繆定蜀 劉國(guó)衛(wèi)
我國(guó)棉紡環(huán)錠紡紗設(shè)備擁有的紗錠數(shù)已達(dá) 1 億多枚,超過(guò)世界擁有量的 1/3。棉紡行業(yè)雖經(jīng)過(guò)近幾年快速發(fā)展,但總體技術(shù)裝備水平不高。有不少設(shè)備是國(guó)家規(guī)定的淘汰設(shè)備,單位能耗高,噪聲大,斷頭高,質(zhì)量差,生產(chǎn)效率低下。所以要通過(guò)思維創(chuàng)新、戰(zhàn)略決策和技術(shù)創(chuàng)新,形成低投入、低消耗、低排放和高效率、高效益的節(jié)約型高增長(zhǎng)發(fā)展模式。
1節(jié)能增效新思維
(1)棉紡企業(yè)要從長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光規(guī)劃,由政府統(tǒng)一安排,破除地方、行業(yè)壁壘,通過(guò)兼并、轉(zhuǎn)制、控股、參股、拍賣等手段,淘汰耗能的落后設(shè)備,查處以破壞環(huán)境、坑害消費(fèi)者利益的企業(yè),使我國(guó)棉紡織單位耗能水平盡早與國(guó)際接軌。要全方位,各行各業(yè)通力協(xié)作,整體治理,措施有力,才能有突破。
(2)節(jié)能減排不僅達(dá)到降低成本、改善環(huán)境,對(duì)企業(yè)來(lái)講還要增加效益、提高競(jìng)爭(zhēng)力。綠色紡紗技術(shù)旨在走出低水平、高成本、流程長(zhǎng)、用工多、耗電耗料高的思路,代之根據(jù)市場(chǎng)營(yíng)銷信息系統(tǒng)提供的產(chǎn)品信息、價(jià)格信息、原料信息、對(duì)手的商業(yè)秘密信息、客戶的質(zhì)量要求信息等,從而確定企業(yè)生產(chǎn)該產(chǎn)品最佳、最低原料成本、加工生產(chǎn)成本,并制定產(chǎn)品促銷和價(jià)格等策略,獲取最大利益。
(3)如何提高我國(guó)棉紡企業(yè)紡紗的質(zhì)量水平、生產(chǎn)水平,改善用工水平、消耗水平,如何根據(jù)我國(guó)國(guó)情,走自己發(fā)展棉紡織技術(shù)水平獨(dú)特道路,不僅依賴引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,更主要引進(jìn)核心技術(shù)、消化吸收。從仿制到自我設(shè)計(jì)創(chuàng)新,研制出能耗低、單產(chǎn)水平高、性能可靠、質(zhì)量上乘的新一代機(jī)電化一體的各類設(shè)備,創(chuàng)造自主品牌產(chǎn)品才是長(zhǎng)久之計(jì)。
2節(jié)能增效新技術(shù)的應(yīng)用
2.1前紡
2.1.1糾正購(gòu)棉、配棉不當(dāng)造成的能耗
按技術(shù)配棉或電腦配棉獲取最大性價(jià)比,要充分利用技術(shù)配棉降低產(chǎn)品成本,可利用新棉資源優(yōu)勢(shì),利用特定行情下美棉等進(jìn)口棉,利用不同性能纖維取長(zhǎng)補(bǔ)短、科學(xué)回用回花,再用棉可在同等級(jí)配棉中有效提升紗線質(zhì)量,并降低消耗。
2.1.2利用新技術(shù)降低配棉等級(jí)
我國(guó)目前廣泛采用賽絡(luò)紡、緊密紡等紡紗技術(shù)可降低 0.5 ~ 1 個(gè)等級(jí)配棉,賽絡(luò)紡在紡 40S 以下品種更具優(yōu)勢(shì),毛羽 3 mm可降 60% 左右,強(qiáng)力增加 10% 以上,并具股線結(jié)構(gòu),在某些品種上運(yùn)用相當(dāng)于減少了絡(luò)筒、并捻等工序,節(jié)能明顯,值得提倡。
2.1.3加快發(fā)展人造纖維及再生纖維
我國(guó)棉花資源有限,年產(chǎn) 600 多萬(wàn)t,按平均短絨 12%,約有 70 萬(wàn)t左右,除用于造紙外可生產(chǎn)粘膠纖維,對(duì)資源利用再生有利。
2.1.4清梳聯(lián)還應(yīng)在可靠性及器材上下功夫
(1)國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)磨合期較長(zhǎng)
國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)往往在半年內(nèi)就發(fā)生故障較多的現(xiàn)象,據(jù)了解多半是軸承損壞、輸送帶不明原因斷裂、電氣故障等。有些廠因前紡配制較緊,1 臺(tái)抓棉機(jī)供細(xì)紗 6 萬(wàn) ~ 7 萬(wàn)紗錠,一旦壞車造成整個(gè)細(xì)紗脫節(jié),由此造成能耗浪費(fèi)十分驚人。因此,機(jī)械廠必須通過(guò)棉紡行業(yè)的出廠相關(guān)技術(shù)指標(biāo)加以約束規(guī)范,有利于紡機(jī)良性發(fā)展。
(2)關(guān)鍵器材限制能耗進(jìn)一步降低
我國(guó)尚有約 2/3 的梳棉機(jī)為單機(jī)梳棉機(jī),產(chǎn)量多數(shù)為 20 ~ 25 kg/臺(tái)?h。產(chǎn)量低的原因除梳棉機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素外,主要是針布性能達(dá)不到優(yōu)質(zhì)低耗的指標(biāo)。據(jù)筆者觀察,國(guó)產(chǎn)中最好針布在半年后生條棉結(jié)會(huì)明顯上升 20% 以上,而進(jìn)口針布可保持一年半以上的穩(wěn)定,且產(chǎn)量可達(dá)到 50 kg/臺(tái)?h時(shí),其生條棉結(jié)指標(biāo)明顯好于產(chǎn)量 40 kg/臺(tái)?h的國(guó)產(chǎn)機(jī)。
從精梳機(jī)的針布上也同樣驗(yàn)證,進(jìn)口德國(guó)精梳錫林,頂梳針布在高產(chǎn) 350 鉗次/min下可用 3 ~ 4 年以上,而國(guó)產(chǎn)針布使用 9 個(gè)月就明顯衰退。
2.1.5前紡各工序工藝優(yōu)化
(1)AFIS儀器不僅在技術(shù)配棉上做到精準(zhǔn),更主要可全面分析從清梳聯(lián)至粗紗各道工藝中棉結(jié)和短絨增長(zhǎng)及纖維長(zhǎng)度有效利用,像并條專家系統(tǒng)推薦拉大隔距,保證不牽斷纖維打破傳統(tǒng)小隔距,保本工序條干理念,使纖維整體有效利用,節(jié)約用棉、降低單耗,效果顯著。以上措施可比正常同等情況下,尤其紡制高檔精梳紗時(shí)可降低一個(gè)配棉等級(jí)或 2% 左右用棉量。
(2)清梳打手型式如改為梳針打手及打手速度降低,既可對(duì)棉花較柔和開(kāi)松打擊,減少纖維損傷,有利減少棉結(jié),又可柔性梳理,滿足質(zhì)量指標(biāo)完成,對(duì)降低用電、節(jié)約用棉效果更好。
2.1.6其它措施
(1)粗紗綻翼減輕重量達(dá)到減負(fù)荷節(jié)電:采用新材料新結(jié)構(gòu)整臺(tái)車可減輕近 100 kg重量,節(jié)電 3% 左右。
(2)清花的節(jié)能:我國(guó)仍有大量清花成卷機(jī)設(shè)備,如采用合理補(bǔ)氣,減少 90°彎管,改為大S大弧度管道,每個(gè) 90°彎管相當(dāng)于增加 10 ~ 15 m管道阻力,減少氣流輸棉阻力,節(jié)能潛力很大。
2.2細(xì)紗
2.2.1牽伸部分
(1)減小回轉(zhuǎn)阻力方式
如采用軸承或張力輥解決下膠圈內(nèi)層磨損替代部件,下圈使用壽命延長(zhǎng)1倍左右,由于動(dòng)摩擦系數(shù)較小,臺(tái)時(shí)電耗可下降 0.5°左右,按 10 萬(wàn)錠計(jì),年節(jié)約近 50 萬(wàn)元左右。
(2)減小工藝加壓
①利用壓強(qiáng)與面積、壓力關(guān)系,通過(guò)減小皮輥總長(zhǎng)度,雖總壓力減小但面積縮小后工藝壓力未變,達(dá)到羅拉回轉(zhuǎn)負(fù)荷減輕,節(jié)約用電,經(jīng)過(guò)加壓工藝調(diào)整整機(jī)測(cè)試電流由 22.5 A下降為調(diào)整后的 21.7 A。
②氣動(dòng)加壓采用整體加壓分配型時(shí),總壓力往往偏大,且不穩(wěn)定,工藝壓力前檔只需 160 N即可,實(shí)際測(cè)試時(shí)高達(dá) 200 N以上,最高 300 N,如恢復(fù)較低工藝壓力,經(jīng)測(cè)定每臺(tái)車可節(jié)電 2.5% ~ 3.5%。
(3)牽伸型式間接降耗
用V型曲線牽伸代替平面牽伸,喂入粗紗定量即使增加 25% 左右,成紗條干均勻度不僅未惡化,反而使條干CV值下降 0.3 個(gè)百分點(diǎn)。
(4)改變上下銷結(jié)構(gòu)或材料
如專利下銷及碳纖、尼龍上銷推廣應(yīng)用,成紗指標(biāo)無(wú)大差異情況下,精梳純棉品種精梳落棉可減少 2% 左右或配棉降低一個(gè)等級(jí),噸紗用棉費(fèi)用可節(jié)約 350 元以上。
(5)新型紡紗ROCOS磁性緊密紡紗運(yùn)用為同類機(jī)構(gòu)中消耗最低
ROCOS裝置通過(guò)纖維集聚由機(jī)械一磁鐵機(jī)構(gòu)完成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)須吸風(fēng)、網(wǎng)格圈,不多耗能源,真正實(shí)現(xiàn)能耗低、維修成本低。
2.2.2卷繞部分
(1)采用小錠盤、平底結(jié)構(gòu)錠子節(jié)電顯著
例:TDH03–19(錠盤直徑 19 mm)在錠速 16 042 r/min時(shí)測(cè)滿管大紗耗電比TD3203 – 22(錠盤直徑中 22 mm,平底結(jié)構(gòu))節(jié)電 1 147 W/臺(tái),每噸紗節(jié)電 131 W?h,節(jié)電達(dá)9.42%。
(2)減小錠帶張力
18 tex以下紗錠帶張力 0.3 daN,18 tex以上 0.4 daN,節(jié)電率 1.1%。
(3)新材料錠帶
如錠帶內(nèi)層設(shè)計(jì)增加摩擦系數(shù)材料及用高效節(jié)電型橡膠膠帶CNG取代傳統(tǒng)棉錠帶,傳動(dòng)效能提高,壽命增加 1 倍以上,節(jié)電 3% 左右,降低噪音 2 ~ 3 dB。
(4)新材料滾盤
利用ABS抗靜電滾盤替代傳統(tǒng)馬口鐵滾盤,按每臺(tái) 420 錠 105 個(gè)盤頭,總共減輕重量 61 kg,經(jīng)測(cè)定紡 32S 每天每臺(tái)節(jié)能 24°,噪聲降低 6 ~ 10 dB。
(5)環(huán)保錠子護(hù)理液
新型錠子液可使加油次數(shù)減少一半,綜合測(cè)評(píng)節(jié)電達(dá) 3% ~ 5%。
2.2.3動(dòng)力部分
(1)變頻調(diào)速??稍谔岣弋a(chǎn)量基礎(chǔ)上減少斷頭,或同等斷頭率水平上產(chǎn)量可增加 5% 以上。工藝上無(wú)需更換皮帶盤,減少翻改停機(jī)時(shí)間,主電機(jī)功率因素從 80% 左右提高到 90% 左右。
(2)高效電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和控制器。按細(xì)紗紡紗運(yùn)行特點(diǎn)實(shí)行專用控制系統(tǒng),不僅做到紡紗全過(guò)程最佳節(jié)能電機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)輸出,而且減少斷頭,提高車速和生產(chǎn)效率。
(3)高效永磁同步電機(jī)。電機(jī)夕鋼片選用硼鐵釹磁性稀有材料,保證輸出高功率因素,電機(jī)效率可高達(dá) 96.4% (普通 87% ~ 90%),功率因素 0.99,輸出功率提高 1 ~ 2 等級(jí),過(guò)載能力 100% ~ 150%,電機(jī)節(jié)能 10% ~ 15%,1.5 ~ 2 年回收成本。
(4)電機(jī)冷卻降溫?,F(xiàn)國(guó)內(nèi)外有 2 種。一種是瑞士Rieter(立達(dá))公司G33細(xì)紗機(jī)上采用空氣冷卻方式將所有電機(jī)變頻器產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻罩吸走,并通過(guò)導(dǎo)向熱交換器直接排向空調(diào)系統(tǒng)排氣管,使空調(diào)熱負(fù)荷大幅度降低。另一種是我國(guó)研制的水冷方式,電機(jī)外層有密封水冷卻裝置并經(jīng)冷卻塔冷卻循環(huán)使用。
2.2.4輔機(jī)部分
(1)細(xì)紗巡回式吹吸風(fēng)裝置節(jié)電措施
①不少企業(yè) 1 臺(tái)細(xì)紗機(jī) 1 套吹吸風(fēng)裝置,如合理安排 2 臺(tái)細(xì)紗機(jī)配 1 套吹吸風(fēng)裝置完全可滿足清潔需要,既節(jié)電又減少投入,一舉兩得,改造后 1 臺(tái)細(xì)紗機(jī)節(jié)約有功功率消耗 0.6 kW,改造 10 萬(wàn)錠可以節(jié)約有功功率消耗 130 kW,年節(jié)約電能消耗 48 萬(wàn)元左右,同時(shí)可以降低吹吸清潔器的備件消耗量。
②有些企業(yè)因機(jī)臺(tái)排列及空間問(wèn)題上述方案不易實(shí)施,但可將巡回運(yùn)行連續(xù)走動(dòng)改為每運(yùn)行 6 min一個(gè)來(lái)回,設(shè)定等待時(shí)間 2 min,不要小看這 2 min,一天下來(lái)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間減少 5.75 h(23 h計(jì)),每臺(tái)一天節(jié)電 6.325 kW,1 年 1 臺(tái)車節(jié)電 2 214 kW,再次證明節(jié)電要從一點(diǎn)一滴抓起,效果顯著。
(2)細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)改造
JGXM – 2細(xì)紗機(jī)節(jié)能專用風(fēng)機(jī)是山東金光集團(tuán)今年新推出的,主要用于細(xì)紗機(jī)吸棉,由于風(fēng)機(jī)的葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)改變(采用帶蝸殼結(jié)構(gòu)),大大提高了風(fēng)機(jī)的負(fù)壓利用率,在保證負(fù)壓值的前提下標(biāo)配吸風(fēng)電機(jī)功率從 2.2 kW減小到 1.1 kW。該吸棉風(fēng)機(jī)具有空氣動(dòng)力性能良好、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、裝卸方便、耗能低等特點(diǎn)。根據(jù)測(cè)試結(jié)果,使用JGXM型細(xì)紗機(jī)節(jié)能專用風(fēng)機(jī)每小時(shí)節(jié)電 0.6 kW?h。
(3)照明節(jié)能燈。國(guó)家政府鼓勵(lì)使用節(jié)能電燈,可通過(guò)相關(guān)部門咨詢優(yōu)惠政策,LD半導(dǎo)體晶體長(zhǎng)壽節(jié)能燈是未來(lái)的經(jīng)濟(jì)照明燈,每套節(jié)能型熒光燈可節(jié)約電能 9 W(改造前每套功率 36+8 W,改造后 30+5 W)。
(4)空壓機(jī)。通常企業(yè)空壓機(jī)采取混網(wǎng)供氣,管道錯(cuò)綜復(fù)雜,不僅氣耗大,漏氣點(diǎn)多且生產(chǎn)設(shè)備壓力得不到保障。如改為分網(wǎng),有針對(duì)性科學(xué)供氣則可克服上述缺點(diǎn)。
(5)空調(diào)采用綜合技術(shù)節(jié)電??照{(diào)設(shè)備用電量約占企業(yè)總用電量的 20% 左右,總用水量 80%??照{(diào)節(jié)電潛力較大,以下節(jié)電措施可考慮選用:
①空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)將傳統(tǒng)上送下回改為下送上回,可使處理后空氣不必克服車間上部相對(duì)高溫區(qū)而直接送至設(shè)備底部進(jìn)入工作面,使參數(shù)得到保證。據(jù)綜合測(cè)試節(jié)能可達(dá)到 30% 以上。
②我國(guó)尚有大量老型號(hào)風(fēng)機(jī)、離心泵,耗能大、效率低,應(yīng)盡快淘汰這些老產(chǎn)品,采用高效噴霧風(fēng)機(jī),具“低水氣化、高飽和度、小風(fēng)量”技術(shù)特點(diǎn),霧化好,霧水量?jī)H為噴淋水的 1/10,處理風(fēng)量減小 1/3,較傳統(tǒng)節(jié)電 20% 以上,適合水少地區(qū)推廣。
③風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)電 30% 左右。
④低淡水與循環(huán)水合理使用。
⑤回風(fēng)綜合使用,重視前紡清梳設(shè)備工藝排風(fēng)利用。
3對(duì)紡織節(jié)能減排的展望
(1)紡機(jī)廠新機(jī)設(shè)計(jì)重點(diǎn)要考慮低能耗先決條件,紡機(jī)行業(yè)推出設(shè)備要求應(yīng)做到三高兩低,即高質(zhì)量、高效率、高產(chǎn)量;低(原料、材料、物料)消耗、低能耗。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)選器材,廣泛運(yùn)用節(jié)能高效電機(jī)和變頻器。
(2)紡紗環(huán)錠紡技術(shù)如何解決單產(chǎn)高、質(zhì)量品質(zhì)好、能耗性價(jià)比好,引起當(dāng)前紡紗同仁高度關(guān)注。緊密紡紗質(zhì)量指標(biāo)上乘但單錠能耗偏高,制約了一些企業(yè)望而生畏;而高效工藝在一些中支紗要求不算高的質(zhì)量上效果不錯(cuò),如何減少前紡設(shè)備配制,細(xì)紗上除毛羽外其他質(zhì)量指標(biāo)均較好,但重定量紡細(xì)支紗牽伸倍數(shù)過(guò)大,毛羽及紗疵增加機(jī)會(huì)較多;目前中高檔精梳紗對(duì)毛羽、紗疵要求則達(dá)到十分苛刻的程度。當(dāng)然,有人提出可用緊密紡相結(jié)合,但在重定量、重加壓、大牽伸條件下,現(xiàn)階段紡紗器材長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠性、成本投入性價(jià)比、質(zhì)量綜合指標(biāo)與客戶實(shí)物質(zhì)量要求、品種適應(yīng)性等還需探索。
(3)紡紗單機(jī)臺(tái)設(shè)備多、流程長(zhǎng),縮短流程為聯(lián)合一體化是紡紗科技人員的心愿。轉(zhuǎn)杯紡流程比環(huán)錠紗率先縮短,對(duì)原材料要求降到最低,只要環(huán)錠紡不可用的棉花,在轉(zhuǎn)杯紡上找到可用之處,節(jié)能降耗明顯。而環(huán)錠紗上紡精梳產(chǎn)品時(shí)由原二道減為一道,質(zhì)量并未影響,能否再減?國(guó)外超大牽伸已產(chǎn)業(yè)化,RingCan的出現(xiàn)拋掉了粗紗機(jī),但在我國(guó)卻未有市場(chǎng)。粗細(xì)絡(luò)聯(lián)成為當(dāng)今時(shí)髦,但粗細(xì)聯(lián)仍過(guò)復(fù)雜,投資不少。細(xì)絡(luò)聯(lián)雖容易上馬,但也有一些品種翻改頻繁,并不很適宜。并捻聯(lián)合機(jī)對(duì)一些產(chǎn)品要求不高的廠倒是不錯(cuò)的選擇。賽絡(luò)紡、賽絡(luò)菲爾紡具有股線特性,用于一些產(chǎn)品上,其性價(jià)比也是不錯(cuò)的選擇。
(4)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)新。各專業(yè)高等院校作為帶頭人,與節(jié)能產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)、使用企業(yè)形成產(chǎn)學(xué)研一體,高校成果產(chǎn)業(yè)化,是衡量高???jī)效主要評(píng)判,促進(jìn)高校參與市場(chǎng),參與國(guó)家大型節(jié)能項(xiàng)目。
(5)國(guó)家對(duì)節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)予以免稅及授予國(guó)家相應(yīng)榮譽(yù)稱號(hào)。
(6)我國(guó)中科院及高校密切跟蹤國(guó)際先進(jìn)節(jié)能與能源開(kāi)發(fā)新技術(shù),把納米技術(shù)、微電子技術(shù)、稀土應(yīng)用、熱處理技術(shù)及其他邊緣學(xué)科交融一起,盡早形成自身的核心技術(shù)造福人類。