李志成 陳紀(jì)玲
(1.佛山齊豐華紡織有限公司,廣東佛山,510165;2.廣州大學(xué),廣東廣州,528000)
眾所周知,空調(diào)除塵對紡紗質(zhì)量有很大的影響,故業(yè)內(nèi)流傳有“空調(diào)除塵是紡紗半條命”的講法。若生產(chǎn)車間空調(diào)除塵調(diào)控不當(dāng),易造成棉紗條干不良、強力偏低、棉結(jié)增加、飛花紗疵高等質(zhì)量問題,嚴重時甚至產(chǎn)生黏纏現(xiàn)象,影響生產(chǎn)的順利進行。本文結(jié)合實例,分析空調(diào)除塵對紡紗質(zhì)量的影響,并提出相應(yīng)的調(diào)控措施及注意事項,供大家參考。
紡紗生產(chǎn)時,車間溫濕度必須控制在合理范圍,才能保障纖維原料和機件器材的良好性能和形態(tài),保證正常紡紗的進行和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。如果溫濕度超出一定的范圍,不但影響纖維和專件器材的紡紗性能,還會影響到紡紗的順利進行,造成突發(fā)性質(zhì)量問題。實踐表明,如果車間溫濕度控制不合理,會使梳棉工序分梳困難、生條棉結(jié)雜質(zhì)和短絨增多,對并條、粗紗、細紗等工序則會造成牽伸困難、棉紗條干和棉結(jié)惡化等質(zhì)量問題。不同溫濕度條件下生產(chǎn)的粗紗在同一細紗機生產(chǎn)C 14.6 tex紗,紗線條干和棉結(jié)質(zhì)量對比見表1。
從表1數(shù)據(jù)可以看出,粗紗工序在溫度14 ℃、相對濕度85%條件下生產(chǎn)的紗線質(zhì)量最差,條干CV值最高,粗細節(jié)及棉結(jié)也最多;而在25 ℃、相對濕度57%條件下生產(chǎn)的紗線質(zhì)量最好,條干CV值最低,粗細節(jié)及棉結(jié)也最少。所以粗紗車間溫度越低、相對濕度越大,生產(chǎn)的棉紗條干和棉結(jié)指標(biāo)質(zhì)量也越差。這是因為當(dāng)車間溫度過低、相對濕度過大時,纖維發(fā)硬、表面發(fā)澀,梳棉難于分梳,粗紗、細紗牽伸不暢,造成粗細節(jié)多,棉紗條干變差,部分短小粗節(jié)被刮起變成棉結(jié),使棉結(jié)數(shù)量也增加。另外,如果粗紗車間溫度過低,與細紗車間相差過大,還可能造成粗紗被輸送到細紗車間后表面產(chǎn)生冷凝水,更加影響細紗牽伸,導(dǎo)致棉紗條干和棉結(jié)的急劇惡化。
車間溫濕度不僅影響棉紗的條干和棉結(jié),還對棉紗回潮率和強力產(chǎn)生較大影響,特別是純棉品種。表2為細紗工序在不同溫濕度條件下生產(chǎn)的不同品種純棉紗強力和回潮率對比。
表1 不同溫濕度條件下生產(chǎn)的粗紗所紡細紗的質(zhì)量比較
粗紗工序溫濕度條干CV值/%-50%細節(jié)/個·km-1+50%粗節(jié)/個·km-1+200%棉結(jié)/個·km-1溫度14 ℃,相對濕度85%溫度19 ℃,相對濕度57%溫度25 ℃,相對濕度57%15.0014.9314.74111081039165168150116
表2 細紗工序不同溫濕度條件下生產(chǎn)的管紗回潮率和強力對比
車間溫濕度回潮率/%集聚紡JC 11.7 tex紗 JC 14.6 tex紗強力/cN集聚紡JC 11.7 tex紗 JC 14.6 tex紗溫度31 ℃,相對濕度 55%溫度31 ℃,相對濕度62%5.86.35.76.4187199200225
從表2可以看出,當(dāng)細紗車間相對濕度從55%調(diào)整為62%時, 兩個品種棉紗的回潮率都有顯著的增加,紗線強力也明顯增加,幅度在10%上下。這是因為車間相對濕度增大,棉紗回潮率提高,纖維表面摩擦因數(shù)增加,同時纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化,從而提高棉紗強力。所以說空調(diào)對棉紗的回潮、強力等質(zhì)量有較大的影響。
另外,車間溫濕度對車間生產(chǎn)的影響也不容忽視。車間溫度過高或相對濕度過大容易造成纖維纏羅拉膠輥和牽伸出“硬頭”等,而溫度和相對濕度過低則會使纖維變脆,強力偏低,從而導(dǎo)致生產(chǎn)斷頭和飛花、疵點增多的問題。因此,要保證正常生產(chǎn)和提升紗線質(zhì)量,必須對生產(chǎn)車間空調(diào)的溫濕度進行有效控制和調(diào)節(jié)[1-2]。
合理的車間溫濕度環(huán)境有利于紡紗生產(chǎn)的順利進行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與提高,在設(shè)定各工序溫濕度時必須與生產(chǎn)原料、生產(chǎn)品種及設(shè)備專件等相適應(yīng)。
2.1.1各工序相對濕度的控制
一般情況下生產(chǎn)純棉品種時各工序的相對濕度可控制在以下范圍:清棉55%~65%,梳棉50%~60%,精梳50%~55%,并粗55%~60%,細紗50%~60%,絡(luò)筒65%~75%。當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境和原料質(zhì)量等發(fā)生較大變化時,相對濕度也需作相應(yīng)調(diào)整,特別是以下兩種情況。
(1)原棉含糖或化纖含油率較高。如果生產(chǎn)使用的原棉含糖或化纖含油率較高時,車間相對濕度要偏小掌握為宜,這樣更有利于紡紗生產(chǎn)的順利進行和紗線質(zhì)量的提高。例如,某廠生產(chǎn)賽絡(luò)紡J T/C 65/35 18.6 tex半精梳紗時,滌綸原料含油率較高,達0.21%,而使用日期與生產(chǎn)日期又相近,油劑尚未充分滲透,所以紡紗生產(chǎn)出現(xiàn)黏纏和條干棉結(jié)等質(zhì)量變差的問題。后來把各工序的相對濕度適當(dāng)降低,梳棉工序相對濕度由原來60%調(diào)低為53%,并粗工序相對濕度由原來60%調(diào)低到55%,紗線質(zhì)量有了一定的提高,成紗條干CV值和棉結(jié)下降明顯,粗節(jié)也有一定的改善。相對濕度調(diào)整前、后的成紗質(zhì)量數(shù)據(jù)對比如下。
相對濕度 調(diào)整前 調(diào)整后
條干CV值/% 11.42 11.02
-50%細節(jié)/個·km-10 0
+50%粗節(jié)/個·km-115 13
+200%棉結(jié)/個·km-140 35
(2)原料和半制品回潮率過高或過低。原料和半制品的回潮對紡紗生產(chǎn)及質(zhì)量都有很大影響,適當(dāng)?shù)幕爻甭适潜U细鞣矫尜|(zhì)量的基礎(chǔ)。當(dāng)回潮率超出一定范圍時,很容易造成紡紗質(zhì)量的波動。比如說回潮太低時,容易出現(xiàn)飛花多、紗疵高、成紗毛羽大等質(zhì)量問題;當(dāng)回潮太高時,清棉、梳棉和精梳工序則會出現(xiàn)梳理困難、開松除雜效率低等情況,粗紗細紗工序也會出現(xiàn)牽伸困難,造成棉紗條干和棉結(jié)質(zhì)量惡化。
原料和半制品的回潮率與車間的溫濕度環(huán)境有著直接的關(guān)系,當(dāng)回潮率出現(xiàn)異常時需對車間溫濕度進行必要的調(diào)整。通常,紡純棉品種時各工序原料和半制品回潮率控制在以下范圍為宜:清棉和原棉6.5%~8.0%,梳棉5.0%~6.5%,精梳5.0%~6.0%,并粗5.5%~6.5%,細紗5.0%~5.8%,絡(luò)筒6%~7%。當(dāng)半制品回潮率連續(xù)一段時間超出以上范圍時,就需要相應(yīng)調(diào)高或調(diào)低車間的相對濕度。例如一些位于較寒冷地帶的紡紗企業(yè),在冬季當(dāng)原棉從倉庫或室外送入車間時,棉包內(nèi)外都會產(chǎn)生大量冷凝水,從而造成原棉和半制品回潮偏大。某企業(yè)在冬季對室外原棉、分級室原棉、抓棉臺原棉、筵棉以及生條回潮率檢測的實際數(shù)據(jù)如下:室外原棉5.8%~6.2%,車間原棉8.5%,抓棉原棉7.7%,車間筵棉7.3%,車間生條6.8%。
可以看出,由于原棉和半制品回潮率偏大,給生產(chǎn)帶來很大問題,比如清梳開松、梳理、除雜困難,生條和成紗棉結(jié)大幅增加,甚至生產(chǎn)中出現(xiàn)黏纏現(xiàn)象。這時就需要對車間的相對濕度進行調(diào)整。后來該企業(yè)把清棉和梳棉車間相對濕度由原來的58%~60%調(diào)低為50%~52%,同時把原棉在車間的平衡時間由原來的24 h增加到48 h以上,基本解決了黏纏問題,成紗條干和棉結(jié)質(zhì)量也有較大改善。清梳車間相對濕度調(diào)整前后的成紗質(zhì)量比較如下,品種JC 14.6 tex集聚賽絡(luò)紗。
相對濕度 調(diào)整前 調(diào)整后
條干CV值/% 11.30 11.17
-50%細節(jié)/個·km-10 0
+50%粗節(jié)/個·km-18 6
+200%棉結(jié)/個·km-131 24
實際生產(chǎn)中對車間相對濕度進行調(diào)整還要注意以下兩點:第一,調(diào)節(jié)幅度不宜過大過急,應(yīng)勤調(diào)少調(diào),否則容易引發(fā)大面積突發(fā)性質(zhì)量波動。第二,因半制品的回潮率不僅受環(huán)境溫濕度影響,還和放置時間長短有關(guān),因此車間溫濕度的調(diào)節(jié)應(yīng)與半制品的放置時間結(jié)合考慮,以收到更好的效果。例如,當(dāng)筒紗回潮較低而影響棉紗的包裝配重時,可把絡(luò)筒車間相對濕度調(diào)大些,同時把管紗在絡(luò)筒車間放置一個班后再進行絡(luò)筒生產(chǎn),對于純棉品種的筒紗回潮率可比細紗增加1個百分點到1.5個百分點[3]。
2.1.2各工序溫度的控制
相對于相對濕度來講,車間各工序溫度的控制范圍較寬松,但也要避免溫度過高或過低。溫度過高易使棉蠟熔化產(chǎn)生黏纏現(xiàn)象,溫度過低易使纖維硬脆、強力偏低,也不利于紡紗。一般來說,各工序的溫度控制在20 ℃至33 ℃之間比較適宜。
通常情況下,一般紡紗廠只要車間空調(diào)制冷設(shè)備配置充足而且調(diào)節(jié)得當(dāng),上述溫度范圍的控制是比較容易實現(xiàn)的。但針對一些特殊情況,溫度控制也有一定難度,需要采取一些特殊措施。比如在一些寒冷地區(qū),發(fā)熱量少、占地面積較大或者開臺率低的清棉、并粗、精梳、絡(luò)筒等工序,冬季車間溫度有時很難達到20 ℃以上的要求。這時除了做好各種保溫措施之外,對于空調(diào)沒有加熱裝置的工廠還可以通過加裝風(fēng)道適當(dāng)借用其他發(fā)熱量大的車間回風(fēng)來提高車間的溫度。比如清棉工序可以借用梳棉的除塵風(fēng),并粗和絡(luò)筒工序可以借用細紗的電機排風(fēng)來提高車間的溫度等。但借風(fēng)時需要注意,借用的回風(fēng)如果不經(jīng)過空調(diào)噴淋室處理直接使用時,需要計算借用回風(fēng)的空氣含水量必須與本車間的溫濕度相匹配,否則即使把車間溫度提升上去,也會出現(xiàn)相對濕度偏低或偏高的現(xiàn)象,從而帶來其他生產(chǎn)問題。
各工序溫濕度除了要控制在適當(dāng)范圍,還要在空間和時間上保持均勻穩(wěn)定。比如說同一車間各個區(qū)域、一天早中晚各個時段、甚至一年中各個季節(jié)的溫濕度都要保持穩(wěn)定,才更有利于生產(chǎn)和質(zhì)量的穩(wěn)定。為此,可采用以下措施。
2.2.1日常調(diào)節(jié)要勤調(diào)少調(diào)
日常工作中,空調(diào)工要密切關(guān)注室內(nèi)外溫濕度的變化情況,及時進行調(diào)節(jié),同時每次調(diào)節(jié)幅度不宜過大,勤調(diào)少調(diào),以免出現(xiàn)大幅波動。有條件的企業(yè)最好采用空調(diào)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng),對于比較老舊的企業(yè),可把送風(fēng)改造為變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng),以利于勤調(diào)少調(diào)。另外,日常除對室內(nèi)外溫濕度變化進行監(jiān)測外,最好同時監(jiān)測空調(diào)送風(fēng)室的送風(fēng)狀態(tài),密切注意送風(fēng)溫濕度變化情況,以便更及時地進行調(diào)節(jié),保證車間溫濕度的穩(wěn)定。
2.2.2低溫季節(jié)適當(dāng)提高車間溫度
對于北方的紡紗廠,春冬兩季天氣寒冷多變,可適當(dāng)提高車間溫度,以利車間環(huán)境的穩(wěn)定。這是因為溫度適當(dāng)提高,車間熱量大,抵御外界氣溫變化的能力加強,從而減小車間溫濕度波動。另外,適當(dāng)提高車間溫度也可減小車間內(nèi)各區(qū)域溫濕度差異,保持溫濕度的均勻,特別是對有部分設(shè)備停臺的車間更為有利。各車間春冬季的最低溫度,清棉和絡(luò)筒以不低于20 ℃,精梳、并條和粗紗不低于23 ℃,細紗不低于27 ℃為宜。當(dāng)然,車間溫度也不能過高,否則對紗疵有一定的影響[4]。
2.2.3靈活采用車間回風(fēng)
針對春冬季外部氣溫較低多變的特點,空調(diào)靈活采用回風(fēng)也是保持車間溫濕度穩(wěn)定的有效手段?;仫L(fēng)的使用通常有三種,分別是直接回風(fēng)、一次回風(fēng)和二次回風(fēng)。直接回風(fēng)是把比較清潔的除塵風(fēng)不經(jīng)空調(diào)室處理直接回放車間,這種情況適用于發(fā)熱量少、排風(fēng)量大的清棉、梳棉和精梳等車間;一次回風(fēng)是把車間回風(fēng)、地排風(fēng)、工藝排風(fēng)等回流到空調(diào)室經(jīng)噴淋處理后再送回車間,一般應(yīng)用于發(fā)熱量較大的細紗車間;二次回風(fēng)是把車間回風(fēng)、除塵風(fēng)、地排風(fēng)等經(jīng)空調(diào)室二次回風(fēng)道與噴淋室處理后的空氣混和再送回車間,一般用于發(fā)熱量較少的清棉、梳棉、精梳和并粗車間。上述三種回風(fēng)在實際生產(chǎn)中可根據(jù)情況靈活調(diào)節(jié)使用,既可以減少外界新風(fēng)的使用量,又可提高車間溫濕度,增強車間抵預(yù)外界氣候變化的能力,有效穩(wěn)定車間溫濕度。
2.2.4特殊情況采用小風(fēng)量、慢風(fēng)速的送風(fēng)方式
針對北方天氣寒冷多變的春冬季節(jié)和南方地區(qū)的梅雨季節(jié),對發(fā)熱量少的清棉、精梳、并粗等工序采用慢風(fēng)速、小風(fēng)量的送風(fēng)方式也有利于車間溫濕度的穩(wěn)定。因為送風(fēng)量小,不但可提高車間的溫度,而且空調(diào)室使用的外界新風(fēng)量相應(yīng)也少,這兩者都可使車間受外界天氣變化的影響減小,有利于車間溫濕度的均勻穩(wěn)定。特別是有些工序需要中途停機吃飯或搞衛(wèi)生的情況,采用慢風(fēng)速、小風(fēng)量的送風(fēng)方式更為必要,有時甚至要暫停空調(diào)送風(fēng),以減少車間溫濕度的變化。
空調(diào)除了要控制車間溫濕度均勻穩(wěn)定在合理范圍內(nèi),還要控制好車間內(nèi)氣流的正負壓差。正常生產(chǎn)的紡紗車間,通常既有空調(diào)新風(fēng)送入,也有主機設(shè)備的除塵風(fēng)和各種排風(fēng)等排出車間。如果空調(diào)從室外送入車間的風(fēng)量大于主機設(shè)備排出車間的風(fēng)量,車間氣流就呈正壓;反之,車間氣流呈負壓。出現(xiàn)負壓的車間大多是排風(fēng)量較大的清棉、梳棉、精梳和細紗工序。一般情況下,空調(diào)的送風(fēng)量要略大于車間的排風(fēng)量,也就是車間氣流略顯正壓時比較適宜,這時車間的溫濕度和半制品回潮都比較容易控制在適當(dāng)范圍。需要注意的是,正壓不能過大,否則易導(dǎo)致車間氣流紊亂、飛花多、紗疵高,同時容易影響到其他車間的溫濕度。雖然車間氣流負壓時容易帶來不利影響,比如易受其他車間或外界氣候影響,造成車間溫濕度波動大,不易控制。但在一些特殊情況下,也允許車間有較小的負壓狀態(tài)。比如,夏季時車間氣流負壓會給人帶來涼快感,飛花也較少,有利于減少紗疵;冬季時可有效減少一些鋸齒形廠房車間天窗出現(xiàn)冷凝水的情況,既減少冷凝水滴在生產(chǎn)設(shè)備上造成的設(shè)備損壞,又可避免黏纏現(xiàn)象造成紗疵。同樣需要注意的是,車間氣流負壓不能過大,以防止受到外界天氣的較大影響造成車間溫濕度波動以及出現(xiàn)煤灰紗。
要控制好各車間氣流壓差,除空調(diào)要靈活運用和調(diào)節(jié)新風(fēng)回風(fēng)比例和風(fēng)量外,還要注意主機設(shè)備的各種除塵排風(fēng)、工藝排風(fēng)等,可進行多方向排風(fēng),既可排出室外又可直回車間或空調(diào)室,多管齊下,靈活調(diào)節(jié),才能取得更好的效果[5]。
為了改善車間生產(chǎn)環(huán)境、減少因空調(diào)導(dǎo)致的突發(fā)性大面積生產(chǎn)問題,需要合理設(shè)置空調(diào)送風(fēng)口安裝位置、送風(fēng)口大小和送風(fēng)速度等。
空調(diào)送風(fēng)口位置安裝不當(dāng)或送風(fēng)速度過大,會使車間各區(qū)域溫濕度分布不均勻,易造成棉紗條干、棉結(jié)等質(zhì)量問題,或者生產(chǎn)時黏纏、條子被吹破產(chǎn)生長粗長細等突發(fā)性質(zhì)量問題。有些企業(yè)的精梳、并條和粗紗工序的空調(diào)送風(fēng)口直接對著精梳棉網(wǎng)或者并條粗紗牽伸區(qū)或?qū)l架,風(fēng)速又比較大,造成這些區(qū)域相對濕度增大而產(chǎn)生黏纏和紗疵問題。要解決此類問題,一是要合理設(shè)置送風(fēng)口的安裝位置,條縫形送風(fēng)口處可加裝擋風(fēng)板,避免風(fēng)口直接吹到半制品上;二是控制送風(fēng)速度,以不高于5 m/s為宜。另外,對于設(shè)備安裝密集程度不同的區(qū)域,甚至同一設(shè)備的不同部位如細紗機的機頭、機尾、機中等,由于各處發(fā)熱量不同,需根據(jù)實際情況合理調(diào)節(jié)送風(fēng)口的大小,調(diào)節(jié)各部位的送風(fēng)量,從而控制整個車間溫濕度的均勻。
紡紗生產(chǎn)中為了落棉除雜,清棉、梳棉和精梳等工序需要配置除塵設(shè)備,除塵設(shè)備運行過程中若出現(xiàn)風(fēng)量風(fēng)壓不足等故障,會造成主機設(shè)備排雜口落棉不暢或堵塞,嚴重惡化成紗條干和棉結(jié)雜質(zhì)等。另外,除塵設(shè)備排風(fēng)設(shè)計和使用不當(dāng),又會造成車間氣流負壓大,帶來車間溫濕度難調(diào)節(jié)等問題。以下幾種情況會造成除塵設(shè)備工作不良,影響紡紗生產(chǎn)的順利進行和產(chǎn)品質(zhì)量的提高,要引起我們重視。
有的企業(yè)不按主機設(shè)備的風(fēng)量、風(fēng)壓要求去設(shè)計、配置除塵設(shè)備和風(fēng)機,設(shè)計的管路長、管徑小、阻力大,使除塵設(shè)備工作的風(fēng)量和風(fēng)壓達不到主機設(shè)備要求,造成主落棉點堵塞或不暢,影響主機設(shè)備排雜功能,甚至造成設(shè)備損壞。
除塵排風(fēng)口設(shè)置和使用不良,不但造成除塵設(shè)備排風(fēng)不暢、功能降低,還會造成車間氣流負壓,影響溫濕度的調(diào)節(jié)。例如,除塵排風(fēng)應(yīng)根據(jù)實際情況可向車間、室外和空調(diào)室三個方向靈活排放。而有些企業(yè)的除塵排風(fēng)方向設(shè)計單一,只能排向室外和空調(diào)室兩個方向,有的甚至把多臺除塵排風(fēng)集合起來僅向空調(diào)室一個方向排放。這些不良的排風(fēng)方式存在著以下隱患。第一,在寒冷季節(jié)車間為了保溫,除塵風(fēng)不能排室外而只能排向空調(diào)室,由于除塵排風(fēng)量大,多套除塵的總排風(fēng)量可能遠大于空調(diào)的送風(fēng)量,造成空調(diào)室難以消化大量的除塵風(fēng),引起氣流倒灌,影響除塵設(shè)備吸落棉功能。第二,在炎熱季節(jié)車間為了降溫,除塵熱風(fēng)大量排向室外,這又會造成車間較大負壓,影響車間溫濕度的調(diào)節(jié)。所以,在設(shè)置除塵排風(fēng)口時,最好能向多個方向靈活排放,在實際生產(chǎn)中除塵風(fēng)不但可排向室外和空調(diào)室,還可直接排一部分回車間。這樣一方面可解決因除塵排風(fēng)不暢而影響除塵設(shè)備功能下降的問題,另一方面又可解決因排出車間風(fēng)量太大而產(chǎn)生的車間氣流負壓問題,同時還可以減輕空調(diào)風(fēng)機的送風(fēng)量,從而起到降低能耗的作用。
有的企業(yè)在日常使用中對除塵設(shè)備缺乏維護保養(yǎng),出現(xiàn)一級濾網(wǎng)、二級長毛絨濾料損壞和堵塞,吸塵嘴運行不良和風(fēng)壓過小等問題,造成除塵設(shè)備運行不正常,影響主機設(shè)備的除雜功能。
綜上所述,空調(diào)除塵對紡紗生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量都有很大影響。在生產(chǎn)中要根據(jù)實際情況合理調(diào)節(jié)車間的溫濕度、車間氣流壓差、送風(fēng)口安裝位置和送風(fēng)速度等參數(shù),同時采取多種措施保持車間溫濕度的均勻穩(wěn)定。除塵方面,要科學(xué)設(shè)計、合理配置除塵設(shè)備,采用靈活有效的排風(fēng)方式,加強設(shè)備的日常維護保養(yǎng),以利于紡紗生產(chǎn)的順利進行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提高。