纺织行业节能方向及技术应用
内容整理：武汉节能协会 阅览次数：1951 发布时间：2021-12-22 [返回上一页]
目前中国纺织工业总能耗占全国工业总能耗4.3%，规模以上企业用水量占全国工业企业8.5%；废水排放量占全国的10%，其中80%为印染废水，平均回用率仅为10%左右。而多数纺织企业节能减排投入不足，先进工艺技术装备采用率较低，故此节能减排任务依然艰巨。
在整个纺织工业能耗比例中，纺织占70%，化纤占20%，服装占8%，从纺织细分，印染占60%-70%。印染行业是纺织工业的重要组成部分，是提升产品质量、提高产品附加值的关键行业，又是耗水、耗能、排污较大的行业。近年来，在纺织工业稳步快速增长拉动下，印染行业得到快速发展的同时，也越来越受到资源和环境的制约。
纺织业是湖北省重点支柱产业。纺织工业节能减排的重点方向是，一方面，对重点设备技术进行改造，关停淘汰一批落后产能的技术设备，更换高效率的环保的设备，如极低浴比的染色机等；另一方面，发开先进的节能减排技术和设备，重点在污水处理，余热回收等方面。
（一）纺纱加工
将纺织纤维（天然纤维和化学纤维）经纺纱工艺制成纱线。该工艺使用的机械包括纺纱机械和化纤机械。
（二）织造加工
将纱线或纤维经过机织、编织或非织造工艺制成各种织物。该工艺使用的机械包括织造（机织/编织机械）和非织造设备。
（三）染整加工
将纱线或织物经物理和化学处理，实现其色彩、形态等方面的效应，制成纺织成品。该工艺机械包括前处理、染色、印花、后整理等机械，统称染整机械。
主要技术应用
1、喷雾轴流风机降低空调风系统能耗
空调能耗也是纺织厂的主要耗能部分，统计表明，其设备的用电量约占企业总用电量的30%。因此，减少空调能耗成为降低企业成本的一个重要方面。纺织厂生产工艺中，纤维短丝、飞灰，余热、余湿的散发量较大，各类粉尘极大对操作工人的健康危害较大；同时还需预防纺织工艺过程中的“煤灰纱”生成，致使纺织空调系统中的处理风量较大，单纯从空调的角度，这是不节能的，原因在于送风量还需满足通风除尘要求，因此降低送风处理能耗可以有效的实现节能。
采用喷雾轴流风机合纺织厂特定环境条件下安全运行：适昼夜24小时连续运行，风机运行安全，维护保养简单；输送原棉或含纤维杂质空气时，要求风机必须具备防缠绕、防堵塞、不打火花；纺织空调、除尘风量大，耗电量多，要求风机运行效率高；与纺织主机配套的风机，在满足主机性能的前题下，体积越来越小，耗电量小，噪声小。
2、喷水蒸发制冷，提高空调COP值
目前纺织厂空气调节处理过程一般都是选择喷水室结合机械制冷，在不减少机械设备的换热量(处理风量恒定)的条件下，提高制冷机的COP系数能有效的实现节能。提高COP值的主要途径是降低冷凝温度或提高蒸发温度，降低冷凝温度是提高系统COP值的主要途径，目前常用的就是利用回收冷凝水或其他冷却介质直接冷却冷凝器，实现冷凝器的降温。
目前，蒸发冷却技术是应用最广泛的新型空调方式，能有效的替代或降低机械制冷量，经济性指标较高，而且洁净、环保对环境污染较少。蒸发冷却的工作原理主要是利用自然环境中湿空气的干、湿球温度差而获得冷却效果，干湿球温差越大冷却的效果越显著。纺织厂空调所使用的喷水室属于直接蒸发冷却，间接蒸发冷却技术直接从自然环境中获取冷量来制冷的，其制冷的C0P很高，使其能够广泛的得到应用。在非干燥地区和气流纺等高温干燥纺织工艺的排风纺织车间，可以采用IEC+喷水室的空调形式，将空气处理到规定的温度。室外的空气首先进入间接蒸发冷却器进行等湿冷却，然后进入喷水室进行热湿处理。在纺织厂中应用蒸发冷却技术，可以完全取代或减少机械制冷，节约能源，提高经济效益。
3、空调风机变频节能
纺织厂内的分时热湿负荷存在较大的差别，最不利时刻和最小负荷间相差很多，因此我们提出变风量系统以调节风量降低能耗。调节风量的方法主要有变风机转速、变风机入口导叶角度、风机出口风门调节、风机旁通风量调节等。其中应用最广和最直接的方式就是变频技术，即通过调节风机的转速来实现分量调节。通过风机变频调节风量，可调范围大，经济性能好。
4、空调风系统优化
空调区域的气流组织直接影响室内环境的空气龄和换气效率，气流组织分布的流动模式取决于送风口和回风口位置、送风口形式等因素。
置换通风是一种活塞流的通风方式，换气效率和通风效率较高，容易形成较新的空气龄。传统的送、回风方式可能形成“死区”，影响室内温湿度平衡以及产品质量和操作人员的健康。置换通风近似单向流，可使清洁的送风气流首先进入室内人员呼吸带和有效活动区，具有较高的室内空气品质；而且送风速度低，一般约为0．3m／s，温度低的送风气流缓慢扩散上升，形成垂直方向上的温度层和温升梯度，提高了排风和回风温度，节省冷量，降低夏季运行能耗；由于置换通风一般是下送风，对于全空气式系统送风温度相对较高，加大了过渡季利用新风自然供冷的潜力，延长其节能经济运行的周期，从而缩短了全年机械供冷的时间，进一步增大了节能效益；同时置换通风的通风效率及温度效率很高，换气效率约为O．5～0．67。
5、纺织机械变频节能
6、屋顶太阳能发电
新能源技术(如太阳能、地热能)和可再生能源的利用是缓解当前能源危机的主要途径，屋顶上建设光伏发电系统则是比较常见的一种形式。
屋顶太阳能发电系统通常采用并网型AC供电系统。太阳能发出的电能与市电供电线路并联，给负载供电。当市电停电时，直/交流电力转换器会自动停止输出，以防止太阳能供电系统过载损坏；当负载需要的电能少于太阳能发电系统输出的电能时，太阳能系统给负载供电的同时，将多于的电力送往市电（即卖电给电力公司），当太阳能系统电能不足以给负载供电时，太阳能电能全部提供给负载，不足部分由市电补充（即从电力公司买电）。
7、蓄冷空调，错峰用电
利用蓄冷技术，合理利用峰谷电价，通过峰谷差价可有效的均衡电力负荷和实现成本节约，目前常用的蓄能技术主要有冰蓄冷和水蓄冷两种方式。
空调冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，使蓄冷介质结成冰，利用蓄冷介质的显热及潜热特性，将冷量储存起来。在电力负荷较高的白天，使蓄冷介质融冰，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。冰蓄冷制冷主机容量和装设功率大大小于常规空调系统，一般可减少30%～50%，可以充分使用设备；冰蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行的比例增大，从而提高了制冷设备COP值和制冷机组的经常运行效率，制冷机组工作状态稳定，提高了设备利用率并延长机组的使用寿命。
水蓄冷技术与冰蓄冷技术类似，只是冷媒改为水，利用地下水层储能的水蓄冷系统以空调用的冷水机组作为制冷设备，以保温槽作为蓄冷设备。空调主机在用电低谷时间将4～7℃的冷水蓄存起来，空调运行时将蓄存的冷水抽出使用。目前也有直接利用天然地下水层作为蓄冷设备的，地下水流动速度很慢，灌人含水层中的水流失也很缓慢，地下土层的传热、散热性能都很小，以致把低温水灌入含水层贮存几个月后，再抽上来用，水温变化很小。
水蓄冷技术适用于常规供冷系统的扩容和改造，可以通过不增加制冷机组容量而达到增加供冷容量的目的。冰蓄冷要求的蓄冷水槽容积比水蓄冷要小的多，因此，冰蓄冷更适合于寸土寸金的高层建筑。同时，我们可以综合利用地源热泵和冰蓄冷技术，发挥各自优势，解决单独使用时冰蓄冷系统冬季闲置，地源热泵由于热负荷、冷负荷不一致而产生的选型困难的缺陷与不足，使系统实现更为合理的配置，达到进一步节能的目的。
8、永磁电机在细纱机上的节能应用
细纱机是纺纱机械中保有量最大的一种设备，每万锭细纱需要短车(440锭)23台或长车(1200锭)10台。据统计，目前国内细纱机大约有23万台各类短车、长车设备，年耗电量非常大，是棉纺机械的用电大户。就目前情况看，企业大部分的细纱机短车电机装机功率是18．5千瓦，设计锭子转速是22000转／分，但在实际应用中，锭子转速运转在18000转／分~22000转／分的很少，仅占总数的1%左右；运转在15000转／分～17000转／分的占现有细纱机总数的70%；其余锭子转速在13000转／分左右，占总数的29%左右。
细纱机的锭子转速是对电机输出功率影响最大的因素，细纱机锭子转速在16000转／分时，电机的实际输出是8千瓦～11千瓦，是其装机容量的43%～59%；转速在13000转／分时，电机的实际输出是6千瓦～8千瓦，是其装机容量的32．5%~43%，这样电机处于效率极低的运转状态，电能损耗非常大。因此对其进行节能控制，效果会非常明显。
将传统电机更换成永磁调速电机，如将18.5千瓦变频电机换成1 8．5千瓦水冷永磁变频调速三相同步电机来计算，一天节约电22度(永磁)和20度电(水冷)，共节约42度电，如电机运行5年(每年按300天计)，可节约电63000度，如按每度0．5元计算，可节约31500元。
9、极低浴比高效染色技术
如何减少用水、减少能耗，减少有毒有害化学品的排放、减少废弃物质的产生，变污染的末端处理为加工初始和中间过程的控制，实现清洁加工生产，是印染业可持续发展的重要课题之一。
传统纺织品染色的过程是将染料溶解或分散水中，加上一定的染色助剂对纺织品进行处理。可见水在织物染色加工中起着重要的作用。真丝绸染色目前通常采用浸染方式，染色过程中需消耗大量的水，按照采用的染色设备不同，与被染织物的重量相比，染液的用量可为几倍(卷染)、几十倍(绳状染色、溢流染色)甚至达到上百倍(方形架、星形架挂染)。
而小浴比染色是指液雾喷染，采用喷液装置将染液以液雾的形式，反复喷施到织物上来实现染色加工。其染色浴比仅为1：2-1:4，与普通的真丝绸卷染相比，染液的用量减少1/2以上，染1吨布的成本相对于传统染色机可节约成本1500元，具备极大的经济效益。
10、印染技术改进
1）高效、退煮漂短流程纺织印染前处理技术
目前，已研制开发了适应短流程前处理工艺的高效轧、洗、烘、蒸等通用单元及其优化组合技术，较好地解决了同步与织物张力的控制，可实现染整退浆、煮炼和漂白连续生产加工，国产的退煮漂设备可以适用于各种织物品种，但与国外先进技术水平还存在一定差距。
2）无水等离子体染整前处理技术
织物等离子体前处理技术，在不需要水和化学药品的条件下，利用电压压差改善织物表面特性。其效果有：提高织物表面亲水性能，提高织物涂层、浸渍、胶合、凝结的粘合力，提高纤维的染色得色量、色牢度和印花布的质量。
3）无水化涂料染色、印花新工艺新技术
涂料印染适用于所有的纺织纤维，其工艺简单、拼色方便、节能节水、成本低廉、环境污染少，有利于企业实施清洁生产。涂料印染在全世界印染行业中占有重要地位，国外工业发达国家涂料印染已超过50%，而我国不足30%。
4）少水、高效、环保、节能染色关键技术
冷轧堆染色技术：低温染色可节省能源，并在进一步筛选合适的染料及助剂，解决冷轧堆染色一次准快速打样技术，完善计量混合加料、均匀轧车、低张力同步、低张力恒速打卷冷轧堆染色关键设备与装置的基础上，推广冷轧堆染色前处理及染色加工配套生产技术。
湿短蒸染色技术：通过电脑进行严格精确的控制，使温度和染料上染和固着速度相适应，以达到最佳的上染和固色效果。流程短，固色率高，节能和减少化学品消耗，可以不用尿素，减少了污染，匀染和透染性也好。一般染料用量比传统工艺减少10-15%，用水量比传统工艺减少20%。
微悬浮体染色技术：我国的原创技术，该工艺上染率可达到95%以上，缩短了染色流程，节省染料并明显减少染色废水处理量，染色时间及能源均减少了1/3，提高了生产效率，降低了能耗，符合清洁生产要求。
微胶囊染色技术：该技术将染料包含在微胶囊中，利用其缓释性能和隔离性能，在常规染色条件下，使水深入微胶囊中，溶解染料，使染料向外扩散进入染浴，从而大大减少废水的排放量，节约用水，节能效果明显。该技术可节约用水50%以上；节能430kg标准煤/吨织物。
5）高效、环保纺织印染助剂开发应用技术
生物酶前处理技术：生物酶主要用于退浆、酶洗、抛光和羊毛的防毡缩处理；该技术从根本上解决了退浆废水污染问题；生物酶煮练技术有待于进一步研究和完善，酶技术染整设备有待进一步提高。
生物酶技术的应用从源头上减少和解决了纺织废水污染物的产生和排放。
环保型助剂：近年来，我国开发了不少新型环保型助剂，如精练剂ZS-95，双氧水稳定剂GJ-201，烷基糖苷类助剂，生物酶制剂ZS-200等。
用于纤维素纤维和含合成纤维经纱上浆的专用环保型的高效接枝淀粉浆料，基本取代传统PVA浆料；用不含APEO和毒性物质、易生物降解、降解产物无毒性的系列生态前处理助剂，研制开发棉、麻及其混纺织物精练用高效生物酶制剂；研制开发低成本无甲醛整理剂等。
6）数码喷射印花技术
数码印制技术的不断完善，将推动我国印花技术的飞跃发展，从而提升高效、节能水平。近年来，浙江、江苏、广东和北京等地的企业先后增添了数码喷射印花机，生产领带、丝巾、旅游品、打样或小批量产品，由于加工成本高，大量耗材还要依赖进口，目前尚未形成主导产品。“十二五”期间，需要进一步完善这类技术，提高装备水平，降低使用成本。
11、厂区、生产线、办公楼照明节能
根据建筑布局和照明场所合理布置光源，选择照明方式、光源类型是降损节能的有效方法。
推广高效节能电光源，用更高效的、寿命更长的荧光灯具、LED灯具、LEP灯具替代传统的白炽灯、高压汞灯、金属钠灯、普通荧光灯等。
以电子整流器取代电感整流器。
以电子调光器、延时开关、光控开关、声控开关、感应式开关取代跷板式开关应用于公共场所，将大幅降低照明能耗和线损。
鄂公网安备 42010202001628号
