摘要:结合近年来棉纺织工厂设计的实际情况,从棉纺织工艺设计、厂房建筑设计和公用工程设计等多方面进行综合分析,提出了棉纺织工厂设计综合节能的技术措施。
关键词:棉纺织工厂设计;节能;工艺设计;建筑设计;公用工程；
1 车间布置节能措施
生产车间布置应结合厂区总平面图布置,确保工艺路线和工厂管线短顺。生产车间的入口应靠近厂区原料仓库,成品出口应靠近成品仓库或印染车间,浆纱车间应接近锅炉房,耗电量大的细纱车间和织造车间应尽可能靠近变配电站。
2 工艺设计与工艺设备布置节能措施
棉纺织工艺设计与工艺设备配台布置与所生产的产品密切相关,需要根据最终产品性能、原材料、产品规格、产品质量以及数量、技术条件及设备性能认真分析研究决定。
2.1 工艺设计
棉纺织工艺设计、设备选择、配台与布置是决定车间建筑面积、建设投资、运营费用的关键,是棉纺织工厂设计的核心。在满足产品生产加工制造的同时,需要对各种生产设备和工艺进行优化,根据产品特征和设备性能,合理设计计算各工序生产工艺参数和半制品数量,按照选定工艺流程和产品规模,确定设备配台。同一产品前后工序配备的机台,应尽可能建立固定的供应体制。
2.2 工艺流程
工艺流程在满足产品生产需求的同时,宜选用优质高效、短捷、连续化和自动化易操作的工艺技术。纺织生产各工序之间均有半制品运输和贮存。在工艺设计上要重点考虑如何在工艺布置上便于半制品的运输和贮存。梳棉机的布置要利于棉卷、棉条的运输,采用直线排列和上下工序相连,并条精梳、粗纱的运输和存放均要考虑运输顺畅,避免交叉迂回。
2.3 车弄宽度
在布置主要工艺设备时,应充分考虑中间半制品的运输和存放,合理优化车弄宽度,在确保正常操作的情况下,便于上下工序的连接,最好半制品一步运输到下一工序,尽量避免迁回交叉,提高工作效率。
2.4 车间内分区
温湿度要求相同或相近的工序应尽量集中或靠近,温湿度要求不同的工序要彼此分开,一般设计中用隔墙分离,以便于空调、安全防火等生产条件的控制。随着清梳联、精梳的大量应用,一般情况下清梳联宜布置在一个分区。并条、精梳、粗纱3个工序的温湿度要求接近,半制品定台关系比较紧密,一般设置在一个分区。细纱车间和织布车间因机台较多、机器发热量大、车间对温湿度有一定要求,一般设为一个单独分区。
2.5 工艺布局
工艺布局合理,便于生产辅助设施节能。车间工艺布置在考虑工艺流程合理的同时,也要考虑到车间空调送排风是否合理,除尘管道是否顺畅短捷。细纱、梳棉工序的热风回用,输配电线路短捷便利等因素与车间的综合节能关系重大,在设计中要统一综合考虑,选取最优方案。
2.6 车间柱网
在设备排列时,不仅要考虑设备布置、车弄宽度合理,也要兼顾车间柱网、跨度尽量统一,节省工程造价。在设计工厂时,工程造价也是重要考虑因素,在满足工艺布置的同时,应合理设计车间柱网、跨度,减少构建类型,便于施工,节省工程造价。
3 厂房建筑节能设计
棉纺织工厂的建筑设计应综合纺织车间的生产条件,合理确定厂房结构形式,柱网、跨度和高度。在建筑节能方面应主要考虑厂房屋顶和外墙保温、隔湿、建筑采光等构造设计,保证车间散热量小、不结露、采光条件好,以满足车间生产环境需求。
3.1 屋顶和外墙保温
棉纺织生产车间要求适当的温湿度,温湿度靠空调控制,耗能大,屋顶和外墙要保温处理。具体设计中可根据不同地区纺织车间的传热系数要求进行计算选择。
3.2 防结露
由于棉纺织工艺的要求,冬季车间温湿度高,屋面和外墙结露现象时有发生,影响生产和产品质量。因此在工程设计阶段必须对屋顶和外墙进行防结露设计和屋顶隔湿设计。
3.3 采光
在设计中,应充分利用自然光节省电能。近年来,封闭厂房的大量建设,给建筑采光设计带来不便,对于钢筋混凝土风道大梁,双T板结构,可针对性的在屋顶设置采光口,利用自然光。利用屋面自然采光和屋面排烟有机结合,既可以解决封闭车间的排烟问题,又可以有效的利用自然光,效果良好。目前许多新建厂房考虑到长期效益和节能,在屋面上安置固定式屋顶光伏阵列的太阳能发电极板,具有成本低、安装简单方便、便于维护的特点,为建设绿色企业创造了条件。
4 公用工程节能设计
空调、除尘、制冷设备约占棉纺织厂总功率的1/3,节能潜力巨大。
4.1 空调
车间热湿环境、气流组织、卫生环境对工艺生产的影响巨大,对空调能耗起着决定性作用。从空调满足工艺要求和节能要求为出发点,分析车间热湿环境、气流组织、卫生环境,设计符合生产要求而又节能的工厂。首先要正确计算车间冷负荷、确定送风量、优化设置空调参数,力求送回风管道顺畅、短捷。合理设计送回风管道系统,以控制风速、减少局部阻力、重视细节设计为主线,降低送回风系统阻力和风机耗能。按车间负荷的变化,相应增减通风量。变风量调节主要由风机调速、调节进风口叶片及改变叶片角度等方法。从节能角度来看,以风机调速方式最为有利,要选用高效、节能的电动机和通风机。合理使用回风控制送风机器露点,不仅对稳定车间的温湿度,减少生产波动,提高产品质量有利,还可大幅度降低空调能耗。根据工艺和产品质量要求，在确保运行质量的前提下,可以采用“大小环境”分区空调、多风机送风系统、热能转移、变频节能喷雾、空调自动控制等空调节能技术。发热量大的细纱车间,用电量一般可以占到纺纱厂电量的60%-70%,电能除一部分转化为有效机械能外,绝大部分转化为热能散发到车间中,造成车间热量过剩。前纺并粗车间机器数量少,车间发热量小,冬季仅靠机器发热量不足以保证车间温度,为达到工艺生产要求,需补入热量,这样可以将细纱车间的余热转移到前纺的并粗车间空调系统,通过这种热能的相互转移分配,节约能源。空调室位置的选择应靠近各车间的负荷中心,以减少送回风管的长度,最好设在便于进风、回风、排风和送风的地方。
4.2 除尘
除尘系统的节能原则是合理选择配置除尘系统,充分利用主机压力,平衡各除尘接口的压力,使除尘系统各管道入口压力接近,减少风机全压浪费。管道的各个部位,都必须保持相应的风速,做到不积尘,但风速也不能过大,以免造成过大的阻力,引起除尘风量的减弱。除尘管道的结构既要保证各个排风点排风量的均匀,又要保证能使各个排风点保持其要求的负压。除尘室的位置应尽量靠近待滤尘的工艺设备或附房,以缩短除尘用管道,提高效率。过滤后的空气应能以最短的流程回到车间或空调室。
4.3 制冷
纺织车间发热量大,所需制冷量很大。近年来纺织企业的利润相对较低,用冷量大,要求纺织空调系统尽可能节约运行积极推广深井回灌技术,利用冬季储能用作夏季降温,夏季储能用作冬季供暖。为了有效地使用有限的低温冬灌井水,应对冷量实行综合调度,即在灌水时采用机械制冷水打底,不足部分用井水补充的方式。这项措施对实施“低温水、小水量、低露点”的调节方法更具重要意义。
贯彻“一水多用”的原则,使低温水先纺后织重复使用,如最后排出水的水温仍低于地面水时,还可以用来做冷却水,以提高制冷设备的效率。积极推广二级喷水室,最大限度的利用冷水的冷量。据测算,采用二级喷水室,深井水量可以节省约1/3。制冷站要靠近负荷中心,缩短冷冻水输送距离,减少冷冻水泵扬程,减少运行功率,减少管道冷量散失和水温升高。分散制冷,按需设计和操控,便于能量调节。
4.4 电气
车间变配电室应尽量布置在负荷中心,降低供配电系统的线损及配电损失,最大限度的减少无功功率,提高电能的利用率。变压器宜选用低损耗、低噪声的节能变压器,降低能耗。
5 结束语
棉纺织厂节能工作对于企业的发展，增加经济效益有着十分重要的意义。应从厂房的建筑设计、工艺流程选择、工艺设备布置、公用工程等各方面源头开始，做好节能设计工作。建立节能型纺织企业，不仅是未来发展的趋势，更是自身生存发展的立足之本，也是增强企业生命力的必由之路。
来源：中国纱线网
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