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无油空压机在纺织行业中的应用

文章出处:人气:8发表时间:2019-8-15 16:36:09

无油空压机在纺织行业中的应用,近年来,随着纺织行业向高档服装面料方向发展,各种新型喷气织机被大量引进使用,压缩机的需求量也随之增多。由于大多数纺织企业不了解喷气织机的气动特性、压缩空气耗气量、空压管网特性、外部运行条件对空气压缩机性能及能源消耗的影响,在空压机选型时采取了按消耗量选配机型的简单方法,导致空压机运行状态不正常,无法发挥其应有的效能,设备一次性投资大,能源消耗高,经济效益不明显。


喷气织机的气动特性及用气参数确定


由于喷气织机的工作性质,压缩空气的消耗不同于其它用气设备。为更好地确定喷气织机的用气量和工作压力,须对喷气织机的用气机理进行分析研究。


1.喷气织机气动特性


喷气织机正常进行引纬要求压缩空气的压力恒定。由于喷气织机入纬率很高,已超过3000m/min,织机转速高,单位时间内引纬次数多(600次/min~1200次/min);纱线质量较轻,所以每次引纬消耗的压缩空气量少(≤0.0007m3/次~0.0012m3/次);喷气织机车间布置的机台较多(几十台至几百台不等),所以可近似认为喷气织机的压缩空气消耗量为一较稳定的数值。车间机台越多、织机转速越高,单位时间内车间压缩空气的压力、流量变化就越小。


2.喷气织机用气量


喷气织机引纬的压缩空气消耗量由于织机型号、织物种类及织机转速不同而有所差异。一般情况下应将预定的织物纤维种类、纱线号数和经纬密度、织机转速等技术参数提供给供货商,由供货商进行计算确定,也可以根据表1参数(以公称筘幅190cm织机织制纯棉织物为例)进行计算。


3.工作压力的确定


喷气织机的工作压力与织物规格、纤维种类、织机幅宽、织机转速及织机性能等因素有关,数据应由织机供货商提供,压力波动要小于0.01MPa,也可以根据表2初步确定。


压缩空气质量要求和空压机选型分析


为了保证喷气织机良好运行,压缩空气的质量至关重要,为防止引纬失误,确保织物质量,压缩空气中的水分和含油量及清洁度需控制在一定范围之内。喷气织机常用压缩空气质量应达到ISO8573-1压缩空气质量标准。具体指标如下:


(1) 水分含量能使压缩空气的压力露点设定在10℃以下,并达到以含湿量分类的4级要求。


(2) 含油量应设定在0.1mg/m3以下,达到以含油量分类2级要求。


(3) 应除去0.3μm以上的粉尘和碳粉,达到以含量分类的2级要求。


1.空压机润滑方式


目前市场上供应的空压机为无油机和有油机两种。无油机采用无油润滑螺杆啮实现压力升高。该机压缩腔内无油,螺杆之间的密封和润滑采用喷涂自润滑材料和四氟乙烯膜进行密封润滑。该机的主要优点是输出的空气可以做到全无油。但由于螺杆自身密封的特点,单级压缩比受到一定限制,排气压力一般小于0.75MPa,压缩时由于水汽等因素使转子磨损、涂层剥落逐渐积累,从而造成密封间隙增大,压缩机效率下降,而且该种机型价格昂贵。


有油两级压缩机在压缩腔内使用了润滑油,从而起到冷却、密封、润滑3种作用,使压缩比增大(一级压缩比可达20~30),采用双级压缩,压缩效率提高,排气压力0.55MPa。排出的空气需经过高效油分离装置分离,并经精密油分离装置方能达到使用要求。


鉴于上述情况,在选择空压机的润滑方式时,应根据企业的综合情况进行经济技术比较后选择。一般长丝、细号高密织物宜选用无油空压机;短纤维、中粗号织物可采用有油空压机,但需采用精密过滤装置加强对压缩空气中油分的去除。


2.冷却方式分析


空压机常用的冷却方式有风冷和水冷两种。由于水冷采用蒸发冷却方式,一般可以得到低于空气温度下的冷却水,而且水的比热和密度大,对空压机的冷却效果好,故一般较多选用。但水冷机需要配备冷却塔和冷却水泵,系统运行复杂,且冷却水容易结垢,影响传热效果。


风冷机设备简单,维护费用低,但对于大型空压机和南方炎热地区,室外空气温度高会使空压机气缸温度偏高而停机。故采用风冷机时应确保台间距离和机房通风散热,使机房温度低于40℃。因此,在选择空压机的冷却方式时,应根据当地气象条件、冷却水源水质情况进行分析确定。一般空压机的冷却方式可按表3进行选择。


3.常用空压机工作原理分析


目前使用较多的是螺杆式空压机和离心式空压机。


两者相比,螺杆机的主要优点为:其一,进排气均匀,无压力脉动、机器运转平稳、无需设置储气罐、基础小甚至可以采用无基础旋转;其二,喷油螺杆可获得较高的单级压力比及较低的排气温度;其三,具有强制输气的特点,即排气量几乎不受排气压力的影响,内压力比与转速、密度也基本无关,特别适合于多机并联运行;其四,工作点在较大范围内变化时,机器效率变化不大,不会出现离心式空压机小排气量时的喘振现象。缺点为噪声高,总声压机可达104dB(A),须采取消声减噪措施;排气量和离心式相比较小。


离心式空压机的主要优点为:其一,结构紧凑、重量轻,单机排量大,一般可达10000m3/min;其二,纯无油工况运行,压缩空气不受润滑油污染,品质高;其三,效率高、节约能源。缺点为:其一,启动和停车过程中容易产生喘振现象,产生振动;其三,排气量的变化对机型效率影响较大,在一定的转速下,存在最佳工况点,偏离该点效率将下降;其四,压缩机的性能曲线左边受喘振工况Qmin的限制右边受堵塞工况Qmax的限制,两者之间的区域为离心压缩机的稳定工作区;其四,不宜采用多台机组并联运行,在单机排气量和排气压力能满足要求时,宜选用较少机台进行供气。


针对纺织厂喷气织机的用气流量平稳,压力P不高(P≤0.7MPa)而且稳定(△P≤0.01MPa)这一特点,在空压机选型时就要根据生产时的具体情况进行选择。在织机台数较多、压缩空气耗量大、用气压力较低、用气量稳定的场所宜采用离心式压缩机;在用气压力较高(P≤0.7MPa),而且流量有较大变化及需要多机台并联时,宜采用螺杆式压缩机,也可以采用离心式压缩机和螺杆式压缩机并联工作,利用螺杆式空压机进行流量调节。


空压站供气量和供气压力确定


在空压机冷却方式和润滑方式确定以后,正确确定空压机的供气压力和供气量对节约能源有很大的益处。空压机的供气压力降低0.1MPa,可节约5%的能源消耗。


1.供气量确定


喷气织机用空压站的供气量应按下式计算:


Qg=Qz(1+Kz)N      (1)


式中:Qg为空压站供气量(m3/min);Qz为每台织机消耗压缩空气量(m?/min);Kz为管道系统泄露率(一般取值0.2~0.4);N为喷气织机台数。


2.供气压力确定


合理确定空压机的供气压力,对确保喷气织机的工作效率,节约能源和延长空压机的使用寿命至关重要。空压机的供气压力可按下式计算:


Pg=(Pz+0.1)+PR       (2)


式中:Pg为空压机的供气压力(MPa);Pz为织机的工作压力(MPa);PR为空压管道、干燥器、过滤器等阻力损失(MPa)(一般取值0.05MPa ~0.10MPa)。


结论


(1)应根据喷气织机的数量和用气特性选择空压机,对用气量大、品种单一、运行平稳,要求压缩空气品质高的系统宜采用离心式空压机以节约能源。对于小批量、多品种喷气织机生产,用气负荷变化较大的系统,宜采用并联特性好的螺杆式空压机。


(2)应合理计算喷气织机耗气量和用气压力,正确选择空压机台数,使空压机在较高负荷高性能区运行,这对节约能源至关重要。


(3)应根据当地气候条件和水资源条件选择空压机的冷却方式,降低能源消耗,提高压缩机的运行效率。


(4)通过合理确定系统压力和流量,正确选择空压机型和冷却方式,可使整个空压系统能耗大幅降低,节能效果明显。


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