喷气织机是耗能大户,理论研究和生产实践都表明,主、辅喷嘴引纬中的耗气量总和约是总耗气量的90%,其中辅喷嘴耗气量约占总耗气量的70%。优化引纬上机参数,选用具有良好节能性能的主、辅喷嘴元器件,自然成了降低能耗的关键,亦是节能效果易显现之处。改造传统的供气系统,对空压机实施变频调速尚存在较大的节能空间,已有不少成功例子,值得推广。此外,对于喷气织机制造厂,如能应用RTC纬时实时控制系统和主驱动采用Sumo开关磁阻电机等技术也不失为一种节能的好措施。
喷气织机耗能分析
在实际工作中,供气系统是按最大工作负荷设计的,在系统中预设管网压力值,系统将自动根据预设压力值的下限与上限,进行自动加载与卸载,来满足喷气织机用气需要。但系统的这种控制方式将带来诸多问题,如螺杆式空压机气量的供求关系主要表现为排气压力的变化,当排气量正好满足生产用气量要求时,储气压力保持不变,但由于生产用气量的不均衡,而装机容量须根据生产最大用气量并留有余量设计,因此实际运行中,空压机供气量远大于实际用气量,若空压机仍恒速运转,则储气罐内的气体压力越来越大,直至罐内压力上升达到设定最大压力值。
在加载、卸载供气控制方式下,空压机所浪费的能量主要由压缩空气压力超过最小压力值所消耗的能量、卸载时调节方法不合理所消耗的能量两个部分组成。
在压力达到最小压力值后,原控制方式决定其压力会继续上升(直到最大压力值),这一过程同样是一个耗能过程。通常情况下,当压力达到最大压力值时,空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,但其用电量仍为满负荷的30%~50%。同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。又因为空压机是转动贯量负荷,电机空载起动时所需的功率大致相当满载运行所耗能的2~3倍,启动运行时间为50s~60s,频繁起动控制排气量,对电网冲击大,能耗明显增加,这部分电能白白浪费掉了。上述供气系统存在的问题恰恰说明节能还存在较大的空间,只要措施得当,节能完全可行,且收益可观。
从理论上说,只要是传输都会存在压力降,降低压力降有利于节能降耗。研究表明,压力降增加0.01MPa时,功耗相应增加0.3%~0.5%。对任何一台空压机,每年增加的功耗相当大,油分离器、精密过滤器、干燥机是压力降增加的主要环节,虽然纺织企业适时更换油分离器、精密过滤器、定时清理干燥机空气通道,尽管会增加一些耗材成本,但这对节能降耗是有益的。
优化喷气引纬工艺
调节主喷嘴的最佳位置及气压。主喷嘴位置安装不良,会使它射出的气流扩散加剧,影响纬纱稳定进入梭口,增加用气量。主喷嘴压力必须根据使用纬纱的纤维材料、线密度、幅宽、车速等综合考虑。在满足纬纱正常飞行要求的前提下减小主喷压力,既可节约耗气,也可以使纬纱飞行速度降低,延长纬纱飞行角,减小纬纱在飞行过程中承受的张力,满足纬纱单强的要求。生产实践中主喷嘴压力一般在0.4MPa左右。
在引纬过程中,既要使辅助喷嘴的气流速度大于纬纱的初速度,还要使纬纱的头端始终处于高速气流的作用下,使其保持伸直状态。这就要求辅喷气压大于主喷气压,同时还要随着纬纱头端向前飞行,辅助喷嘴要循序开闭供气阀门,这样才不会使纬纱产生前拥后挤的现象。在不出现纬缩的情况下,应尽可能减少辅喷压力,以达到降低纬纱断头、节约耗气的目的。实际生产中辅喷压力通常为主喷压力加0.05~0.1MPa。
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