紡紗廠空調(diào)系統(tǒng)改造及節(jié)能效果分析

孫傳躍

【摘 要】 紡織廠空調(diào)系統(tǒng)的作用是保障纖維織造工藝環(huán)境，對于紡織工藝質(zhì)量具有重要的意義。紡織廠是高能耗企業(yè)，而紡織空調(diào)風(fēng)泵類負載用電約占全廠用電的15%-30%，是用電量較大的一部分。紡織空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能不僅可以降低能源消耗，增加經(jīng)濟效益，還可以保護環(huán)境，減少大氣污染。本文比較詳細地論述了變頻調(diào)速器應(yīng)用在紡織空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能的基本原理，并對其自動控制方法做了簡單介紹.重點分析了變頻調(diào)速器的節(jié)能效果，且給出了相應(yīng)的近似計算方法。

【關(guān)鍵詞】 紡紗廠 空調(diào)系統(tǒng)改造 節(jié)能

1 引言

紡織空調(diào)其主要任務(wù)是在生產(chǎn)車間內(nèi)創(chuàng)造和保持滿足一定要求的空氣條件，使車間內(nèi)空氣的溫度、濕度、流動速度、含塵濃度與新鮮度能滿足生產(chǎn)工藝和人體舒適的要求，不因室外空氣參數(shù)和室內(nèi)各種因素的變化而變化。紡織空氣調(diào)節(jié)的作用一般有兩個：其一、滿足纖維織造生產(chǎn)工藝所適合的溫度、濕度條件；其二、改善勞動條件，保護職工健康，提高勞動生產(chǎn)率。紡織廠空調(diào)系統(tǒng)在保證車間溫濕度要求的前提下，應(yīng)選擇合理、經(jīng)濟、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。送、回風(fēng)均應(yīng)采用變風(fēng)量調(diào)節(jié)的一次回風(fēng)系統(tǒng)。為保證車間的氣流穩(wěn)定、溫濕度區(qū)域差異小。針對紡織廠的特點，空氣處理均采用噴水洗滌處理，每套洗滌室最大送風(fēng)量宜小于15萬米3/時。空調(diào)室的設(shè)置應(yīng)與工藝排列、廠房建筑相協(xié)調(diào)，符合占地而積小、系統(tǒng)布置經(jīng)濟合理的要求。因此，紡織廠空調(diào)參數(shù)的設(shè)定與能源消耗是密切聯(lián)系在一起的。

2 紡織空調(diào)變頻控制系統(tǒng)改造思路

風(fēng)機和水泵是空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備，同時又是空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要耗能設(shè)備，也是節(jié)能的重點。選擇合適的空調(diào)風(fēng)機和水泵，盡可能減少設(shè)計富余量，避免大馬拉小車。同時把風(fēng)機電機改為變頻調(diào)速控制，從而改變了一年四季空調(diào)風(fēng)機只能有一種轉(zhuǎn)速運行的情況，實現(xiàn)了調(diào)節(jié)工可根據(jù)氣象天氣條件和生產(chǎn)工藝變化，自主控制空調(diào)設(shè)備送風(fēng)量。堅持實施這種措施，可節(jié)約這部分總電耗的30%左右。在冬季或室外天氣條件允許時適當(dāng)關(guān)閉多套空調(diào)設(shè)備中的少數(shù)設(shè)備，滿足車間生產(chǎn)的基本溫濕度需要，節(jié)能效果更佳。

3 紡織空調(diào)水泵節(jié)能分析

在紡織產(chǎn)品市場競爭加劇、傳統(tǒng)紡織行業(yè)整體利潤率下降的情況下，由于空調(diào)能耗占紡織綜合能耗的30%左右，所以如何最大限度地減少空調(diào)能耗在紡織綜合能耗中的比例、降低生產(chǎn)成本，精心調(diào)節(jié)、合理使用空調(diào)設(shè)備就顯得十分重要。適時調(diào)整空調(diào)設(shè)備的運行臺時，在滿足生產(chǎn)工藝溫濕度需要的前提下，盡可能減少空調(diào)設(shè)備的運行臺數(shù)和運行時間，減少這部分能耗費用，進而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的市場競爭能力。空調(diào)操作人員更應(yīng)提高責(zé)任心，加強巡回檢查調(diào)節(jié)，針對車間情況迅速做出反應(yīng)，力求花費較少的能耗費用來達到最佳的溫濕度效果。同時，防止過分強調(diào)節(jié)約能源而使生產(chǎn)車間溫濕度狀況惡化，嚴重危及操作人員的身心健康。以前，風(fēng)機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。而采用電機變頻調(diào)速技術(shù)后系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達到30～40%左右，且變頻調(diào)速具有經(jīng)濟運行效率高、調(diào)速范圍廣、速度變化平滑、易操作、免維護、控制精度高等特點，并可不用更換電機，影響正常生產(chǎn)，取得了比較好的節(jié)電效果。

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與流量q，壓力h以及軸功率p具有如下關(guān)系：即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

4 節(jié)能分析

（1）以一臺紡織空調(diào)使用的55kw風(fēng)機為例。運行工況仍以24小時連續(xù)運行，其中每天11小時運行在90%負荷（頻率按46hz計算，擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按98%計算），13小時運行在50%負荷（頻率按20hz計算，擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按70%計算）；全年運行時間在300天為計算依據(jù)。

則變頻調(diào)速時每年的節(jié)電量為：

w1=55×11×[1-（46/50）]×300=14520kw·h

w2=55×13×[1-（20/50）]×300=128700kw·h

wb=w1+w2=14520+128700=143220kw·h

擋板開度時的節(jié)電量為：

w1=55×（1-98%）×11×300=3630kw·h

w2=55×（1-70%）×11×300=54450kw·h

wd=w1+w2=3630+54450=58080kw·h

相比較節(jié)電量為：w=wb-wd=143220-58080=85140kw·h

每度電按0.6元計算，則采用變頻調(diào)速每年每臺可節(jié)約電費約5.1萬元。

（2）另外還有水泵參數(shù)為：型號6sa-8，額定流量53.l/s，揚程50m；所配電機y200l2-2型37kw。在一天內(nèi)變頻調(diào)速可比閥門節(jié)流控制節(jié)省275.1kw·h的電量，節(jié)電率達42.1%。實踐證明，變頻器用于風(fēng)機、泵類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護、維修費用。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯，設(shè)備一次性投資通常可以在9個月到16個月的生產(chǎn)中全部收回。

5 結(jié)語

隨著新技術(shù)、新設(shè)備的不斷推出，紡織空調(diào)也在不斷地改進和發(fā)展。我們公司為了讓空調(diào)系統(tǒng)提高到一個新的檔次——高效、節(jié)能，對公司九套空調(diào)系統(tǒng)進行了改造，既保證了生產(chǎn)的順利進行，又達到了高效、節(jié)能的效果，年節(jié)約100余萬元。

參考文獻：

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