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服装工厂蒸汽节能解决方案浅析

2011-3-2 10:53:39    作者：  网友评论 0 条   文章来源：中外缝制设备
    中国纺织经济研究中心提供的一份最新研究报告显示，目前，中国纺织工业总耗能占全国工业总耗能的4.3%，规模以上企业用水量占全国工业企业的8.51%，废水排放量占全国工业废水排放总量的10%。总体来看，多数纺织服装企业节能减排投入不足，先进工艺装备采用率较低，行业节能减排整体工作依然任重道远。
    在国家采取各种措施力促节能减排的同时，丹麦、荷兰、芬兰、瑞典、挪威等国家已经开始实施碳关税或者能源税。中国纺织工业面临严峻的低碳考验。中国纺织工业协会副会长孙瑞哲在之前举行的中国纺织服装行业节能减排绩效评价活动启动仪式上说：“现在对纺织产业来说，一个重大的挑战就是我们怎么摆脱这种能源消耗型和污染型历史的帽子，走向绿色产业之路。”
    就服装企业而言，除了从源头上——面料采购把控污染、排放等问题外，还需从生产角度出发，衡量企业对环境的影响。以一条400克的涤纶裤为例，如果寿命为2年，洗涤、烘干、熨烫会产生二氧化碳排放47千克。为实现纺织服装行业的可持续发展，企业要大力发展低碳工艺、清洁生产工艺、环境治理技术、节约资源和资源循环技术。
    本文以蒸汽节能为切入点，浅析了服装工厂蒸汽产生及使用过程中存在的问题，并提出了几点蒸汽节能的解决方案。
　　1 存在的问题
　　1.1 蒸汽的产生与质量
    目前，中国仍有90%的服装企业使用烧煤锅炉来产生蒸汽。这种蒸汽产生方式采用锅炉、烫台、熨斗分体模式，易产生污染、浪费、安全等问题。这种蒸汽产生方式还易使蒸汽的质量不高，具体表现在：含水量太高，易造成熨斗漏水；出口蒸汽压力和温度低，这是造成漏水现象的根本原因。
　1.2 管道工程设计与施工
    从目前服装企业的管道工程设计来看，普遍存在管道工程设计不重视、不专业、不规范等现象，如管道口径偏大、管道施工不强调坡度设计等，有些管道坡度不仅偏小，甚至还低于零水位，造成倒回水。这些问题易造成蒸汽浪费、漏水等现象，如漏水严重还会影响整烫品的质量。有些企业甚至还在使用镀锌管，存在安全隐患。
    此外，绝大部分管道没有安装或部分安装相关配件，如汽水分离器、减压阀、疏水阀等。这些配件对蒸汽都有很好的节能作用，但很多企业不重视。管道保温与绝热也十分重要，很多服装厂不注重，增加了蒸汽损耗（图1）。

  图1 汽水分离器在蒸汽管道中的应用
　1.3 尾气浪费严重
    目前服装行业在用的熨斗多未经改造，由主管道直接供应蒸汽，熨斗排出的尾汽经回水管道直接排放到工作车间外，这种做法对蒸汽及其热量的浪费相当严重。服装工厂一般有两种传统的安装法：尾气直接排放安装法和终端冷凝水回收安装法。前者的烫斗都由主管道直接供汽，所有烫斗排出的尾汽经回水管直接排放到工作车间外。据测算，该安装法能量和水的浪费率高达30%～45％。 后者的熨斗也是由主管道直接供汽，只是在锅炉房旁边增加了一个回水箱，尾汽经回水管送到回水箱，这种方法可回收冷凝水25%～45％，但实际热能的回收利用却非常少。

　2.1 高质量蒸汽是关键
    业内专家黄国平认为，很多熨斗漏水问题的产生都是由于蒸汽品质不佳引起，高品质蒸汽应具有稳定和正确的压力与温度，高品质蒸汽应干燥，不含水分（冷凝水和锅炉卤水），高品质蒸汽应洁净、无色、无味，不含水垢、焊渣、铁锈及其它固体杂质，高品质蒸汽中不含空气和其它不凝性气体。
    他认为，稳定而正确的压力控制是确保整烫设备、全蒸汽熨斗使用温度的首要条件。为此，首先应根据服装企业熨烫工艺流程及设备平面布置要求，按照整熨设备、全蒸汽熨斗包括电加热蒸汽熨斗配置数量来计算确定选择蒸汽锅炉的容量及压力。很多服装企业喜欢在锅炉房内对蒸汽进行集中减压，或锅炉在低压下运行，认为这样可以降低成本、节约能源。但实际情况却恰恰相反，选择高压输送，首先锅炉在更高的压力下运行，可以提高锅炉的蓄热能力，应付负载突变。而低压运行的锅炉对峰值负荷的应变能力弱，容易产生汽水共腾现象。
　2.2 蒸汽节能从源头开始
    广州立本电器有限公司董事长陈高永曾在接受某媒体采访时指出，可利用变频电加热蒸汽发生器实现对生产线的灵活编排，真正实现流水线作业。他以传统燃油锅炉或煤锅炉为例，一个大锅炉产生的蒸汽可供50个或100个烫工用，但如果只有25个烫工工作，也需照常供汽，而变频电加热蒸汽发生器可以精确到每个人、每一台机器。目前，小规格、小功率的电加热蒸汽发生器在服装企业使用较多，如3千瓦1拖1、6千瓦1拖2型的电加热蒸汽发生器。有关专家建议，企业在选用此类设备时，应首选直本、威士等知名企业产品，既可省电，又能节约蒸汽。黄国平认为，要想延长电加热蒸汽发生器的使用寿命，必须每天坚持带压排污，放空炉胆内的冷凝水，使电加热管处于干燥状态。不少懂行的服装企业会在电加热蒸汽发生器后布置回水排污管道。
    据有关专家测算，国内中小型燃油、燃汽锅炉蒸汽的含水量平均在10%～15%，尤其在管道下游蒸汽负荷不稳定、锅炉运行压力偏低时，容易产生汽水共腾现象。大量卤水的存在严重影响蒸汽品质，降低蒸汽热量输出，更严重的是由于卤水中含有很高的氯离子，会使用气设备出现苛性脆化现象，造成设备损坏，危及生产和人员安全。
　2.3 重视蒸汽管道口径选择
    上海青木实业发展有限公司为日本青木在中国的分公司，主要销售特殊设备和专用的自动化设备，为服装生产企业提供整体蒸汽节能解决方案及设备。该公司副总经理蒋涛悦认为，目前很多服装工厂的管道口径（直径）都偏大。以27.6毫米内径为例，在0.5兆帕时，蒸汽流量在230千克，而一台压机的每小时连续消耗量约为20千克，实际约为12千克（60%），所以最少能使用11台压机。同等条件下，如果用35.7毫米内径，在0.5兆帕时，蒸汽流量在310千克，蒸汽富裕量为每小时80千克，这就是浪费，所以管径选择越大浪费就更大，熨斗、压机漏水的现象也就更严重。
    黄国平认为，选择蒸汽管道口径应适中。口径选择越大，蒸汽流速越低，管网费用增加，散热损失和冷凝水相应增多；口径选择偏小，蒸汽流速过高，易造成高压降、用汽点压力不足或蒸汽量不够，且易产生管道冲击和水锤现象。据其介绍，目前中小型服装企业一般从锅炉房分汽包输入口开始选用的蒸汽管道口径最小为40毫米，最大为50毫米，室外蒸汽管道多选用Φ45×3.5毫米或Φ57×3.5毫米无缝钢管为输送主道，室内蒸汽管道多选用Φ32×3毫米无缝钢管，室内蒸汽疏水装置主配管多选用Φ38×3.5毫米无缝管。

    某服装工厂锅炉房供汽管道至车间约200米，管径DN50，车间共3层楼用汽，每层配置一条DN50母管、DN25冷凝水回水管，每层管长约40多米，每层蒸汽干管坡度0.003，末端设了一个疏水阀，锅炉房至车间管道上设了2个疏水阀。因为熨斗用汽压力有限制，所以锅炉出口蒸汽压力不能太高，管道没装减压阀。目前在使用的熨斗只是干管前端10只（共25只），用熨斗时带水严重。
    业内专家指出，在气压不高，且没有过热的情况下，该厂设计的坡度明显偏小，至少要0.005。蒋涛悦认为，蒸汽管道设计最佳的坡度应为100：1，以加快管道内水的流动。而目前绝大部分工厂设计的蒸汽管道与地面平行，回水的排出速度过于缓慢，而水和蒸汽混在一起时水会逐渐吃掉一部分蒸汽。这不但会造成很大的浪费，还会严重影响到整烫产品的质量。黄国平则指出，要缓解水锤现象、防止管道破裂，需重视管道坡度设计，一律倾向疏水旁通装置，建议每隔30～50米安装一个疏水旁通装置，同时在管道向上拔高时在底部安装疏水阀。管道坡度倾向与蒸汽流动方向相同时，一般采用0.003坡度；坡道倾向与蒸汽流动方向相反时，应采用0.005坡度（图2）。

   图2 蒸汽管道走向应合理
    蒋涛悦指出，蒸汽管道的走向合理也很重要。首先总蒸汽进管应为低，支管应为高，原理为蒸汽向上走、水往低处流，所以支管才能够获得比较干燥的蒸汽，减少蒸汽的损失。而很多工厂安装的情况正好相反，容易积水且增加了蒸汽的损耗。正如黄国平所言，输送蒸汽支管应从主管道的上方拔高取汽，从主管道底部或侧部链接，虽然焊接简单，但冷凝水也会随之进入支管道。
    此外，蒋涛悦建议：压机管道与熨斗管道、压机回水管与熨斗回水管分开。其实也就是高压管道（0.5兆帕）与低压管道（0.3兆帕）的分开，如果不分开，容易造成熨斗损坏，而且容易漏水，同时还会造成面料表面的损伤（如极光等），增加蒸汽的消耗。
　2.5 安装相关配件
    上面服装企业的蒸汽管道之所以出现严重的带水问题，还有一个原因——每层主管太长。需要在主管中部增加疏水阀。青木公司设计的管末疏水阀系统由过滤网（管道过滤器）、疏水阀、观察器（窥视镜）、单向阀（止回阀）组成，能够直观地了解疏水阀的工作情况。而现在大部分工厂现有的管道只安装了疏水阀，不能及时了解疏水阀的工作情况，容易产生问题。因为一旦疏水阀工作不正常，就会增加蒸汽的消耗量，熨斗和压机的漏水概率也会随之增加，造成不必要的浪费。
    此外，还可增设汽水分离器。根据青木公司提供的资料显示：管线长度一般为40米左右，根据蒸汽管道压力损失的情况，以27.6毫米内径为例，在0.5兆帕时，20米左右处蒸汽管道的管损为0.024兆帕，管损造成压力下降，20米左右处管内的水分就会增加。所以，如在此位置加装汽水分离器，就可减少蒸汽的损耗。

服装工厂蒸汽节能解决方案浅析(2)

2011-3-2 10:53:39    作者：  网友评论 0 条   文章来源：中外缝制设备
    安装减压阀也有助于蒸汽节能。加装减压阀是为了起到调节蒸汽压力、减少不必要的蒸汽流量、固定温度的作用。以27.6毫米内径为例，0.5兆帕时，蒸汽流量为每小时230千克，0.6兆帕时，蒸汽流量为每小时260千克。而一般工厂的使用压力为0.5兆帕，浪费高达12%（图3）。

    图3 减压阀
    青木公司还建议，增加熨斗及压机用疏水阀。为了用汽干燥，全蒸汽熨斗在使用中必须将尾气阀门敞开，输入的蒸汽本身有压力，操作稍有不慎，便会造成很大的蒸汽回水。以4台日本产熨斗为例，0.3兆帕时，蒸汽的消耗量为每小时12千克，安装熨斗疏水阀后，能减少4.8千克的蒸汽。4台普通压机使用压力为0.5兆帕时，蒸汽的消耗量为每小时80千克，安装疏水阀后能减少32千克的蒸汽。疏水阀的作用就是排水和闭气，能减少不必要的蒸汽损耗。黄国平建议企业选用进口疏水阀，目前国产疏水阀质量普遍不过关。
　2.5 不应忽视的环节——管道保温和绝热
    很多工厂容易忽视对管道的保温和绝热。黄国平认为，热力管道和附件外面都应该保温和绝热，其作用是减少热损耗、防止热媒冻结，使表面温度低于50摄氏度，避免烫伤人，此外还可减轻外界对管道的侵蚀破坏。一段未作保温和绝热措施的钢管会带来大量蒸汽损耗。
　2.6 让蒸汽循环利用
    每次看见从蒸汽管道排出的尾气被白白浪费，浙江奥奔妮服饰有限公司设备科科长李毅就会皱起眉头，尤其近几年煤价大涨之后，李毅的眉头皱得更深了。目前，在服装行业整烫车间“雾气朦胧”的景象随处可见，每年浪费的资源不计其数。为节能降耗，提高产品质量和工作效率，一种针对原蒸汽系统进行改造的“一汽三用”技术应运而生。