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基于安全节能的定形机滤网自清理系统

2019-04-01远信工业股份有限公司 丁伯军 柏宇轩

摘要:定形机是印染工艺流程中的重要设备,也是印染企业火灾频发的主要诱因,同时定形工艺能耗约占整个印染工艺能耗的40%,因此提高定形机安全性能、降低能耗对企业安全生产和节能减排具有重要意义。本文从基于安全、节能、自动化等目的出发,提出一种新型定形机滤网的设计方案,在规避定形机主要安全隐患的同时提高热利用效率,使企业有较大的经济效益。

关键词:定形机? 火灾? 节能? 滤网

印染行业是纺织行业的重要一环,印染行业能耗大,污染重,已成为社会的负担。印染行业加工1吨针织布,约需煤1.5吨,其中定型机约占了40%,定型机工作中织物消耗的热能仅占29%,机体热能的消耗占10%,废气散发的热能达到了61%,能源浪费严重。与此同时,印染企业火灾频发,仅2012年绍兴县共发生定形机火灾158次,严重影响生命财产安全。本文从基于安全、节能、自动化等目的出发,提出一种新型定形机滤网的设计方案,在规避定形机主要安全隐患的同时提高热利用效率,使企业有较大的经济效益。

1??????? 工作原理

定型过程在烘房内完成,其基本工作原理如图1所示。湿织物保持一定的速度连续通过烘房,热源提供的热空气在设立于烘房一侧的大功率鼓风机作用下,经风量分配机构的调整后,以一定流量分别进入上下风道中。上下风道与织物接近的表面上均布有热风喷嘴,鼓风机鼓入的热空气在风道内经热风喷嘴后形成一定的风速双向作用于湿织物的整个幅宽,实现对织物的熨烫。熨烫后的湿热废气则经抽气机进入废气换热器,与常温的空气交换热量后排出。每台定型机一般由八或九级烘房串接而成,单个烘房的长度为3-4米,宽度为4-5米,体积近40 立方米,整台定型设备体积庞大,动力源与热源数量众多,使得定型工段的耗能占整个印染生产过程总能耗的1/3 以上,废气排放量占印染废气排放总量的1/2以上。以拥有10台定型机的中等规模印染企业为例,仅定型工段的年耗电量就达2000万度,而欧洲发达国家同等规模企业,由于采用先进的定型设备及控制技术,其定型工段年耗电量仅为我国的62%左右,能耗差异巨大。同时,定型一般是整个印染过程的最后一道工序,故它还在很大程度上影响和决定着产品的质量与性能。

2??????? 主要节能方法

2.1 直接燃气燃烧供热

在定型机热烘箱内加装直接燃烧加热系统,这样空气由燃烧天然气的燃烧器直接加热,热气在热烘箱内循环就可以达到所需温度。旭荣集团导热油供热改直燃式供热,从运行一年时间内单耗数据统计分析并与未实施前单耗对比,定型机平均可节约天然气18%

2.?2 导热油加热改过热蒸汽加热

定型机导热油加热的方式需要每个企业设置导热油锅炉,由于设备相对简单,非常受到企业欢迎。但缺点是燃煤导热油锅炉热效率低,除尘脱硫难度大,企业往往做不好,对环境污染大。过热蒸汽加热方式中的蒸汽可由集中供热的方式由热电厂直接供给,热效率高。使用完蒸汽的排放可通过集中整治的方式进行,容易控制污染。是一种比较好的节能减排的方法。但由于需要辅设较高压力的蒸汽管道,定型机内的换热器也需要更换,所以一般企业对此技术改造不太积极。

2.?3 新型紧凑节能定型机

目前,在国际上出现了一种新型的紧凑节能定型机,其热风循环由传统的左右两侧安装风机,改为上下同时安装风机。上下风机的形式,回风距离短,热源充分利用,热能浪费少。新型定型机体积仅为传统定型机的13,体积的减小使得机体散热面积减小,烘箱内部能源得到充分利用。如定型机的安装不直接与地面接触,也可大量节约能源。

?2.4 废气余热回收

定型机排放的废气占总热能的61%,加工化纤产品的废气排放温度是160-170℃,加工棉产品的废气排放温度是100-110℃,存大巨大的能源浪费。余热回收热交换器内焊接有铝管或紫铜管,高温的废气经换热管外的通道,新鲜的空气经换热管内的通道,两个通道完全隔离。新鲜空气经风机吸到热交换器进行热交换,可加热到与高温废气相差30-40℃左右。集中式余热回收,加热的新鲜空气温度比较高,但气流比较大,直接回用会影响定型机内部气流,用到炮筒烘干机,可充分利用废气的热能。另外,余热回收可以将定型机排放的废气降温到60-70℃,方便之后的废气的净化处理。?

3??????? 火灾原因分析及预防

目前从笔者掌握的数据来看,定型机着火相当普遍,甚至有些企业主认为定型机不着火不正常。原因主要为:一是定型机以导热油和电加热为热源,导热油泄露和电加热温控装置故障均易引起火灾。二是织物经定型机烘箱加热产生有机油分(来自上道工序),和织物表面产生的飞花、纤维颗粒混合形成油垢,长时间积累,在烘箱内容易引起火灾。三是由于一些织物特别是化纤,通过机械运转摩擦产生静电,电压可高达上万伏,易引起静电火花,从而引发火灾。

火灾预防措施:定期检查定型机烘箱内的导热油管道和温控装置,聘请有资质机构对管道检测,如有漏油现象应及时处理;及时清除机内和排烟管道的油污和飞花(该措施尤为重要,大部分定型机火灾原因即为此),消除火险隐患。对定型机进行技术改造,在排烟管道上增设蒸汽管,一旦发生火灾就可打开蒸汽灭火;散热片上加装铁丝网护罩,使其与散热片有足够间隙,防止飞花掉在散热片上引起燃烧。

4??????? 定形机滤网自清理系统

4.1? 研究现状及存在问题

定型机在烘干、定型面料的过程中,布料表面的短纤维、毛尘在热风的作用下,脱离布面。短纤维、毛尘在烘箱的空气内循环过程中,聚集在散热器上方的过滤网上。现所有的定型均采用抽拉式或内置式过滤网,根据不同面料产生毛尘量的多少,由操作工不定期的对抽拉式过滤网在不停机的情况下进行清扫;内置式过滤网必须在停机降温的情况下才能进行清理。鉴于以上两种过滤网的结构和清理毛尘方式存在以下不足:

1)抽拉式过滤网在每节烘箱都有开口处,在工作和清理的状态下都会有热量损耗,同时由于开口处密封的效果欠佳,亦会造成温差,导致滴油情况产生。

2)抽拉式过滤网需要操作工定期进行清理;内置式过滤网必须停机降温进行清理。在此期间由于滤网上毛尘由少变多的变化,导致滤网的过风量由大变小,从而影响到同样工艺条件情况下此周期内的产品品质不一致。

3)抽拉式过滤网在清理时,需要逐张拉出烘箱清理(清理期间部分毛尘会落到散热器上),且清理下的毛尘需再次清扫收集,工作量大,清扫周期长;内置式过滤网必须停机降温才能清理毛尘。如遇到换批次、换颜色、毛尘堵塞等情况时,停机降温清理升温开机,清理难度和工作量大,且热能浪费太大,生产效率低。

4.2 定形机滤网自清理系统工作原理

过滤导带是从烘箱中的布料下方穿过的,布料的二边是固定在拉幅定型机导轨的针盘上的,当布料进入拉幅定型机的烘箱中后,烘箱中的热风会通过风嘴吹布料,这样布料上的纱尘便落到了过滤导带上。

过滤导带在导带主动辊的带动转动,这样便将纱尘从烘箱中带来了出来,带有纱尘的导带需要先进行吸尘,吸尘方式是,吹气管中通过鼓风机通入空气,空气从吹嘴上吹向过滤导带,把过滤导带上的涨尘吹落到吸尘槽中,再从吸尘槽的下部吸入集尘箱中,并过滤到集尘箱中,这样便完成了吸尘处理。

同时还对过滤导带进行了水清洗,喷水管向水洗辊上喷水,将过滤导带上的灰尘冲走落入接水槽中,透水通孔方便吹向过滤导带的水落入接水槽中。

纠偏装置通过光电探头探测过滤导带一边的位置信号,将该信号输送给拉幅定型机的控制柜,拉幅定型机的控制柜根据该位置信号控制纠偏气缸动作,纠偏汽缸动作时,纠偏辊便可以旋转一定的角度,从而让过滤导带始终走在纠偏定辊上的合适位置,而不发过滤导带偏移现象。

4定形机滤网自清理系统的优点

采用滤网自清理系统替代传统抽拉式过滤网,系统内设计网带自动清洗装置,避免因网带脏污影响清洁效果,回转式网带运行速度、清洁周期、清洁时间均可在操作界面任意设定,有效保障滤网的清洁,彻底避免堵网问题,减少火灾隐患;该系统取消了所有抽拉式过滤网烘箱部分开口,同时烘箱高度下降15公分,最大程度降低热损耗;系统内设计毛尘自动收集装置,彻底减免操作工人的工作量。

5??????? 实施效果

浙江某公司安装了滤网自清理系统,将装了与没装的两台定形机进行实测对比,具体数据如下:

?

过滤网自清理系统定形机

定型工艺参数(A)

抽拉过滤网定形机

定型工艺参数(B)

布类

40STR罗马布

40STR罗马布

克重(g)

410

410

门幅(cm)

160

160

匹数(p)

48

48

工艺

成定

成定

机型

220 10

220 10

装机功率(kw)

212.15

212.15

车速(m\min)

27

23

产量(kg)

22967.466

21024.951

用时(分钟)

1400

1510

耗电(度)

1941.332

2410.971

经上表对比得出:A定型机产量为:984.32kg/hB定型机产量为:835.42kg/hA机产量比B机产量高出17.8%A定型机耗电量为:83.19/hB定型机耗电量为:106.46/hA机电量比B机耗电量省22%

6??????? 结束语

通过定形机滤网自清理系统的应用,能够保障滤网的清洁,避免了堵网现象,减少定形机火灾安全隐患,提升了产量,保证了质量稳定性;降低了烘房的高度,取消了所有抽拉式过滤网烘箱部分开口,能显着地降低能耗;同时由于采用自动清理功能,减少了操作工人的工作量。因此,该技术的应用对印染企业减少火灾隐患、提高产品稳定性、减低能耗、提高自动化程度起到了积极的作用。

参考文献:

1]德国布鲁克纳〔BRüCKNER〕拉幅定形机样本

2]德国门富士(monforts)定形机样本

3]远信印染Y2088系列热风拉幅定形机样本

4]张国成.2012 印染企业“节能减排”关键点剖析

5]陈少军.2014拉幅定型机的除尘装置

6]计雨禾.2014 关于纺织印染企业的火灾危险性分析及防火对策

7]绍兴县报.2013别让导热油定型机成印染企业“燃烧弹”

8]黄晨昀.2012 浅议定型机节能的几种方法

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