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安科瑞产品在现代纺纱厂能耗量化分析与节能措施

更新时间:2023-08-10   点击次数:219次

摘要:为了对纺纱厂能耗情况进行量化分析,以11.52万锭集聚纺生产线为例,介绍了工艺流程和设备配台,统计了各工序主辅机、空调、除尘、制冷和照明等设备的总装机功率,对生产中实际总功率进行了测试,并对各类设备额定功率占比和实测功率占比进行了分析对比,找出无效能耗产生的原因和节能技术改造的项目。提出了一系列措施,包括采用空调风机变频控制,除尘系统和精梳吸落棉系统采用恒压变**系统控制,细纱机吸棉风机与单定监测系统采用关联控制,优化集聚纺负压风机频率,避峰用电等。采用上述综合节能技术措施,全年可节约用电319.4万kW•h,实现全厂综合节电5.7%的目标。


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关键词:纺纱厂;能耗;量化分析;主辅机;空调和除尘;额定功率;实测功率

0.引言

现代新型纺织厂不断朝着规模大型化、设备自动化、运行高速化的方向发展。每万锭装机功率达到1100kW以上,具有连续运行、负荷率高的特点。空压、空调除尘及吸落棉设备装机功率高,用电负荷大,使实际能耗**。在运行管理过程中,分析统计各工序设备的装机功率和实际能耗情况,找出具有节能改造潜力的部位,采用成熟节能技术和有效管理措施,降低无效能源消耗,是企业节能增效的有效途径。本研究根据某新建的现代化11.52万锭集聚纺纱生产线的具体情况,通过对主辅机装机功率统计、实际能耗测试和用能情况分析,理清纺纱车间空调除尘设备的装机功率与实际功率比,以找出节能运行管理的部位,并就几种行之有效的节能措施进行讨论。

1.纺纱生产线能耗情况分析

大小与车间主机工艺配备有关,现以某11.52万锭集聚纺生产线为例进行分析。

1.1工艺流程与设备配置

该纺纱生产线设计规模11.52万锭,主机为新型国产设备,主要纺制中细特精梳棉纱,工艺流程和设备配置数量如下。JWF1012型往复式抓棉机(3台)→FA103B型双轴流开棉机(3台)→JWF1102型单轴流开棉机(3台)→JWF1026-160-10型多仓混棉机(4台)→JWF1124C-160型单辊筒清棉机(4台)→JWF016型异纤机(4台)→JWF1054型除微尘机(4台)→JWF1204B型梳棉机(50台)→JWF1313型并条机(12台)→JWF1383型条并卷机(6台)→JWF1278型精梳机(35台)→JWF1312B型并条机(12台)→JWF1458A型粗纱机(18台)→JWF1566JM型细纱机1200锭(96台)→VCRO-E型自动络筒机72锭(26台)。

辅助设备有清梳联除尘系统9套,精梳吸落棉系统4套,前纺空调系统4套,细纱空调系统8套,络筒空调系统2套。空压机3台,两用一备,设计供气量64.4Nm3/min,供气压力0.85MPa。车间占地面积40986m2。主车间采用轻钢门字形结构,附房采用钢筋混凝土框架结构。工厂地点在河南某地。

1.2主辅机装机功率

按照设备铭牌统计设备装机功率,分工序主辅机设备装机功率汇总如表1所示。


表1分工序主辅机设备装机功率一览表


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从表1可以看出,包含制冷设备时,合计总功率13550.6kW,其中各设备装机功率占比为:主机73.2%,空调14.0%,除尘4.2%,空压2.1%,制冷5.0%,照明1.5%。由于近年来纺织设备自动化程度不断**,清梳联工序装机功率有较大**。按主辅机计算,车间主机设备装机功率占比73.2%,空调设备占比14%,除尘设备占比4.2%,空压制冷设备占比7.1%。按工序计算,清梳联工序占比11%,精并粗工序占比12.7%,细纱工序占比58.7%,络筒工序占比10.1%。由于制冷设备在夏季热月视情况运行,按常年运行设备分类,主机设备装机功率占比77%,空调除尘装机占比18.2%,除主机设备外空调除尘是能源消耗大户。



1.3主辅机实际能耗



根据纺纱各工序设备的具体特点,设备配备功率的保险系数和负荷系数都存在差异,造成设备装机功率和实际能耗相差较大,运行中各设备的实测用电量真正体现了设备的实际能耗情况。以车间正常满负荷生产中细特集聚纺纱为基础,2020年1月至6月我们对车间总用电量和空调除尘系统用电量进行了实测统计,如表2所示。



表2车间总用电和空调除尘用电情况统计



从表2中用电量统计情况可知,在不开制冷机的情况下,由于主机装机功率大,负荷系数没有空调除尘设备的高,主机实际功率占比没有安装功率占比高。空调系统采用了空调温湿度自动控制技术,车间空调系统的耗电量,正常月份仍占车间总用电量13%~13.9%,略小于装机功率14.7%占比。除尘系统由于采用工频运行,实耗功率占车间总电量的6.5%~6.9%,大于装机功率4.4%的占比。在没有开启制冷的情况下,空调除尘用电量占车间总用电量的18.5%~20.7%,说明空调除尘系统的耗电量不可忽视,是节能运行管理的程序。

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从表3可以明显看出,主机设备安装功率比滤尘设备配套功率高,主机安装功率占比61.4%~70.8%,配套除尘设备功率占比为29.3%~38.6%。但主机实耗功率占比只有41.3%~53.3%,负荷系数为0.374~0.435;由于除尘设备采用设计配套风机参数直接开车,除尘设备实耗功率占比为46.7%~58.7%,设备负荷系数0.791~0.983。说明滤尘设备的负荷系数很大,实耗功率占比**,能耗较大,是节能运行管理的重点。

2. 主要节能措施研究

2.1空调系统节能

空调系统能耗是继主机设备后的一大户。由于空调系统是按车间设备全开、设备发热量大、夏季室外温湿度参数高的状态进行设计配套的。运行中多数情况车间冷负荷小于设计值,这就要求空调系统要随着车间负荷的变化随时进行调节,采用算法准确的空调自动控制系统很有必要。在保证车间温湿度和气流稳定的前提下,把节能调节作为重要考虑因素,利用室外合适的新风,以减少风机、水泵运行频率,达到节能降耗的目的。在空调调节过程中,自控系统利用热焓比较,采取新风冷量优先,分段准确节能控制的措施。在水泵和风机的调节过程中,区别对待水泵和风机的先后顺序,需要降速运行时,先降大功率电机后降小功率电机。需要升速运行时,先小功率电机后大功率电机,节省电耗。为分析风机变频调速的能耗情况,以30kW轴流风机为例,进行各频率段能耗检测,实测能耗情况如表4所示。

表4风机不同频率下实测能耗对比

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从表4可以看出,频率每降低1Hz,风机实测功率降低1kW~1.6kW,符合风机功率与转速3次方呈正比的基本规律。在冬季低速运行的情况下,甚至能降到原风机能耗的50%。风机能耗虽然随着频率降低下降,但风机低运行频率不宜低于35Hz,否则会大幅降低送风量和送风压力,影响车间气流组织和换气。表4中35Hz~45Hz为风机设定的常规运行频率段,在额定频率的70%~90%之间,节能效果明显。

2.2除尘系统节能

一般设计人员依据主机设备厂家提供的除尘排风量、压力参数,适当乘以安全系数来进行除尘设备和风机风量和压力的配备。在实际运行中多数系统呈现运行风量偏大,压力较高的现象,造成系统无效能耗增加。从表3可以看出,除尘设备的实际能耗接近于主机设备的实耗功率,是一个不容忽视的问题。

用恒压变**控制自适应除尘系统,通过保证主要吸风口负压的方法,适应不同品种、不同运行情况下除尘及吸落棉设备的运行,可**滤尘系统设备综合节能。采用恒压变**自适应控制系统改造,可使清梳联除尘系统在主机正常运行的情况下主风机实耗功率下降25%以上。降低除尘吸落棉系统无用能耗,是滤尘吸落落棉系统节能改造的有效方法。

另外,把控好滤尘和吸落棉等辅机设备的开关车时间,做到紧跟车间主机设备停开车,减少辅机设备无用能耗时间,杜绝电能浪费。可以采用主辅机设备联动的形式进行联锁控制,通过联锁电路使辅机设备紧跟主机设备实现先开后停,减少辅机设备开车过早、停车过晚造成的电能浪费。

以本案为例,若对清梳联除尘及精梳吸落棉系统进行恒压变**改造,按表3中除尘系统实际能耗,按保守数据15%节能计算,该车间每月可节电4.5万kW·h,全年可节电54万kW·h。

2.3细纱吸棉风机节能试验

一般细纱吸棉风机都是以50Hz额定频率工作,无论断头多少,吸棉风机一直高速运行。参考细纱吸棉风机节能改造经验,利用主机单锭监测装置,与吸棉风机变频器进行关联,根据断头数量来控制吸棉风机的运行频率,以达到节能降耗的目的。以1070锭118﹟细纱机为例,吸棉风机7.5kW,纺纱品种JC9.8tex,锭速20000r/min,落纱长度5717m。利用单锭监测装置关联控制吸棉风机变频器,控制风机运行频率,将吸棉风机低频率设定为35Hz,工频运行时少断头根数为50根,每个频率段运行试验6h,在车间生产不受影响的情况下吸棉风机能耗试验结果如表5所示。

2.5科学调度避峰用电

国家电网供电,一般采用峰平谷电价阶梯供电,峰平谷每个时段各占8h,以平段电价为基础,峰段电价是平段电价的1.5倍,谷段电价只是平段电价一半。一般清梳生产能力较大,主要以“保供应"为主,利用谷段、平段低电价时段,前纺多做储备,减少峰段开车时间,节约电费。以本车间为例,清梳联实际功率788.2kW,若按平均每天峰、平段各减少运行1.5h,每天峰段、平段可分别少用电1182.3kW•h,每年可节约电费39.73万元

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