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纺织知识|印染前处理工序的工艺设计及管理(五)
2017-05-09  浏览:27
布艺之家讯:2前处理工序的节能管理

当前印染企业的能源问题十分突出,能源成本已从解放初期占总成本的2%~3%上升到20世纪90年代的10%~15%,目前已上升到50%以上。前处理工序的能耗(包括水耗)几乎占到印染企业总能耗的60%~70%。

在能源的使用过程中,一部分被有效利用,但仍有很大一部分被浪费和损失。节能管理必须弄清楚企业节能的潜力所在,如堵塞“跑、冒、滴、漏”等现象,回用热力管道、印染设备的冷凝水,减少各种机械的摩擦损失等。

2.1印染行业前处理工序的能耗现状

前处理工序的能耗占印染企业总能耗的60%一70%。在能源的形式上,蒸汽占较大比重(总能耗的80%以上),其能耗构成包括加热(蒸汽为主,主要用于烘燥,约占40%)、洗涤(约占30%)、蒸煮(约占15%左右)、高温热处理(约占lO%左右)和其它(5%)。

2.1.1热流程方面

(1)供热系统

①前处理车间用汽与锅炉供汽之间因负荷压力不匹配,造成能源浪费达8%左右。

②冷凝水未回用,造成浪费占7%左右。

这方面若采取适当的措施可减少浪费15%左右。

(2)热输送系统

如蒸汽、热风、热水的跑、冒、滴、漏和散热的损失,这方面能耗的浪费在前处理各工序中占很大比重。

①目前印染厂的泄漏率一般在lO‰以上,有的企业甚至高达20‰以上,而国家规定泄漏率仅2‰以下。按目前印染厂的泄漏率,一年要浪费标煤几百吨,其中70%为前处理工序所浪费。

②各印染厂各自详细检查一下前处理各工序的泄漏点(包括汽管、水管、疏水阀门、法兰、阀门、出水口、蒸箱封口、门窗等),若有500处只允许一处泄漏,如只有200处,则一处都不允许泄漏。

③有资料介绍,一只直径为2 mln的小孔年泄漏的蒸汽(其表压为5 kg/cm2饱和蒸汽)折合标煤达10.34 t,其浪费不可低估。

④一只疏水阀因失灵而泄漏,一年就要浪费标煤9 t;一只较为正常的疏水阀其漏气损失与回水闪蒸损失,大致为蒸汽用量的15%;若不正常时,其热损失更大。

⑤蒸汽管道如不保温,则其散热损失也是巨大的。如长1 m、直径200 mm的半保温管子(管内蒸汽温度为200℃),一年的热损失折合标煤达2.88t;长1 m、直径51 mm的半保温管子,一年的热损失折合标煤达O.3 t。

⑥蒸汽管道的设计和安装不合理造成的浪费也是巨大的。如前处理车问的分汽包设计不合理(总汽管不是中间进而是一头进);分支蒸汽管不是按各机台用汽量来计算管径;蒸汽管道的伸缩弯不是平行安装而是上下安装,伸缩弯下未安装疏水阀;蒸汽管道不是末端稍高的安装;连接用汽设备的管道安装不是在管道上部,而安装在下部甚至在底部,以及机台变动随意接蒸汽管等。

(3)用热系统

按印染加工用能耗分析,烘燥、水洗、蒸煮、湿热和干热处理的能耗占总能耗的70%以上,主要是排液的热损失和管道设备的表面散热损失。

①烘燥机的热耗织物加工的有效热(热效率)为60%左右,其散热损失为40%左右。其中,外壁散热损失为24%左右,泄漏热损失约4%,回汽水热损失约11%,其它损失约1%。若前处理车间有5台烘燥机,则一年浪费能源折合标煤40t左右。

②平洗机的热耗平洗机的有效热(热效率)为50%左右,其散热损失达30%左右,其中开口槽散发热损失占15%,织物加工时离水散发热量损失约占10%,布面散热及其它损失达5%左右。一格80℃的平洗槽散热46 MJ/h,一格90℃的平洗槽散热66.9 MJ/h。如按80℃计算,则一格平洗槽一年散发热量相当于9.4 t标煤;如按6~8格计算,一台开口平洗槽一年散发热量折合50~75 t标煤。一台8格平洗机每小时溢出85℃的热水达9 t,其热量为3 200MJ,经计算每年浪费5万吨热水,折合标煤150多吨。

③用汽设备热效率 目前,前处理用汽设备的热效率最高仅为60%左右,最低竟然只有24%。如圆筒烘燥机为61.15%,平洗机为47.24%,履带平幅煮漂联合机为24.5%。煮布锅的热效率虽高达79%,但采用较少。

(4)热回收系统

蒸汽冷凝后的回汽水和烧碱回收设备的冷凝水,在很多厂家都未加以利用,其热能和水的浪费是十分惊人的。

①如某印整厂前处理车间有4台烘燥机,据有关资料介绍,每小时浪费1.5 t(出151温度为80~100℃)回汽水。这些水含热2 508 MJ,折合标煤17 kg,如能回用,则每年可节约标煤74 t、水8 000 t。

②一套每小时能蒸发5 t水、碱浓度250g/L的烧碱三效蒸发设备,其用汽量为2 t/h左右,水汽比为2.38,排出的冷凝水,一效为2 t/h(86℃),二效为1.46 t/h(75℃),三效为1.79 t/h(52℃),加上抽真空水1.79 t/h(60℃)。上述三效的冷凝水和抽真空水的热值为1 570 MJ/h,折合标煤为53.64 kg/h。如能用好这些余热水,则每年可节约标煤345.6 t。

③余热水的浪费也是惊人的,根据有关资料,漂练用水占全厂用水的50%以上(其中漂练用水约40%,烧碱回收用水约10%),对这部分的余热水,采取措施加以回用,则可节约用水50%以上。

④对平洗机的余热水加以回用(通过热交换器),从废热水(80℃以上)中每小时可回收热量625.5MJ,折合标煤21.35kg,则一台平洗机一年可节约标煤120 t左右。其废热水回收后,水温从80℃降至40~50℃,可再次回用,每年可节水2万多吨、标煤70多吨。

从上述热平衡和热效率的测算资料可知,第一,在前处理加工过程中,烘燥的耗汽量最大,其中绝大部分是用在蒸发水分上,因而设法降低织物的轧余率,可节约大量能源;第二,前处理加工过程中,水洗部分的耗汽量占第二位,故采用低水位逐格蛇形倒流的高效水洗措施,也可节约大量能源;第三,前处理工序中,可采用水一水热交换器来回收排污水的热量,采用加强机体保温措施,以充分利用散热的热量。

2.1.2前处理工序中其它方面

(1)用电方面的浪费如“大马拉小车”,“马拉空车”,长明灯、大灯泡、灯具老化等。

(2)用水方面的浪费 如长流水,水龙头的泄漏和地下管道的损漏等,损失也很大。例如,一只水龙头滴流时要浪费水量1.6 kg/h,线流时要浪费水量17 kg/h,大流时达到670 kg/h,还要消耗电力,至于地下管道的损漏更是无法测算。

(3)计量控制仪表现在很多印染企业不重视检测计量控制仪表,导致织物过烘丽浪费大量蒸汽。此外,由于生产工艺的不合理,过长的生产流程及生产工序中的“冷热病”、“干湿病”(生产中的干湿、冷热反复不断),增加了生产环节中的能源消耗。

(4)设备维修不正常 由于生产不均衡和设备维修的不正常,导致设备经常停歇,启动次数增加,机台常常不能经常处于最佳工作状态。这不仅增加了加热能耗和启动电耗,而且还大大降低生产效率,影响产品质量。这些损失不单是直接能耗,也引起了大量的间接能耗。

(5)热平衡工作据了解,在印染行业中,有不少企业还从未开展过能量平衡工作(热平衡工作),当然也包括前处理车间的热平衡工作。这些企业的领导根本不知道本单位的能耗结构,前处理车间能源浪费根源,浪费了多少,因而很难制订出有效的节能方案和相应的对策。

从上述种种浪费中可看出,印染行业的节能潜力很大,在当前能源紧张的情况下,更显示出抓好当前印染行业节能工作,尤其是前处理工序的节能工作的重要性。

2.2 印染行业前处理工序的节能途径

2.2.1树立可持续发展观,制订科学管理制度

加强管理,通过合理分配使用能源和组织生产,杜绝“跑、冒、滴、漏”现象,节约各种物资消耗,制定科学的管理制度等措施来节约能源。

(1)提高全体职工的节能意识,杜绝“跑、冒、滴、漏”现象,查清前处理车间所有泄漏点,把泄露率降低到2‰以下。

(2)合理安排生产,调整用汽负荷,加强设备维修,确保均衡生产,提高能源利用率。

(3)合理、充分利用能源。目前,有的在印染厂把压力高的蒸汽大量用在低压工艺上,尤其是前处理的酶氧工艺及100℃以下的工艺上,亟需改进;又如能源的多次回收和综合利用,是充分利用能源,提高能源利用率的有效途径,也亟待采用相应技术措施加以实现。

(4)可在前处理车间试点,建立健全三级(厂部、车间、班组)能源管理网,按耗能特点提出节能措施,制成图表,在车间、班组、机台公布;并建立节能责任制,指定班组机台的能耗定额,落实到人,还要设专人进行能耗记录、统计、分析,定期考核,实行奖惩制度;要加强能源的计量管理,完善计量手段,搞好各类汽表、水表、电表等计量仪表的安装、校验和维修,以保证准确计量,有条件的企业可安装工艺参数在线检测的自控装置,使生产工艺稳定在低耗的状态。

2.2.2加强能源管理的各项基础性工作

目前,印染行业中能源管理基础性工作还比较薄弱,可通过加强下列六项基础性工作,以达到前处理节能目标。

(1)加强能源计量工作

计量工作是能源管理的耳目,也是科学管理能源的基础。通过安装计量仪表,健全计量制度,才能切实保证实行“凭证定量”供应及指标分配定额考核,以利于促进企业节能挖潜,降低能耗。

(2)强化能源统计分析工作

通过能源调查统计分析,把企业能源浪费、波动情况搞清楚。不少企业领导对能耗情况心中无数,主要原因就是缺乏必要的能源统计和分析研究。如果只有监测仪表而没有对各项指标的系统统计,就无法对相互关系进行考核。只有把指标的制订、耗能的计算与统计分析统一起来,才能对复杂的耗能过程进行有效的监督管理。能源统计资料是制定能源消耗定额和用能计划的基础,又是分析能耗状况进而改善能源利用的重要依据。从记录分析数据中,可找出能耗变化规律,发现问题并提出改进措施。

(3)制订好能源消耗定额

能源消耗定额是在一定生产技术条件下,为完成某项任务所规定的能耗数量标准。能源消耗定额包括定质、定量两方面。前者是确定所需能源的品种、规格和质量要求;后者则是确定能源消耗所需的数量。能源消耗定额一般有两种形式,一是工艺耗能定额,包括有效消耗和工艺性损耗,是向车间班组发放和考核能耗的依据;另一种是生产耗能定额,是在工艺耗能定额基础上,还包括一部分非工艺性损耗,是核算能源需要量和采购量的依据。

(4)做好热平衡工作(前处理车间的热平衡工作)

对前处理车间热平衡的目的是掌握车间用能情况,包括能源构成的消耗、能量的有效利用及余热的回用情况,以此摸清节能潜力,为制定节能规划和措施、能源消耗定额利用指标及能源管理条例提供依据。

对设备的热平衡(一般是指进入设备的热量与有效利用热量和各项热损失之间的平衡)是企业车间热平衡的基础。通过对设备(如前处理车间的汽蒸、水洗、丝光、烘燥及碱回收设备等)热平衡,可了解其热效率和各项热损失,从而分析影响热效率的因素,找出提高热效率的途径,提高能源利用率。

(5)加强能源标准化工作和能源情报工作

能源的标准化包括能源资源标准化、二次能源生产标准化、用能设备标准化、节能材料标准化、测试计算标准化和能源管理与基础标准化等。其中,行业能源管理标准,包括工艺设备的设计原则、运行调度方式、操作方法和消耗定额等标准。企业可参照行业标准来加以对照,并从企业热平衡分析中找出问题,制定本企业的能源规则,巩固已有成绩,不断提高能源管理的技术水平。此外,要及时收集了解国内外能源方面新技术,特别是同行业、同工种、同品种的能耗情况,作为本企业学习和借鉴的根据。

(6)加强能源队伍的培训工作

为提高能源管理水平,首先必须提高能源管理干部、能源科技人员和操作工的水平(包括能源政策、能源管理和能源科技知识),这是一项关系到能否开展好节能工作的基础工作。对上述三类人员,要有计划地分期分批进行培训,并形成制度。

2.2.3加强技术改造和推广节能工作

(1)采用高效节能的设备,改造落后的耗能设备

①主要是轧、洗、烘、蒸等单元设备的改进。例如,采用高效轧车,以降低织物的轧余率至50%左右;采用高效水洗设备,提高水洗效率等。在提高烘燥机效率方面,具体措施除在丝光轧烘工段中已阐述过的措施(迅速排除烘筒内冷凝水,向烘筒表面吹风,升高温度等)外,还有控制湿度和排风量,改变穿布路线(原穿布路线为第一排自下而上,改为自上而下)及对进汽、立柱和底盘进行绝热保温等。

②对前处理车间用热设备蒸汽(输汽)管道进行改造,重点是减少各种散热泄漏浪费。例如,对用热设备蒸汽管道阀门法兰等要加强绝热保温;在前处理车间应装设分汽包,以保证蒸汽合理、均匀地输送到各机台;蒸汽管道的铺设应根据用汽机台热负荷的分布进行,力求使热网安全工作。特别要注意,管道直径大小要根据用汽设备耗汽量设定,并按蒸汽流量和流速来考虑,管道越短越好。安装管道时,其末端要按2‰坡度抬高;管道长度超过80 m时,必须增加伸缩弯,要以“Ω”形式与管道平行安装,在进伸缩弯处要安装疏水阀。蒸汽的主干线应接近主要用汽区,支管要采用并联形式,尽量避免串联,“盲肠”管道要切除,尽量避免使用直角弯头、小月亮弯和十字管接头等。阀门的选用与安装要考虑降低阻力和方便调节等因素。

(未完待续)

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