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浅谈化纤FDY车间压缩节能措施

2019/10/09 阅读:

摘要:压缩空气作为化纤FDY车间生产过程中的第二大能源动力,是一种极为重要的能源,因而压缩空气系统的节能降耗成了化纤企业普遍关心的问题。随着生产设备的老化以及原压缩空气系统存在的设计缺陷等原因,造成压缩空气的异常损耗,生产成本增加。本着节能降耗的目的,在现有设备上,通过积极探索,合理选择压缩空气压力、流量、过滤精度以及消除部分管道设计缺陷,加强日常生产运行管理,减少泄漏点,做到资源利用最大化。通过以上措施有效降低了压缩空气的异常损耗。

关键词:FDY车间;压缩空气;节能降耗

在化纤FDY生产过程中,生产车间所用的压缩空气已成为仅次于电力的第二大能源动力。空气压缩机以空气为介质产生压缩空气所消耗的电能约占化纤企业整体电力消耗的25%左右。如何在FDY生产过程中提高压缩空气利用率,有效降低生产过程中不必要的消耗,已成为化纤生产车间的重要节能问题。

1FDY生产车间所用压缩空气系统简介

FDY车间所用的压缩空气是企业公用工程部门通过空压机将空气过滤除尘、除湿、压缩,最终把符合工艺要求的洁净压缩空气送到纺丝车间供生产使用。化纤企业FDY生产车间主要使用0.3、0.5、0.7、1MPa四种压力的压缩空气,如图1所示。1MPa压缩空气主要作用是将从纺丝送下来的丝束引导至后面几道工序。这个工序的主要设备是吸丝枪,如图2所示。其作用原理是1MPa的压缩空气从进气管中进入吸枪,通过吸丝枪内部的螺旋形喷嘴,形成螺旋状气流进入排丝管,并产生高速运动和拉力。要生头的丝束由吸枪头吸入从排丝管中排出,通过胶皮软管连接到废丝箱中,员工再操作吸丝枪将丝束牵引至后道工序完成生头作业[1]。0.7MPa压缩空气又称仪表压空,主要是为现场的仪表控制阀门、丝饼卷绕设备、气动执行部分提供能源。仪表压空是用于气动仪表的执行机构,由于仪表元器件比较精密,对压空的压力、露点、颗粒、油等有严格的要求,所以仪表压空由压缩机出来后的过滤、干燥、减压专门有一套装置。0.5MPa压缩空气主要供卷绕生产线主网络器使用。在FDY生产过程中,为增加丝束中各单纤之间的抱合性,便于FDY产品的后道加工,一般会在卷绕成形之前的丝路中配置空气网络喷嘴,通过压缩空气使FDY上分布均匀的网络节点。0.3MPa压缩空气主要供卷绕生产线预网络器使用。在FDY生产过程中,采用一步法生产工艺时,从纺丝下来的丝束经过上油工序后,还要对丝束增加一些网络点,以增加丝的抱合力。一般都是采用气流喷射方式对FDY进行网络加工,使其产生抱合力,形成一系列连续均匀分布的网络结。

2压缩空气系统中的异常压空损耗及对策

压空损耗泄漏几乎是工业企业里常见的一种能源浪费[2]。据统计,平均压空损耗泄漏量占整个压空量的30%,这意味着每年有很大一部分电费支出是被压空损耗泄漏消耗掉了。压空损耗泄漏在生产现场广泛存在着,损耗泄漏是在使用过程中随着零部件的老化或破损而形成的,主要产生在橡胶软管接头、连接件、快换接头、电磁阀、螺纹连接、气缸前端盖等处。有些泄漏是非常明显的,如发出刺耳的噪声等,还可以通过视觉发现泄漏点;而有些泄漏则比较隐蔽,发出的声音比较小很难察觉,隐蔽的泄漏往往发生在生产现场背景噪音较大的环境中。以上的压空泄漏,组成了整个空压系统中的泄漏源。企业里的压空泄漏广泛存在,要想完全消除泄漏几乎是不可能的。我们能够做到的就是将损耗泄漏量控制在一个合理的范围内,这个范围和企业的规模与设备的新旧有很大关系[2]。具体如下:①对于新建的系统(少于1年)或小型企业,压空损耗泄漏率控制在5%~7%之间;②对于2~5年的系统或中型企业,压空损耗泄漏率控制在7%~10%之间;③对于超过10年的系统或大型企业,压空损耗泄漏率控制在10%~12%之间。

2.1压缩空气泄漏及对策

压缩空气系统管路和使用终端密封不良,出现大小不等的泄漏点。由于压缩空气无污染、无味,且车间环境噪音比较大,一些细微压空泄漏的声音在整个车间噪音的掩盖下很难被发现,只有在车间停机或部分设备至维修间维修测试时才能发现。压缩空气泄漏也是工厂里最常见的一种能源浪费,如表1所示。据统计,平均压空年泄漏量占整个压空量的20%~30%。对压缩空气管路的泄漏点,我们利用车间停机检修的机会,停机后整个车间设备停止运行,没有噪音干扰,一些泄漏点很容易排查,通过更换密封件、密封料来消除泄漏点;对终端设备密封不良的情况,在周期设备保养时通过更换气动元件的密封件、密封圈、气管快速接头、密封不良的气管等加以解决。经过以上几步的检修处理后,泄漏点得到有效控制。如表1所示,以解决一处0.5mm直径的泄漏点为例,将每年可节约的压缩空气折算成压缩机年耗电量为881kw•h。

2.2压空管路设计不合理及对策

压缩空气管路设计不合理造成压缩空气损耗,这种问题在化纤企业纺丝生产车间表现比较突出的是0.5MPa主网压空。其管路在压空柜主网压空过滤器接管时从主压空管到每组过滤器的配管直径偏小,如图3和表2所示,造成管道压损比较大,在实际使用过程中四组过滤器全开后管道压损仍然比较大。对于主网络过滤器进出口管路设计不合理的问题,我们在停机检修时将布置在主压空管单侧的过滤器移一组到主压空管另一边,加粗过滤器进气端和出气端支管,并在原来一侧增加两组过滤器,如图4所示,以此来解决管径和总过滤面积偏小造成的管路压损问题;并在保证主网络压空质量的前提下,将原过滤精度5μm的滤芯换成20μm的滤芯,降低压空阻力,消除管路压损。通过以上改造,平均能减少5%的管路压损[3]。

2.3气动工具的不合理使用及对策

FDY车间常用的气动工具有吹尘枪、吸丝枪、气动扳手等。如常用的气动扳手有5个档位,平时拆装螺丝我们只需要开到3档就可达到要求的紧固力矩,过大反而会损坏螺丝,但员工平时使用时会调到最大档位,这样会浪费大量的压空。另外,现场作业所用的新的吹尘枪都是配一个带小孔的喷嘴,随着使用时间的延长,喷嘴会有不同程度的损伤或缺失,员工直接用一根直管代替。理论上吹力与喷嘴出口压力和流速成正比,这样必然会造成吹力下降,压缩空气消耗增加。在气动工具的使用方面,我们先制定操作流程,培训并要求员工按流程规定使用气动扳手,这样既避免了紧固力矩过大造成螺丝或设备损伤,又节约了压缩空气。对吸丝枪、吹尘枪的使用,要求员工在使用时保护好枪头,用完及时关闭压缩空气阀门并收起挂好。对有损伤的吸丝枪、吹尘枪及时维修,保证吹尘枪的完好性、密封性,避免压缩空气浪费。

2.4网络器问题及对策

生产现场所使用的部分设备能效比较低,如FDY生产线目前所使用的网络器在使用现有压缩空气加工网络结时并没有达到最佳的能效比。目前的解决办法是通过市场寻求节能型网络器来替代现有的网络器,如表3所示。通过流量测试数据对比得出结论:1.1mm孔径网络器同在机1.3mm孔径网络器相比,在FDY丝饼物性数据方面没有明显差异的情况下,平均节气率在26%。

3结语

化纤FDY车间压缩空气异常消耗的主要原因有:管路有泄漏点,部分管道设计不合理导致管路压损比较大,气动工具没有合理使用,网络器能效比较低等。在车间实际生产过程中,引起压缩空气异常损耗的因素是客观存在的。我们要做的就是找出压缩空气异常损耗的问题点,并采取合理的措施来消除这些问题点。实践经验表明:只要运用合理的方法,完全可以控制压缩空气的异常消耗,达到节能降耗的目的。

参考文献

[1]李永贵,张龄方,葛明桥.FDY吸丝枪喷嘴结构设计[J].化纤与纺织技术,2013,42(1):40-44.

[2]潘志.压缩空气泄漏评估[J].通用机械,2013(8):40-42.

[3]李留长,戴玉萍.化纤生产压空系统节能措施[J].合成纤维,2011,40(12):40-42.

作者:邢小伟 郑正举 俞森炎 庄兆伟 李元壮 俞少杰 单位:浙江盛元化纤有限公司

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