喷气织机用气系统的节能改造

郑其强,王建环,刘润胜,张立霞,韩翠梅

(帛方纺织有限公司,山东 潍坊 261041)

0 引言

随着经济的飞速发展,能耗成为制约我国经济可持续发展的瓶颈,节能减排迫在眉睫。纺织工业作为资源依赖型产业,能源消耗较大,在建设节约型社会的大局中占有重要地位。织造作为纺织生产的重要工序,其节能减排不容忽视,尤其喷气织机压缩空气的消耗占织机能源消耗的60%～70%,如何降低其压缩空气的消耗和供气压力,成为喷气织机车间节能努力的主要方向。

帛方纺织有限公司(下称“帛方公司”)现有喷气织机320台,原空压机是美国寿力公司的产品,使用年限较久,经测算其气电比为0.115(kW·h)/m3～0.120(k W·h)/m3,产气成本过高。不同型号美国寿力空压机气电比对比见表1。

表1 不同型号美国寿力空压机气电比对比

随着技术的提升,部分国产空压机的节能效果显著,经测算其气电比为0.08(k W·h)/m3～0.09(k W·h)/m3,节电率约为30%。此外,帛方公司积极组织技术人员对节能型纺织器材专件进行试用,并结合织造工艺调试,以降低喷气织机车间的用气消耗,实现节能目的。在此,笔者对帛方公司喷气织机用气系统节能改造的经验进行分享。

1 喷气织机用气系统节能改造

2017年,帛方公司对喷气织机用气系统的空压机、压缩空气管道和喷气织机气路等进行综合性节能升级改造。

1.1 空压机改造

1.1.1 选用新型节能空压机

新型节能空压机采用了永磁电机、双极压缩和变频控制等节能技术[1]。其具有以下优点。

a) 去掉了励磁线圈的永磁电机,运行初期无需消耗大量电能,可直接靠其本身的永磁体快速启动,从而实现节能。

b) 双级压缩技术是先低扭矩启动,达到一定压力后再启动二级压缩,以防止空压机启动时扭矩过大而造成能源大量消耗;双级压缩方式比单级压缩方式的工作温度低,趋于等温压缩,节能率约为8%;每级压缩比低至3∶1,内泄漏减少,容积效率提升约为15%。

c) 变频控制系统在空压机达到一定的排气压力后,通过降低空压机运行频率可减小电机运行的电流消耗;利于空气压力的自动调节,可减少加载与卸载频次,稳定管道压力。

1.1.2 优化空压机房管道

采取母管并联方式对空压机房内管道进行优化组合,可根据季节不同合理调整干燥机。

改造后节能率约为29.5%,全年可节约电费约为240万元。

1.2 空压管道改造

帛方公司原有的空压供气管道采用镀锌管、地下直埋方式,由于运行时间较长,压缩空气内的水分锈蚀管道,造成管道“跑、冒、滴、漏”问题频现,导致运营成本增加[2]。因此,采用新型铝合金节能超级管道对供气管道进行改造。该管道具有低摩擦因数、光滑内表面优势,采用全通径连接方式,并对内部导流等进行优化设计,能降低空气流动阻力,确保管道内的高流量,使管道压降减小到最低,以减小空压机的排气压力,从而降低空压机的用电量,节能率约为5%,全年约节约费用25万元。

1.3 节能喷嘴的使用及工艺改造

1.3.1 采用新型节能喷嘴

新型节能喷嘴采用减小喷嘴直径,提高喷射高度的方法修正气流方向,调整气流喷射角度,利用小气压提升喷射力度,达到节能的目的[3]。2017年,帛方公司升级改造所有喷气织机喷嘴,测算节气率约为10%,全年节约用气支出约为85万元。

1.3.2 工艺改造

调整修正喷气织机的供气工艺参数,将管道压力由原来的0.5 MPa降低为0.4 MPa;测算节气率约为8%,全年节约用气费用约为60万元。

2 改造后的节能效果

通过对空压机、压缩空气管道、喷气织机气路等进行改造,选用节能设备和器材专件,并对生产工艺进行部分调整,达到降低喷气织机用气消耗和空压机用电消耗的目的。改造前、后空压机供气系统的用气和耗电对比见表2。

由表2可知,空压机平均气电比由改造前的0.109170(kW·h)/m3变为0.081425(kW·h)/m3,节电率为25.41%;平均百米用气量由改造前的691.284 m3变为543.259 m3,节气率为21.41%,节能效果显著。

表2 改造前后空压机供气系统的用气和耗电对比

3 加强管理

经公司财务部门和生产部门核算,全年可节约用气费用约为410万元,经济效益可观,后续仍需加强管理。因此,帛方公司制定了管理考核机制,将某些标准做法形成工作法,如《织布车间用气消耗考核制度》《织布车间各轮班、各工段用气管理办法》《织布车间用气工艺调整工作法》等,在公司内部发布并执行,以持续优化用气系统节能升级改造。

4 结语

通过对空压机、压缩空气管道、喷气织机气路等进行改造,选用节能设备及器材专件,并对生产工艺进行部分调整,降低了喷气织机用气和空压机用电的消耗。改造投资金额为320万元,全年节约用电量为607万k W·h,约节约电费410万元,即不到一年便可收回全年投资成本,且该投资在5年内属一次性投资,节能效果可观,已被列入中国棉纺织行业《节能减排技术暨创新应用目录》第五批。