壓縮空氣在紡織行業(yè)的運(yùn)用及選型技巧

時(shí)間：2024-01-13作者：壽爾科技（上海）有限公司瀏覽：31

壓縮空氣在紡織行業(yè)的運(yùn)用及選型技巧
近年來，隨著紡織行業(yè)向高檔服裝面料方向發(fā)展，各種新型噴氣織機(jī)被大量引進(jìn)使用，壓縮機(jī)的需求量也隨之增多。由于大多數(shù)紡織企業(yè)不了解噴氣織機(jī)的氣動(dòng)特性、壓縮空氣耗氣量、空壓管網(wǎng)特性、外部運(yùn)行條件對(duì)空氣壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）性能及能源消耗的影響，在空壓機(jī)選型時(shí)采取了按消耗量選配機(jī)型的簡(jiǎn)單方法，導(dǎo)致空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不正常，無法發(fā)揮其應(yīng)有的效能，設(shè)備一次性投資大，能源消耗高，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。本文針對(duì)紡織行業(yè)噴氣織機(jī)生產(chǎn)時(shí)壓縮空氣消耗特性，在滿足噴氣織機(jī)生產(chǎn)需求的條件下，從節(jié)約能源、降低能耗和投資的角度對(duì)空壓機(jī)的選型設(shè)計(jì)、壓縮空氣品質(zhì)進(jìn)行分析研究。


一、噴氣織機(jī)的氣動(dòng)特性及用氣參數(shù)確定
由于噴氣織機(jī)的工作性質(zhì)，壓縮空氣的消耗不同于其他用氣設(shè)備。為較好地確定噴氣織機(jī)的用氣量和工作壓力，須對(duì)噴氣織機(jī)的用氣機(jī)理進(jìn)行分析研究。
1. 噴氣織機(jī)氣動(dòng)特性
噴氣織機(jī)正常進(jìn)行引緯要求壓縮空氣的壓力恒定。由于噴氣織機(jī)入緯率很高，已**過3 000m/min,織機(jī)轉(zhuǎn)速高，單位時(shí)間內(nèi)引緯次數(shù)多（600次/min ~ 1 200次/min）；紗線質(zhì)量較輕，所以每次引緯消耗的壓縮空氣量少（≤0.000 7m3/次 ~ 0.001 2m3/次）；噴氣織機(jī)車間布置的機(jī)臺(tái)較多（幾十臺(tái)至幾百臺(tái)不等），所以可近似認(rèn)為噴氣織機(jī)的壓縮空氣消耗量為一較穩(wěn)定的數(shù)值。車間機(jī)臺(tái)越多、織機(jī)轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)車間壓縮空氣的壓力、流量變化就越小。
2. 噴氣織機(jī)用氣量
噴氣織機(jī)引緯的壓縮空氣消耗量由于織機(jī)型號(hào)、織物種類及織機(jī)轉(zhuǎn)速不同而有所差異。一般情況下應(yīng)將預(yù)定的織物纖維種類、紗線號(hào)數(shù)和經(jīng)緯密度、織機(jī)轉(zhuǎn)速等技術(shù)參數(shù)提供給供貨商，由供貨商進(jìn)行計(jì)算確定，也可以根據(jù)表1參數(shù)（以公稱筘幅190 cm織機(jī)織制純棉織物為例）進(jìn)行計(jì)算。
3 .工作壓力的確定
噴氣織機(jī)的工作壓力與織物規(guī)格、纖維種類、織機(jī)幅寬、織機(jī)轉(zhuǎn)速及織機(jī)性能等因素有關(guān)，數(shù)據(jù)應(yīng)由織機(jī)供貨商提供，壓力波動(dòng)要小于0.01MPa，也可以根據(jù)表初步確定。
二、壓縮空氣質(zhì)量要求和空壓機(jī)選型分析
為了保證噴氣織機(jī)良好運(yùn)行，壓縮空氣的質(zhì)量至關(guān)重要，為防止引緯失誤，確?？椢镔|(zhì)量，壓縮空氣中的水分和含油量及清潔度需控制在一定范圍之內(nèi)。噴氣織機(jī)常用壓縮空氣質(zhì)量應(yīng)達(dá)到ISO8573-1壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。具體指標(biāo)如下：
(1) 壓縮空氣的壓力露點(diǎn)設(shè)定在-20℃以下，并達(dá)到以含濕量分類的2級(jí)要求。
(2) 含油量應(yīng)設(shè)定在5mg/m3以下，達(dá)到以含油量分類4級(jí)要求。
(3) 應(yīng)除去1μm以上的粉塵和碳粉，達(dá)到以固體顆粒含量分類的2級(jí)要求。
選擇模芯吸附式干燥機(jī)和高效精密過濾器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥凈化處理，以達(dá)到紡織行業(yè)對(duì)壓縮空氣質(zhì)量要求。




1.空壓機(jī)潤(rùn)滑方式
目前市場(chǎng)上供應(yīng)的空壓機(jī)為無油機(jī)和有油機(jī)兩種。無油機(jī)采用無油潤(rùn)滑螺桿實(shí)現(xiàn)壓力升高。該機(jī)壓縮腔內(nèi)無油，螺桿之間的密封和潤(rùn)滑采用噴涂自潤(rùn)滑材料和四氟乙烯膜進(jìn)行密封潤(rùn)滑。該機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是輸出的空氣可以做到全無油。但由于螺桿自身密封的特點(diǎn)，單級(jí)壓縮比受到一定限制，排氣壓力一般小于0.75MPa，壓縮時(shí)由于水汽等因素使轉(zhuǎn)子磨損、涂層剝落逐漸積累，從而造成密封間隙增大，壓縮機(jī)效率下降，而且該種機(jī)型價(jià)格昂貴。有油兩級(jí)壓縮機(jī)在壓縮腔內(nèi)使用了潤(rùn)滑油，從而起到冷卻、密封、潤(rùn)滑3種作用，使壓縮比增大（一級(jí)壓縮比可達(dá)20 ~ 30），采用雙級(jí)壓縮，壓縮效率提高，排氣壓力0.55MPa。排出的空氣需經(jīng)過高效油分離裝置分離，并經(jīng)精密油分離裝置方能達(dá)到使用要求。 鑒于上述情況，在選擇空壓機(jī)的潤(rùn)滑方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的綜合情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后選擇。一般長(zhǎng)絲、細(xì)號(hào)高密織物宜選用無油空壓機(jī)；短纖維、中粗號(hào)織物可采用有油空壓機(jī)，但都需采用精密過濾器加強(qiáng)對(duì)壓縮空氣中油分的去除。
2. 冷卻方式分析
空壓機(jī)常用的冷卻方式有風(fēng)冷和水冷兩種。由于風(fēng)冷采用蒸發(fā)冷卻方式，一般可以得到**空氣溫度下的冷卻水，而且水的比熱和密度大，對(duì)空壓機(jī)的冷卻效果好，故一般較多選用。但水冷機(jī)需要配備冷卻塔和冷卻水泵，系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜，且冷卻水容易結(jié)垢，影響傳熱效果。風(fēng)冷機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低，但對(duì)于大型空壓機(jī)和南方炎熱地區(qū)，室外空氣溫度高會(huì)使空壓機(jī)氣缸溫度偏高而停機(jī)。故采用風(fēng)冷機(jī)時(shí)應(yīng)確保臺(tái)間距離和機(jī)房通風(fēng)散熱，使機(jī)房溫度**40℃。 因此，在選擇空壓機(jī)的冷卻方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件、冷卻水源水質(zhì)情況進(jìn)行分析確定。一般空壓機(jī)的冷卻方式可按表3進(jìn)行選擇。
3. 常用空壓機(jī)工作原理分析
目前使用較多的是螺桿式空壓機(jī)和離心式空壓機(jī)。兩者相比，螺桿機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)為：其一，進(jìn)排氣均勻，無壓力脈動(dòng)、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、*設(shè)置儲(chǔ)氣罐、基礎(chǔ)小甚至可以采用無基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)；其二，噴油螺桿可獲得較高的單級(jí)壓力比及較低的排氣溫度；其三，具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，內(nèi)壓力比與轉(zhuǎn)速、密度也基本無關(guān)，特別適合于多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行；其四，工作點(diǎn)在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，機(jī)器效率變化不大，不會(huì)出現(xiàn)離心式空壓機(jī)小排氣量時(shí)喘振現(xiàn)象。缺點(diǎn)為噪聲高，總聲壓機(jī)可達(dá)104dB(A)，必須采取消聲減噪措施；排氣量和離心式相比較小。
離心式空壓機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)為：其一，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，單機(jī)排量大，一般可達(dá)10000m3/min；
其二，純無油工況運(yùn)行，壓縮空氣不受潤(rùn)滑油污染，品質(zhì)高；其三，效率高、節(jié)約能源。缺點(diǎn)為:其一，啟動(dòng)和停車過程中容易產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，產(chǎn)生振動(dòng)；其二，排氣量的變化對(duì)機(jī)型效率影響較大，在一定的轉(zhuǎn)速下，存在較佳工況點(diǎn)，偏離該點(diǎn)效率將下降；其三，壓縮機(jī)的性能曲線左邊受喘振工況Qmin的限制右邊受堵塞工況Qmax的限制，兩者之間的區(qū)域?yàn)殡x心壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)；其四，不宜采用多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，在單機(jī)排氣量和排氣壓力能滿足要求時(shí)，宜選用較少機(jī)臺(tái)進(jìn)行供氣。針對(duì)紡織廠噴氣織機(jī)的用氣流量平穩(wěn)，壓力P不高（P≤0.7 MPa）而且穩(wěn)定（△P≤0.01 MPa）這一特點(diǎn)，在空壓機(jī)選型時(shí)就要根據(jù)生產(chǎn)時(shí)的具體情況進(jìn)行選擇。在織機(jī)臺(tái)數(shù)較多、壓縮空氣耗量大、用氣壓力較低、用氣量穩(wěn)定的場(chǎng)所宜采用離心式壓縮機(jī)；在用氣壓力較高（P≤0.7MPa），而且流量有較大變化及需要多機(jī)臺(tái)并聯(lián)時(shí)，宜采用螺桿式壓縮機(jī)，也可以采用離心式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)并聯(lián)工作，利用螺桿式空壓機(jī)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。
三、 空壓站供氣量和供氣壓力確定
在空壓機(jī)冷卻方式和潤(rùn)滑方式確定以后，正確確定空壓機(jī)的供氣壓力和供氣量對(duì)節(jié)約能源有很大的益處?？諌簷C(jī)的供氣壓力降低0.1MPa，可節(jié)約5%的能源消耗。
1. 供氣量確定
噴氣織機(jī)用空壓站的供氣量應(yīng)按下式計(jì)算: Qg=Qz（1+Kz）N
(1) 式中：Qg為空壓站供氣量（m3/min）；Qz為每臺(tái)織機(jī)消耗壓縮空氣量（m3/min）;Kz為管道系統(tǒng)泄露率（一般取值0.2 ~ 0.4）；N為噴氣織機(jī)機(jī)臺(tái)數(shù)。
2 .供氣壓力確定
合理確定空壓機(jī)的供氣壓力，對(duì)確保噴氣織機(jī)的工作效率，節(jié)約能源和延長(zhǎng)空壓機(jī)的使用壽命至關(guān)重要。 空壓機(jī)的供氣壓力可按下式計(jì)算：Pg=（Pz+0.1）+PR (2)式中：Pg為空壓機(jī)的供氣壓力(MPa)；Pz為織機(jī)的工作壓力（MPa）；PR為空壓管道、干燥器、過濾器等阻力損失(MPa)（一般取值0.05MPa ~ 0.10 MPa）。
四、結(jié)語(yǔ)
1、應(yīng)根據(jù)噴氣織機(jī)的數(shù)量和用氣特性選擇空壓機(jī)，對(duì)用氣量大、品種單一、運(yùn)行平穩(wěn)，要求壓縮空氣品質(zhì)高的系統(tǒng)宜采用離心式空壓機(jī)以節(jié)約能源。對(duì)于小批量、多品種噴氣織機(jī)生產(chǎn)，用氣負(fù)荷變化較大的系統(tǒng)，宜采用并聯(lián)特性好的螺桿式空壓機(jī)。
2、應(yīng)合理計(jì)算噴氣織機(jī)耗氣量和用氣壓力，正確選擇空壓機(jī)臺(tái)數(shù)，使空壓機(jī)在較高負(fù)荷高性能區(qū)運(yùn)行，這對(duì)節(jié)約能源至關(guān)重要。
3、應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和水資源條件選擇空壓機(jī)的冷卻方式，降低能源消耗，提高壓縮機(jī)的運(yùn)行效率。
4、通過合理確定系統(tǒng)壓力和流量，正確選擇空壓機(jī)型和冷卻方式，可使整個(gè)空壓系統(tǒng)能耗大幅降低，節(jié)能效果明顯。
5、選對(duì)空壓機(jī)的同時(shí)須選擇合適的后處理設(shè)備，才能**整個(gè)空壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低生產(chǎn)能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
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