本上所有电机均为单转速运行。当然,这主要是因为改革开放初期,要改变国家的整体面貌,经济发展是首要的任务,所以能源的重要性没有得到充分的重视。随着经济的飞速发展,能源的合理利用、能源的合理分配逐渐的被人们所重视,于是出现了双速电机、水冷电机等一批节能电机。双速电机、水冷电机在纺织业的节能减排发展中也起到了一定的推进作用。但由于调速比较单一,结构比较复杂等原因,均没有得到较为广泛的应用。随着国家对企业节能措施要求的不断提高和稀土技术的完善,无电刷变换电机、数位伺服AC电机、稀土金属永磁同步电机等高科技产品逐步地得到大家的认可。以稀土永磁电机为代表的新一代电机,正以其效率高、电耗低、发热量小、运行稳定等特点,深受广大用户的青睐。目前,全世界对稀土的需求量比较大,国家对稀土能源的管理比较严格,稀土永磁电机的成本较高,但由于其自身节能效果比较显著,一般半年到一年就能通过节能手段把成本回收。

  传统的笛管吸棉风机由于叶轮裸露、叶轮结构不合理等原因,造成实际使用功率较高。针对笛管吸棉风机的节能要求,精亚集团经过长期调研与研究,现在已成功的开发出JYXM系列节能型细纱机断头吸棉专用风机,使细纱断头吸棉装置有了根本性的改变。在保证细纱机真空度满足生产工艺要求的同时,将原吸棉风机2.2KW电机改成了1.1KW电机,大大的降低了断头吸棉装置的能耗。

  4、空调系统的节能探讨

  纺织车间的温湿度、洁净度和车间空气的流动速度等,均由空调系统来控制。随着纺织工艺要求的不断提高,越来越多的纺织厂意识到空调在生产过程中的重要性。但空调系统也是纺织企业的一个耗能大户,对其进行节能减排改造迫在眉睫。

  4.1大量使用变频

  空调系统中,包含有许多风机和电机,对其进行调速处理,是纺织厂节电技术中行之有效的途径。理论上实际功率与转速之间的关系为:P1/P2=(N1/N2)3

  式中:P1—额定功率;P2—实际功率;N1—额定转速;P2—实际转速

  由公式可见,当转速降低时,实际功率以相应的3次方比例快速下降,比如:当转速降低20%时,即N2=0.8N1时,实际使用功率只有额定功率的51.2%,节电可达48.8%;当转速降低50%时,即N2=0.5N1时,实际使用功率只有额定功率的12.5%,节电可达87.5%。

  但应注意,风机长期过低转速运行,风机的实际寿命会有所减少,故建议使用变频技术后,频率不应长时间低于15Hz。

  4.2灵活调节新风、回风的使用量

  天气情况是千变万化的,不同的季节,不同的时间段,或者风雨交加,或者酷热难耐。而纺织厂室内温湿度不能波动过大,否则会造成产品质量无法保证,严重的甚至造成设备损坏,而且如果新回风利用不当,造成能源的不必要的浪费。在日常运行中,应多观察室外气象参数,合理使用新回风,减少大量的能源损耗。比如在春秋季节,可以视天气情况,大量使用新风;而使用冷冻的厂家,在夏天,应该多使用回风;在冬天,北方地区,室外温度过低,也应多使用回风。车间的空调控制是比较复杂的工作,不能一成不变的机械操作。合理的利用好新回风的比例,可以稳定的控制车间温湿度,更能起到节约能耗的作用,为企业带来意想不到的收益。精亚集团在长期的实验和探索中,开发出一套专用于纺织空调的自控系统,能根据室外的气象参数,进行室内外空气参数的比较,灵活的调节新回风的比例,及时的做出最有利的调节手段,在满足车间温湿度要求的同时,最大限度的满足用户对节约能源的要求。

  4.3控制系统的序列控制

  序列控制,指的是在车间空气参数需要发生变化时对空调设备进行调节的先后顺序的安排。我们知道,空调系统对车间空气进行调节,主要是通过风机、水泵、调节窗等空调设备来完成的。在调节过程中,要做到最优最节能的调节,就必须注意空调设备的先后顺序的调节。序列控制的主要手段是:在空气参数超过设定值时,优先考虑降低功率较大的设备的转速(指送回风机),最后考虑调节无能量损耗的设备(指风量调节窗);在空气参数低于设定值时,优先考虑调节无能量损耗的设备(指风量调节窗),最后考虑提高相应设备的转速(指水泵或送回风机)。

  精亚集团通过大量的项目实验经验和长期的经验总结,开发出一套纺织空调专用的自动控制程序,能够实现当车间空气参数需要发生变化时对空调设备进行调节的先后顺序的最优安排,为用户提供出最节能的空调调节手段。以下简单介绍该程序的工作原理:

  如下图,当车间温湿度超过设定值时,系统会自动先调低各电机频率,然后调节各风阀;当车间温湿度低于设定值,系统会自动先调节各风阀,然后再调高电机频率。即设计原理为低电耗调整优先,这样在过度性季节和冬季,车间送、回风量保持在满足最小的温湿度和洁净度要求,而不必常年满负荷状态运行。

  4.4回风过滤的节电

  在很多纺织厂中,回风过滤器均为长期连续运行,在回风系统中,贴附在回风过滤器上的粉尘,通过集尘风机抽吸,随着空气进入布袋集尘器后,由于集尘风机也是长期连续运行,势必造成粉尘长期地被挤压在布袋的内壁,从而造成布袋集尘器透气量不断减少,使得回风过滤器上的粉尘吸不走,阻力过大,回风无法通过,造成车间飞花的同时,能源在不断的浪费。针对这一课题,精亚集团在大量的经验总结后,推出了回风集尘风机间歇运行模式,在提高了回风过滤效果的同时,大大的节约了能源,防止了不必要的能源浪费。

  4.5改进风机性能

  纺织厂空调使用风机的量非常大,因此对风机的技术改进一直都是空调生产厂家赖以生存的重要手段。精亚集团通过长期的研究与试验,现已推出新一代纺织轴流通风机:JYFZ-1型纺织轴流通风机。该风机主机结构简单、高效工作区宽、安装维修方便,叶片为机翼型扭曲前掠叶片,叶片材质为ZL104高强度铸造铝合金,并经表面硬质阳极氧化处理,叶片表面硬度高,耐腐蚀性好、使用寿命长。

  随着纺织空调系统的发展,纺织行业用户出现了对大风量喷雾风机的需求,以满足大风量纺织空调系统的要求。传统的喷雾风机不仅效率低,噪声大,而且风量不能满足大风量空调系统的要求。江阴精亚集团根据市场需求,开发研制了一种高效低噪大风量喷雾轴流风机(专利号:ZL200620068675.0),应用计算机电子表格进行轴流通风机优化设计的简易方法设计了大风量喷雾轴流通风机,依据风机设计参数,调整叶轮的流型及各种结构参数,快速进行多种设计方案的比较,从中选取最优的设计方案。并应用该方法进行了喷雾轴流通风机叶轮的优化气动设计。该喷雾风机具有高效、低噪、大风量以及明显节能效果。

  4.6改进空调模式

  改革开放以来,纺织空调模式有了较大的改进,精亚集团通过消化吸收国外先进技术,结合我国的国情,设计出了织布车间空调系统模式(精亚模式)。该模式送风系统分为满足设备机台岗位工艺需要的送风系统(小环境)和满足车间工人舒适性要求的送风系统(大环境)。大、小环境送风露点可以相同,也可以不同,具体情况根据大、小环境的工艺参数而定。该模式送风系统具有空调室占地少、结构简单、施工方便、成本低等特点。采用大、小环境空调系统设计风量比常规的空调系统可以节省20%,节能效果显著,同时还改善了机台工艺参数的稳定性和人体的舒适程度。

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