印染工艺流程中定型机节能潜力分析_沈丹丹

能源研究与信息

第2 8卷

第4期

E nergy R esea r eh a n d In f o r m ation

o ! V .2 8

N o .4

2 0 12

文章编号: 1008一 8857 ( 2012)04一 02 16一 05

印染工艺流程中定型机节能潜力分析沈丹丹,郁鸿凌,杨仕杰,陈梦洁(上海理工大学能源与动力工程学院,上海 2 0 0 9 3 )摘要:定型机是印染工艺流程中的重要设备,也是印染行业中能耗较大的设备之一"其输

入能量的有效利用率仅占 30%左右,其中 6 0%以上的能量随设备排气带走"因此,定型机的节能对提高企业经济效益具有重要意义"根据定型机的特点,从物料平衡和能量平衡的理论分析方法,推导出简化的热平衡计算方法,以方便定型机能耗的评估"另外,提出了一种新

的定型机运行方案"该方案可以明显地提高其热利用效率,达到节能目的,使企业有较大的经济效益"

关键词:定型机;热平衡;节能中图分类号: TK O18文献标识码二 A

印染工艺流程中定型机的热平衡有其自身的特点和规律"尽管目前印染行业采用的各类定型机的结构有所不同,但其工艺原理基本一致,如:散热器结构 !隔热板结构 !鼓引风机等= .}"因此,基于热风烘燥的方法,其工艺流程为热风对印染布料进行加热干燥 !升温定型"本文根

据某型号热定型机的工艺流程,并依据物料平衡和能量平衡原理,推导出比较合理的热平衡计算方法"另外,目前定型机的热有效利用率都不高,有 6 0%左右的热量未被利用而被排气直

接带走"本文从物料平衡和能量平衡的理论分析方法提出一种新的节能运行方式,在满足定型机正常工艺要求的前提下,相应减少后续烘箱内的进风量,以此来减少排气热损失,达到节能的目的"

1热定型机简介热定形机是印染工艺后处理过程中的重要设备,主要由进布装置 !预热干燥区 !高温定型区 !冷却区和出布装置组成"丝束由链板缓慢输入,以达到先/烘干 0后/热定型 0的要求"定型机每节烘箱中有翅片式散热器"导热油携带的热量经散热器传给空气"热空气经循

环风机送入喷嘴,吹到布面上,干燥织物并使其达到工艺所需温度"带有水分的空气再回到加热室,其中部分被排风机送出室外,带走部分水分 !挥发的化学助剂 !少量花绒,其余热风在烘箱中继续参与循环,同时补充一部分新鲜空气"导热油从散热器流出,回到锅炉加热,完成循环[]"热定型机示意图I l]见图 1" 2收稿日期:2 0 12一 0 9一 20

作者简介:沈丹丹 (195 9一 ),女 (汉),

硕士研究生, sd d Zo og oZ@ 16 3. eo m

第4期

沈丹丹,等:印染工艺流程中定型机节能潜力分析

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令

1一进布装置;2一超喂上针装置;3一伸幅装置;4一热定型烘房;5一冷却喷风;6一输出装置;7一冷却落布

图1F ig . 1

热定型机示意图eh in e

S c h e m a tie d ia g ra m o f th e h e a t一 se t in g m a

2

热定型机能量流分布分析本文以某印染厂某型号定型机为例"该定型机由 1 0节烘箱组成,单节烘箱尺寸: 3住以 4 .5 m

l .6二 2 x 1 .6耐"内置式换热器采用螺旋鳍片换热管"其换热工质为导热油"在每节烘箱内对角对称布置 2台循环风机,共计布置 2 0台,总风量为 2 0 x l 2 00 0 m,# h一,,循环热风温度为 23 0士 5 e"定型机上部设置了排气连通集箱,把 1 0节烘箱的排气汇集在一起,并安装 3台对空排风机,总排风量为 10 00 0 m 3# h一 ."排气含水率经测约为 10%,排气温度为 150一 16 0 e"定型机的补充新风量为 1 2 5 0 m,. h一,,新风温度为常温"布料推进速度为 1 20 0一 1 80 0 m,# h一,,门幅为 2. 4 m,布料重量为 0. 2一 0. 3 5 kg# m一," 2 .1热定型机能量平衡分析在印染工艺流程中,定型机主要起到对布料烘干及高温定型的作用"其能量输入和输出与布料量 !含湿率 !风温及其载湿能力 !载热量相关联"合理处理物料与能量输入的关系是降低能耗的关键"因此,本文从物料平衡和热量平衡角度来分析定型机能量平衡"布料定型工序分为加热干燥与升温定型两个阶段"布料的加热干燥主要在前 2节烘箱内完成"而后 8节烘箱的热风热量主要起到对布料升温定型作用"在此阶段中布料被加热到 15 0 e以上时,已被过度干燥,含水率降低近于零,远低于自然回潮率[]"定型机排出的废气为热空 3气和水蒸气以及少量的布料中析出的矿物油脂,温度一般为 15 0一 16 0 e,携带了大量热量"因此,在定型工序时,后 8节烘箱内的热风载热量不需要考虑湿布料水分蒸发所需要的热量,只要提供稳定布料定型温度所需热量即可"然而在实际生产中,升温定型阶段所供应的热量远超出了布料升温定型所需热量"也就是说,在相同温度条件下,升温定型阶段热风量过大"所以,在满足布料/干燥一定型 0所需热量的前提下,适当减少定型烘箱内的热风量,可达节能的目的"根据物料平衡及热量平衡原理,可按布料量及其含湿量与热风的载湿能力和其载热量来确定定型机内部

气体循环体积量,由此减少热风通入量,降低排气量,同时又能将定型机内的水蒸气尽可能多排出去"

能源研究与信息

2012年

第 28卷

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热定型机节能计算分析定型机的输入热量可分为三部分,即加热干燥 !升温定型以及设备各项热损失"其中,

布料加热干燥的热量包括两部分:即布料升温吸收的热量以及布料中水分蒸发潜热"布料升温定型阶段所需热量主要用于布料完成干燥后进行热定型"设备各项热损失主要指排气热损失,

另外,还包括定型机外壁散热损失和定型机布铁链条以及布料带走的热量"从热风风量角度理论计算,加热干燥阶段所需风量为 4 8 o0 0 m,# h一 ."升温定型阶段要求风量为 2 84 3 m 3. h一 .,弥补设备散热损失的热风风量为 10 30 7 m,# h一 .,即使排风量不变,总风量仍远小于实际生产中通入

的 240 000时一的热风量,说明该热定型机有很大的节能潜力"该印染厂定型机 3台排风机原始总排气量为 1 0 00 0 m,# h一,,排气含湿率最大为 10%,则排气中的最大水蒸气量为 1 oo o m,# h一 -"本文从减少热风通入量,降低排气量方面,对定型机进行节能分析"在此过程中,保证排气中最大水蒸气的含量不变,以防布料回潮"假设抽出的干燥

气体总量为 D m,# h一,,则实际排气量为 D+ l 00 0耐# h一,,总循环风量现为 2 4 ( D+ l 00 0 ) m,. h一 .,升温定型阶段所需风量 D d x m,# h一,"根据热量平衡,建立热平衡方程式

县=乌+Q s+练十 r乌

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乌,二几#气# D式中, P为 23 0 e时热空气的密度值; A为定型机外壁面积;研为热风在 2 3 0 e到 20 0 e的焙差; Q r为总的热风携带的热量; Q g z为加热干燥阶段所需要的热量; D !.为定型机补充新风量; s为定型机内总的热损失; K为定型机隔热板传热系数; Q二为定型升温阶段所需要的热量; r Q

V为定型机内布料行进速度;鸟q为干排气带走的热量; h:为 16 0 e干排气的焙值; t水为干燥烘箱内水蒸气温度 (16 0 e ); D d x为定型工序所需风量; c布! c水为布和水的比热容; m布为每小时所进入的布料量; Q布! Q水为布料和水分蒸发所需热量; P:为干排气的密度"可得 D= 54 70 m 3. h一,计算 …… 此处隐藏：6151字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……