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                        清梳聯系統工藝優化與節能效果

                        時間:2022年05月09日 所屬分類:科學技術論文 點擊次數:

                        摘要: 探討一機兩線清梳聯系統的工藝優化及其節能效果。采用一抓,一開,雙混,雙清,雙除,多排,多梳工藝流程,通過調節各部件工藝速度、各出棉口、排雜口壓力等參數,提高了清梳聯設備的開松除雜效果;優化配置梳棉機關鍵部件速度和集塵箱壓力;對清梳聯配套除塵系統

                          摘要: 探討一機兩線清梳聯系統的工藝優化及其節能效果。采用“一抓,一開,雙混,雙清,雙除,多排,多梳”工藝流程,通過調節各部件工藝速度、各出棉口、排雜口壓力等參數,提高了清梳聯設備的開松除雜效果;優化配置梳棉機關鍵部件速度和集塵箱壓力;對清梳聯配套除塵系統進行變頻控制,并優化排風參數,最終改善了成紗質量,并實現除塵系統節能17.8%的效果。

                          關鍵詞:一機兩線清梳聯;棉結;雜質;短絨率;打手速度;除塵系統

                        紡織工藝

                          清梳聯生產線實現高速化、連續化、自動化是紡織生產技術發展的趨勢[1]。生產線中工藝流程選用、機械設備配備、系統智能控制、各排風口風量風壓的相互匹配等因素,直接影響著清梳聯生產線的半成品質量和使用效率。由于紡織市場、原料的變化,紡織企業呈現原料和產品經常變化的生產格局。如何合理配置清梳聯主機設備,設計優化清梳聯系統工藝參數,使清梳聯設備能夠適應于紡織生產原料和品種變化的需要,并保證高效運行,是清梳聯工藝設計的關鍵。

                          由于需考慮多種產品的適紡性能,清梳聯設備生產線配置較完善,流程較長,但在實際生產中需要根據除雜效率、短絨率等方面的要求,采取針對性的措施;由于清梳聯配套除塵系統是按照生產線設備全開設計的,其運行中多呈現“大馬拉小車”的現象,使得清梳聯的使用效果不甚理想。本研究結合生產實際,根據所紡制 C 14.6 tex 紗的質量要求,在清梳聯設備單機試驗的基礎上,對標準一機兩線清梳聯設備的流程、主要設備工藝參數、氣流壓力和除塵系統進行優化,以達到適應加工原料質量變化、提高成紗質量、保證清梳聯設備高效運行、降低除塵系統無用能耗的目的。

                          1 基本情況

                          1.1 清梳聯設備配置JWF1012 型往復式抓棉機(配 TF2412A 型橋式磁鐵)→TF27 型輸棉風機→AMP3000 型金屬火星三合一探測器→FA103B 型雙軸流開棉機→JWF1102 型單軸流開棉機(配 FA051A 凝棉器)→TF2212 型兩路配棉器→JWF1026 160 10 型多倉混棉機×2→JWF1124C 160 型單輥筒清棉機×2(配 TF34A 吸鐵裝置×2)→JWF016 型異纖分檢機×2→JWF1054 型除微塵機×2→119A 型火星探除器×2→JWF1204B 型梳棉機 臺×2。

                          1.2 配棉情況采用 100%新疆棉紡制 C 14.6 tex 紗的配棉成分及其物理指標:原棉等級 429,纖維主體長度28.85 mm,馬克隆值 4.07,含雜率 2.8%,回潮率 7.04%,短絨率 9.5%,棉結 276 粒/g,總雜質 432粒/g。

                          1.3 生產工藝流程結合所紡品種質量要求及原棉含雜偏低、短絨率較高的情況,清梳聯設備采用跳過雙軸流開棉機的流程,采用“一抓,一開,雙混,雙清,雙除,多排,多梳”的工藝流程。流程中配置 JWF1102型單軸流開棉機、JWF1124C 型單輥筒清棉機和 JWF1204B 120 型梳棉機,對原棉具有較強的開松、除雜、混和能力,適紡性較強。其中,JWF1204B 120 型梳棉機可根據所紡原料和紗號包覆不同型號的針布。該流程具有對原棉預開松作用柔和,短絨率低,纖維混和較為均勻,清除大雜、重雜效率較高的優點,使得生條質量穩定,生產效率提高[2]。

                          2 主要設備參數優化

                          2.1 JWF1012型往復式抓棉機JWF1012型抓棉機的打手工作寬度2 300 mm,采用兩個鋸齒刀片打手不同轉向抓棉,并與打手兩側的壓棉羅拉配合,實現了“多包取用,少抓多抓,精細抓棉”的工藝要求。設備打手速度范圍900 r/min 1 350 r/min時可以保證開松除雜效果,但隨著打手速度的提高,棉塊質量降低幅度相對較大,易增加短絨率。如果出現棉花流轉移不暢,就會導致棉結增加,小結變大結,大雜變小雜,不利于開松和除雜[3]。并且當抓棉機出棉口在處負壓維持在800 Pa 900 Pa時,才能較好地保證抓棉機的工作效率。

                          通過對打手速度和抓棉機出棉口處負壓優化試驗可知,當打手速度從 900r/min提高到 1 200 r/min時,棉塊質量減小,棉塊短絨率稍有增加;當打手速度從1 200 r/min提高到1 250 r/min時,棉塊短絨率明顯增加。因此,為了實現抓棉機多抓少抓的目標,對主要工藝進行優化:小車運行速度17 m/min,抓臂下降動程1.3 mm 1.7 mm,抓棉機打手速度1 200 r/min,出棉口處負壓900 Pa。工藝優化后既能有效分解棉塊,又能減少纖維損傷,并提高了抓棉機的工作效率。

                          2.2 JWF1102型單軸流開棉機JWF110 型單軸流開棉機采用復合打手裝置,在打手的進口、中間、出口分別安裝V形角釘、粗角釘、矩形刀片。大塊棉由角釘開松,小塊棉由矩形刀片開松,可滿足“柔和開松,減少纖維損傷,大雜先落少碎”的工藝理論。實現單機單個復合打手完成自由打擊、先弱后強、先疏后密的開松除雜工藝要求[4]。纖維靠氣流輸送沿打手的切向進入打手室,并沿導流板圍繞 形角釘、粗角釘、矩形刀片輥筒表面螺旋前進,通過依次減小打手直徑,形成打手與塵棒隔距依次變大的設計思路,使纖維得到充分開松和除雜。棉束被送至下一機臺,雜質沿打手的切線方向落入集塵箱。在打手速度變化過程中,保持出棉口負壓在300 Pa,并適當提高單軸流開棉機排雜口處的負壓,不但可以提高排除短絨雜質的能力,還可消除單軸流開棉機落雜箱內雜質堆積的現象[5]。

                          隨著打手速度提高,開松除雜作用逐步增強,出口棉塊含雜率下降,短絨率增加,但增加幅度不大。當打手速度為 520 r/min和 580 r/min時,通過調整塵棒安裝角,適當提高排雜口負壓,可增強除雜作用,棉塊含雜率降低,而短絨率增加較少。因此,本試驗打手速度采用520 r/min,且排雜口負壓取值850 Pa。

                          2.3 JWF1026 160 10型多倉混棉機JWF1026 160 10型多倉混棉機采取大容量多倉逐倉時差混棉的方式,可提高原棉混和效果。通過PLC設定與控制換倉壓力,可保證各棉倉貯棉密度一致。采用倉位數字量化控制技術,與抓棉機自適應供棉技術相配合,解決了多倉混棉機工作時的“空倉”現象,提高了多倉混棉機和抓棉機的聯動和工作效率。當提高打手速度并適當降低棉倉壓力時,會增加筵棉棉結和短絨率。因此選用最小打手速度576 r/min,且棉倉壓力240 Pa時,可實現多倉混棉機筵棉棉結310粒/g,短絨率11.9%的效果。

                          2.4 JWF1124C 160型開棉機JWF1124C 160型開棉機打手采用矮密鋁合金梳針輥筒 具有開松柔和、纖維損傷小、不易纏繞、纖維開松與除雜效果好的優點。打手速度、出棉口、排雜口負壓是該型機主要的工藝參數,打手速度過低,開松除雜效果稍差;打手速度過高,容易產生索絲,造成棉結大量增加[6]。生產中需要根據加工纖維的短絨和含雜情況,優選不同的打手速度和出棉口、排雜口壓力,以保證筵棉質量。

                          當采用較低的打手速度和較低的排雜口負壓時,纖維中的短絨率較低,但由于原棉中的籽屑、棉結不易被消除,含雜率偏高;提高打手速度又會使短絨率升高。出棉口壓力是由后道除微塵機的進棉風機所控制,為了使棉束以合適的流速和力度進入除微塵機內并拍打在網眼板上,出棉口壓力不宜過高。本試驗采用打手轉速520 r/min,出棉口負壓350 Pa,排雜口負壓650 Pa時,筵棉質量較好。

                          2.5 JWF1054型除微塵機JWF1054型除微塵機主要作用是進一步清除棉束中的微塵和細小雜質,這時落下的塵雜已經比較細小,輸送塵雜的動力不需要太大。因此要求除微塵機網眼板下方的排塵箱內要有一定的負壓,但不能太高,否則不利于棉花的轉移。合理控制風箱進出口壓力,排塵口處負壓以保持在250Pa 300 Pa為宜。

                          2.6 JWF1204B型梳棉機JWF1204B型單刺輥梳棉機具有較好的梳理纖維、分離短絨、去除雜質和棉結的作用。梳棉機刺輥、錫林、蓋板的速度,以及各部件工藝隔距、集塵箱負壓值是決定梳棉機分梳質量和產量的主要因素。提高刺輥、錫林速度,可增加梳理強度,有利于細小雜質與纖維分離,在提高產量的基礎上也明顯改善了生條質量[7]。在蓋板至錫林間隔距不變條件下,適當提高蓋板速度,可提高短絨和塵雜轉移效果,降低結雜和短絨率。具體應根據原棉質量和喂入筵棉的短絨及含雜情況,合理配置刺輥、錫林和蓋板速度及各部位的梳理隔距。梳棉工序根據“早落少碎”的原則,采用“低速喂入,高速梳理”的方案,將棉箱的打手速度降低到522 r/min,將刺輥和錫林速度分別提高到900r/min和450 r/min,蓋板速度設定為260 mm/min,出條速度140 m/min時,梳棉機單產可以達到40kg/h,生條質量也明顯提高。

                          梳棉機集塵箱負壓對梳棉機梳理效果、落棉量、生條質量、棉結、雜質和短絨的排除率、車間環境等均有較大的影響。采用優化后的錫林、刺輥、蓋板速度,且生條定量23.5 g/5 m條件下,采用不同集塵箱負壓進行試驗。

                          當梳棉機集塵箱內負壓由850 Pa提高至950 Pa后,生條根數短絨率降低,棉結塵雜粒數減少。說明適當提高集塵箱負壓后,不僅提高了棉結、雜質和短絨的排除率,還能使纖維得到更充分的梳理 梳理效果有所提高,梳棉機落棉率稍有增加。但若集塵箱負壓升至1 050 Pa時,梳理排雜效果變化不大,落棉率增加較為明顯,但系統在高負壓下運行,機器承壓增大,除塵系統能耗增加。因此優選集成箱負壓為950 Pa。

                          3 清梳聯除塵系統運行

                          優化由于清梳聯除塵系統設備是按照生產線設備全開、系統風量最大、壓力最高的情況下進行設計的,運行中當工藝參數調整或部分機臺停運后,系統的排風量和風壓都會相應改變,因此也需要對除塵系統進行優化,才能滿足清梳聯設備的排風要求。本項目在原設計配套主風機的基礎上,根據工藝要求對主風機采用變頻控制,在保持除塵機組進風箱處壓力的條件下,降低主風機的運行頻率,以適應清梳聯系統各排塵點所需風量和風壓的要求,達到節能的目的。該項目每套清梳聯清棉設備配置一套除塵機組,配備主風機風量50 580 m /h,全壓1 602 Pa,主風機裝機功率37 kW;每 臺梳棉機配置一套除塵機組,配備主風機風量41 400 m /h,全壓1 965Pa,主風機裝機功率37 kW。在所紡品種在跳轉雙軸流開棉機的情況下,清棉除塵系統優化前后運行效果如下。

                          4 結論

                          為保持清梳聯系統設備的良好開松、除雜和混和效果,需要根據原棉特點和產品規格,對各主機設備的主要工藝參數進行優化,才能保證系統設備的高效運行,并改善生條質量。針對采用100%新疆棉(含雜在 %~3%)紡制的C 14.6 tex紗品種,清梳聯采用的“一抓,一開,雙混,雙清,雙除,多排,多梳”的工藝配置,通過采取優化各部打手速度、塵棒隔距、風口負壓等措施,充分發揮各單機的作用,有效去除原棉中的棉結、雜質、短絨等,做到“早落少碎,逐步開松”的效果。

                          合理配置梳棉機參數 采用“低喂高梳”的梳理方案,優化分梳效果,減少纖維損傷,提高生條質量。清梳聯設備對系統排風量和風壓的要求比傳統開清棉設備更高、更嚴。優化清梳聯工藝的同時需要對除塵系統進行調整,特別是清梳聯除塵器吸風箱壓力,應根據清梳聯設備開啟情況和設定的運行參數進行調整,保證適當壓力數值,以保證產品質量和節能運行。通過對一機兩線清梳聯除塵系統進行優化,采用變頻控制除塵系統主風機,每套清梳聯除塵系統綜合節電打啊17.8%,每年可節約電費8.22萬元。

                          參考文獻:

                          [1] 陳玉峰 清梳聯開清工藝優化實踐[J].棉紡織技術,2011,39( ):31 34.

                          [2] 黃海濤,劉慧娟 提高國產短流程清梳聯生條質量的工藝實踐[J].棉紡織技術,2016,44( ):43 46.

                          [3] 阿爾孜古麗 烏休爾 國產清梳聯的工藝優化[J].棉紡織技術,2015,43(10):50 52.

                          [4] 郭東亮,董志強 淺析 JWF 系列清梳聯流程的優化配置[J].棉紡織技術,2017,45(10):43 48.

                          [5] 董志強,宋博 清梳聯系統風量風壓的優化[J].棉紡織技術,2012,40( ):36 39.[6] 趙書國,黃美英 梳棉機工藝配置與生條短絨率關系的探討[ ] 棉紡織技術,2008,36( 6) :.

                          作者:”劉艷杰 1 邱萬福 2 周義德

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