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    • 紡機設備面臨節能挑戰
    • 2014-7-14

    目前,自動化、智能化紡機裝備對緩解人力資源成本壓力、提升產品質量的作用日漸明顯,因此也得到了紡織用戶企業的廣泛關注。但行業內的專家普遍認為,紡織設備在追求自動化、高速度、高產量的同時,更應該關注節能問題。

    關注節能正當其時

    在日前舉行的第十二屆亞洲紡織會議暨2013中國紡織學術年會上,德國亞琛工業大學(RWTHAachen)紡織技術研究所的Thomas Gries教授作了題目為《紡織生產中的能源效率——最佳實踐與超越先進水平》的主題報告。他在報告中提出,在紡織設備的設計和使用過程中,生產者應該關注能源效率的問題。

    Thomas Gries認為,對于紡織工業來說,能源是成本的決定性因素,因此能源效率是紡織設備銷售過程中最重要的問題之一。他介紹了紡織工業能源效率的發展趨勢,包括高能效驅動系統、能源回收和先進工藝控制等技術,并解讀了一些先進紡織裝備應用這些技術的案例。他認為提高能源效率不僅是出于節約成本的考慮,也是關乎未來發展的重要問題。

    上海市紡織工程學會高級工程師洪海滄介紹,目前江蘇省已經出現一些外國客商要求出口企業標明產品單位產量能耗的現象。等到這種要求越來越多的時候,國內的紡織企業再試圖跟上這種要求,就顯得有些措手不及了。

    在談到織機節能問題時,洪海滄認為,噴氣織機最大的問題就是怎樣降低能耗。生產同類產品,使用劍桿織機要比使用噴氣織機節約能耗30%。噴氣織機約70%的能源消耗都用于供氣系統工作。在目前供氣系統的工作模式下,噴氣織機減少能耗的難度很大。

    自動化降低單產能耗

    自動化設備需要增設控制系統,配置更多的電機、變頻器,這些會增加能耗;粗細聯、細絡聯的傳輸系統要有動力驅動,也會增加能耗;設備產量的提高需要電機具有更高的功率,更會增加能耗。但中國紡織機械器材協會副理事長祝憲民認為,設備的自動化程度高了,從表面上看會帶來能耗的增加,但是平均到單位產量上,可能能源消耗并沒有增加。

    武漢紡織大學紡織纖維及制品教育部重點實驗室也進行了一項關于傳統紡織設備與新型自動化紡織設備能耗對比的調查,證明了自動化紡織設備在節約能耗方面的優勢。

    研究人員在湖北利美紡織有限公司進行了對比試驗。利美紡織擁有兩條3萬錠的生產線,一條是K45緊密紡生產線,一條是傳統的普梳棉紡生產線,分別生產100英支和45英支的純棉紗線。研究人員將兩種純棉紗的能耗折合成21英支純棉紗的公斤紗能耗。K45緊密紡生產線的公斤紗能耗為0.8499千瓦,傳統普梳棉紡生產的公斤紗能耗為1.112千瓦。因此研究人員認為使用新型自動化紡織設備雖然會增加能耗,但也會提高產量、提升紗線質量。通過折合成標準紗的方式進行對比,新型自動化紡織設備在節能方面仍然具有優勢。

    除了對比整條生產線的能耗,研究人員還對單臺設備和連續生產系統進行了能耗比較。研究人員張會娟介紹,現代清梳聯系統與傳統開清——梳棉生產線相比,前者的占地面積更小、空氣消耗和能源消耗更低。在三種不同型號梳棉機的能耗對比試驗中,現代高產梳棉機生產每千克棉條的能耗是82.6千瓦·時,而傳統梳棉機則分別為102.0千瓦·時、98.6千瓦·時。因為速度有所提高,所以現代工藝更加節能。

    智能化是節能出路

    對于紡織設備節能未來發展方向的問題,祝憲民認為繼續向智能化發展是出路。他認為節能也是設備智能化追求的一個目標。比如,目前有些設備雖然不工作,但仍然要保持運轉狀態,這是為了防止設備開機后不能正常運轉,而在這個過程中就有能源消耗。如果設備實現更高水平的智能化,那就能夠在不需要運轉時完全停掉,等到需要運轉時提前進行預熱,就可以達到節能的效果。

    作為耗能大戶的噴氣織機,目前主要采用對引緯過程進行動態、精確控制的方式,控制主噴嘴和輔助噴嘴電磁閥的開、閉時間及其導通噴氣的時間長短,從而達到節能的目的。目前引緯過程動態控制節能技術有:對引緯過程實施閉環控制,提高探緯精度;采用較低氣壓引緯技術,使緯紗低張力柔和引緯,以降低耗氣量;改進噴嘴結構,提高氣流的集中性,降低耗氣量;采用多個氣包分別給主、輔噴嘴供氣;采用存儲不同氣壓壓縮空氣的輔氣包,用于差異大的緯紗織造,使每次引緯的主噴嘴壓力可調,輔噴嘴可進行二段氣壓自動切換;選擇高敏小容腔電磁閥,縮短氣路、優化電磁閥控制噴嘴數等措施達到節能的目的。

    洪海滄介紹,瑞士蘇爾壽前年推出的A9500型噴氣織機可以緯紗入口處檢測緯紗的飛行速度,并在當緯對輔助噴嘴的開閉時間做出調整,可以節約25%的耗氣量。目前,日產和國產的織機還很難做到這一點,大多數都是在第二緯做出調整。這項技術就要求織機的檢測機構快速檢測、控制系統快速反應、設備進行快速處理。在這三個方面實現更高的自動化、智能化,就可以使噴氣織機的能耗進一步降低。

    在紹興盛普電子科技有限公司基于S3C2416的倍捻機智慧節能控制系統中,傳統倍捻機使用的感應電機被永磁交流同步伺服電機取代,達到了一定的節能效果。通過控制器的控制,電機啟動和制動時對電網的影響有所減少,驅動器還可以使電機的負載恒定,減少能源的損耗。


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