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清梳联系统工艺优化与节能效果

时间:2022年05月09日 分类:科学技术论文 次数:

摘要: 探讨一机两线清梳联系统的工艺优化及其节能效果。采用一抓,一开,双混,双清,双除,多排,多梳工艺流程,通过调节各部件工艺速度、各出棉口、排杂口压力等参数,提高了清梳联设备的开松除杂效果;优化配置梳棉机关键部件速度和集尘箱压力;对清梳联配套除尘系统

  摘要: 探讨一机两线清梳联系统的工艺优化及其节能效果。采用“一抓,一开,双混,双清,双除,多排,多梳”工艺流程,通过调节各部件工艺速度、各出棉口、排杂口压力等参数,提高了清梳联设备的开松除杂效果;优化配置梳棉机关键部件速度和集尘箱压力;对清梳联配套除尘系统进行变频控制,并优化排风参数,最终改善了成纱质量,并实现除尘系统节能17.8%的效果。

  关键词:一机两线清梳联;棉结;杂质;短绒率;打手速度;除尘系统

纺织工艺

  清梳联生产线实现高速化、连续化、自动化是纺织生产技术发展的趋势[1]。生产线中工艺流程选用、机械设备配备、系统智能控制、各排风口风量风压的相互匹配等因素,直接影响着清梳联生产线的半成品质量和使用效率。由于纺织市场、原料的变化,纺织企业呈现原料和产品经常变化的生产格局。如何合理配置清梳联主机设备,设计优化清梳联系统工艺参数,使清梳联设备能够适应于纺织生产原料和品种变化的需要,并保证高效运行,是清梳联工艺设计的关键。

  由于需考虑多种产品的适纺性能,清梳联设备生产线配置较完善,流程较长,但在实际生产中需要根据除杂效率、短绒率等方面的要求,采取针对性的措施;由于清梳联配套除尘系统是按照生产线设备全开设计的,其运行中多呈现“大马拉小车”的现象,使得清梳联的使用效果不甚理想。本研究结合生产实际,根据所纺制 C 14.6 tex 纱的质量要求,在清梳联设备单机试验的基础上,对标准一机两线清梳联设备的流程、主要设备工艺参数、气流压力和除尘系统进行优化,以达到适应加工原料质量变化、提高成纱质量、保证清梳联设备高效运行、降低除尘系统无用能耗的目的。

  1 基本情况

  1.1 清梳联设备配置JWF1012 型往复式抓棉机(配 TF2412A 型桥式磁铁)→TF27 型输棉风机→AMP3000 型金属火星三合一探测器→FA103B 型双轴流开棉机→JWF1102 型单轴流开棉机(配 FA051A 凝棉器)→TF2212 型两路配棉器→JWF1026 160 10 型多仓混棉机×2→JWF1124C 160 型单辊筒清棉机×2(配 TF34A 吸铁装置×2)→JWF016 型异纤分检机×2→JWF1054 型除微尘机×2→119A 型火星探除器×2→JWF1204B 型梳棉机 台×2。

  1.2 配棉情况采用 100%新疆棉纺制 C 14.6 tex 纱的配棉成分及其物理指标:原棉等级 429,纤维主体长度28.85 mm,马克隆值 4.07,含杂率 2.8%,回潮率 7.04%,短绒率 9.5%,棉结 276 粒/g,总杂质 432粒/g。

  1.3 生产工艺流程结合所纺品种质量要求及原棉含杂偏低、短绒率较高的情况,清梳联设备采用跳过双轴流开棉机的流程,采用“一抓,一开,双混,双清,双除,多排,多梳”的工艺流程。流程中配置 JWF1102型单轴流开棉机、JWF1124C 型单辊筒清棉机和 JWF1204B 120 型梳棉机,对原棉具有较强的开松、除杂、混和能力,适纺性较强。其中,JWF1204B 120 型梳棉机可根据所纺原料和纱号包覆不同型号的针布。该流程具有对原棉预开松作用柔和,短绒率低,纤维混和较为均匀,清除大杂、重杂效率较高的优点,使得生条质量稳定,生产效率提高[2]。

  2 主要设备参数优化

  2.1 JWF1012型往复式抓棉机JWF1012型抓棉机的打手工作宽度2 300 mm,采用两个锯齿刀片打手不同转向抓棉,并与打手两侧的压棉罗拉配合,实现了“多包取用,少抓多抓,精细抓棉”的工艺要求。设备打手速度范围900 r/min 1 350 r/min时可以保证开松除杂效果,但随着打手速度的提高,棉块质量降低幅度相对较大,易增加短绒率。如果出现棉花流转移不畅,就会导致棉结增加,小结变大结,大杂变小杂,不利于开松和除杂[3]。并且当抓棉机出棉口在处负压维持在800 Pa 900 Pa时,才能较好地保证抓棉机的工作效率。

  通过对打手速度和抓棉机出棉口处负压优化试验可知,当打手速度从 900r/min提高到 1 200 r/min时,棉块质量减小,棉块短绒率稍有增加;当打手速度从1 200 r/min提高到1 250 r/min时,棉块短绒率明显增加。因此,为了实现抓棉机多抓少抓的目标,对主要工艺进行优化:小车运行速度17 m/min,抓臂下降动程1.3 mm 1.7 mm,抓棉机打手速度1 200 r/min,出棉口处负压900 Pa。工艺优化后既能有效分解棉块,又能减少纤维损伤,并提高了抓棉机的工作效率。

  2.2 JWF1102型单轴流开棉机JWF110 型单轴流开棉机采用复合打手装置,在打手的进口、中间、出口分别安装V形角钉、粗角钉、矩形刀片。大块棉由角钉开松,小块棉由矩形刀片开松,可满足“柔和开松,减少纤维损伤,大杂先落少碎”的工艺理论。实现单机单个复合打手完成自由打击、先弱后强、先疏后密的开松除杂工艺要求[4]。纤维靠气流输送沿打手的切向进入打手室,并沿导流板围绕 形角钉、粗角钉、矩形刀片辊筒表面螺旋前进,通过依次减小打手直径,形成打手与尘棒隔距依次变大的设计思路,使纤维得到充分开松和除杂。棉束被送至下一机台,杂质沿打手的切线方向落入集尘箱。在打手速度变化过程中,保持出棉口负压在300 Pa,并适当提高单轴流开棉机排杂口处的负压,不但可以提高排除短绒杂质的能力,还可消除单轴流开棉机落杂箱内杂质堆积的现象[5]。

  随着打手速度提高,开松除杂作用逐步增强,出口棉块含杂率下降,短绒率增加,但增加幅度不大。当打手速度为 520 r/min和 580 r/min时,通过调整尘棒安装角,适当提高排杂口负压,可增强除杂作用,棉块含杂率降低,而短绒率增加较少。因此,本试验打手速度采用520 r/min,且排杂口负压取值850 Pa。

  2.3 JWF1026 160 10型多仓混棉机JWF1026 160 10型多仓混棉机采取大容量多仓逐仓时差混棉的方式,可提高原棉混和效果。通过PLC设定与控制换仓压力,可保证各棉仓贮棉密度一致。采用仓位数字量化控制技术,与抓棉机自适应供棉技术相配合,解决了多仓混棉机工作时的“空仓”现象,提高了多仓混棉机和抓棉机的联动和工作效率。当提高打手速度并适当降低棉仓压力时,会增加筵棉棉结和短绒率。因此选用最小打手速度576 r/min,且棉仓压力240 Pa时,可实现多仓混棉机筵棉棉结310粒/g,短绒率11.9%的效果。

  2.4 JWF1124C 160型开棉机JWF1124C 160型开棉机打手采用矮密铝合金梳针辊筒 具有开松柔和、纤维损伤小、不易缠绕、纤维开松与除杂效果好的优点。打手速度、出棉口、排杂口负压是该型机主要的工艺参数,打手速度过低,开松除杂效果稍差;打手速度过高,容易产生索丝,造成棉结大量增加[6]。生产中需要根据加工纤维的短绒和含杂情况,优选不同的打手速度和出棉口、排杂口压力,以保证筵棉质量。

  当采用较低的打手速度和较低的排杂口负压时,纤维中的短绒率较低,但由于原棉中的籽屑、棉结不易被消除,含杂率偏高;提高打手速度又会使短绒率升高。出棉口压力是由后道除微尘机的进棉风机所控制,为了使棉束以合适的流速和力度进入除微尘机内并拍打在网眼板上,出棉口压力不宜过高。本试验采用打手转速520 r/min,出棉口负压350 Pa,排杂口负压650 Pa时,筵棉质量较好。

  2.5 JWF1054型除微尘机JWF1054型除微尘机主要作用是进一步清除棉束中的微尘和细小杂质,这时落下的尘杂已经比较细小,输送尘杂的动力不需要太大。因此要求除微尘机网眼板下方的排尘箱内要有一定的负压,但不能太高,否则不利于棉花的转移。合理控制风箱进出口压力,排尘口处负压以保持在250Pa 300 Pa为宜。

  2.6 JWF1204B型梳棉机JWF1204B型单刺辊梳棉机具有较好的梳理纤维、分离短绒、去除杂质和棉结的作用。梳棉机刺辊、锡林、盖板的速度,以及各部件工艺隔距、集尘箱负压值是决定梳棉机分梳质量和产量的主要因素。提高刺辊、锡林速度,可增加梳理强度,有利于细小杂质与纤维分离,在提高产量的基础上也明显改善了生条质量[7]。在盖板至锡林间隔距不变条件下,适当提高盖板速度,可提高短绒和尘杂转移效果,降低结杂和短绒率。具体应根据原棉质量和喂入筵棉的短绒及含杂情况,合理配置刺辊、锡林和盖板速度及各部位的梳理隔距。梳棉工序根据“早落少碎”的原则,采用“低速喂入,高速梳理”的方案,将棉箱的打手速度降低到522 r/min,将刺辊和锡林速度分别提高到900r/min和450 r/min,盖板速度设定为260 mm/min,出条速度140 m/min时,梳棉机单产可以达到40kg/h,生条质量也明显提高。

  梳棉机集尘箱负压对梳棉机梳理效果、落棉量、生条质量、棉结、杂质和短绒的排除率、车间环境等均有较大的影响。采用优化后的锡林、刺辊、盖板速度,且生条定量23.5 g/5 m条件下,采用不同集尘箱负压进行试验。

  当梳棉机集尘箱内负压由850 Pa提高至950 Pa后,生条根数短绒率降低,棉结尘杂粒数减少。说明适当提高集尘箱负压后,不仅提高了棉结、杂质和短绒的排除率,还能使纤维得到更充分的梳理 梳理效果有所提高,梳棉机落棉率稍有增加。但若集尘箱负压升至1 050 Pa时,梳理排杂效果变化不大,落棉率增加较为明显,但系统在高负压下运行,机器承压增大,除尘系统能耗增加。因此优选集成箱负压为950 Pa。

  3 清梳联除尘系统运行

  优化由于清梳联除尘系统设备是按照生产线设备全开、系统风量最大、压力最高的情况下进行设计的,运行中当工艺参数调整或部分机台停运后,系统的排风量和风压都会相应改变,因此也需要对除尘系统进行优化,才能满足清梳联设备的排风要求。本项目在原设计配套主风机的基础上,根据工艺要求对主风机采用变频控制,在保持除尘机组进风箱处压力的条件下,降低主风机的运行频率,以适应清梳联系统各排尘点所需风量和风压的要求,达到节能的目的。该项目每套清梳联清棉设备配置一套除尘机组,配备主风机风量50 580 m /h,全压1 602 Pa,主风机装机功率37 kW;每 台梳棉机配置一套除尘机组,配备主风机风量41 400 m /h,全压1 965Pa,主风机装机功率37 kW。在所纺品种在跳转双轴流开棉机的情况下,清棉除尘系统优化前后运行效果如下。

  4 结论

  为保持清梳联系统设备的良好开松、除杂和混和效果,需要根据原棉特点和产品规格,对各主机设备的主要工艺参数进行优化,才能保证系统设备的高效运行,并改善生条质量。针对采用100%新疆棉(含杂在 %~3%)纺制的C 14.6 tex纱品种,清梳联采用的“一抓,一开,双混,双清,双除,多排,多梳”的工艺配置,通过采取优化各部打手速度、尘棒隔距、风口负压等措施,充分发挥各单机的作用,有效去除原棉中的棉结、杂质、短绒等,做到“早落少碎,逐步开松”的效果。

  合理配置梳棉机参数 采用“低喂高梳”的梳理方案,优化分梳效果,减少纤维损伤,提高生条质量。清梳联设备对系统排风量和风压的要求比传统开清棉设备更高、更严。优化清梳联工艺的同时需要对除尘系统进行调整,特别是清梳联除尘器吸风箱压力,应根据清梳联设备开启情况和设定的运行参数进行调整,保证适当压力数值,以保证产品质量和节能运行。通过对一机两线清梳联除尘系统进行优化,采用变频控制除尘系统主风机,每套清梳联除尘系统综合节电打啊17.8%,每年可节约电费8.22万元。

  参考文献:

  [1] 陈玉峰 清梳联开清工艺优化实践[J].棉纺织技术,2011,39( ):31 34.

  [2] 黄海涛,刘慧娟 提高国产短流程清梳联生条质量的工艺实践[J].棉纺织技术,2016,44( ):43 46.

  [3] 阿尔孜古丽 乌休尔 国产清梳联的工艺优化[J].棉纺织技术,2015,43(10):50 52.

  [4] 郭东亮,董志强 浅析 JWF 系列清梳联流程的优化配置[J].棉纺织技术,2017,45(10):43 48.

  [5] 董志强,宋博 清梳联系统风量风压的优化[J].棉纺织技术,2012,40( ):36 39.[6] 赵书国,黄美英 梳棉机工艺配置与生条短绒率关系的探讨[ ] 棉纺织技术,2008,36( 6) :.

  作者:”刘艳杰 1 邱万福 2 周义德

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