摘要：為了對紡紗廠能耗情況進行量化分析，以11.52萬錠集聚紡生產線為例，介紹了工藝流程和設備配臺，統計了各工序主輔機、空調、除塵、制冷和照明等設備的總裝機功率，對生產中實際總功率進行了測試，并對各類設備額定功率占比和實測功率占比進行了分析對比，找出無效能耗產生的原因和節能技術改造的項目。提出了一系列措施，包括采用空調風機變頻控制，除塵系統和精梳吸落棉系統采用恒壓變**系統控制，細紗機吸棉風機與單定監測系統采用關聯控制，優化集聚紡負壓風機頻率，避峰用電等。采用上述綜合節能技術措施，全年可節約用電319.4萬kW•h，實現全廠綜合節電5.7%的目標。

關鍵詞：紡紗廠；能耗；量化分析；主輔機；空調和除塵；額定功率；實測功率

0.引言

現代新型紡織廠不斷朝著規模大型化、設備自動化、運行高速化的方向發展。每萬錠裝機功率達到1100kW以上，具有連續運行、負荷率高的特點?？諌?、空調除塵及吸落棉設備裝機功率高，用電負荷大，使實際能耗**。在運行管理過程中，分析統計各工序設備的裝機功率和實際能耗情況，找出具有節能改造潛力的部位，采用成熟節能技術和有效管理措施，降低無效能源消耗，是企業節能增效的有效途徑。本研究根據某新建的現代化11.52萬錠集聚紡紗生產線的具體情況，通過對主輔機裝機功率統計、實際能耗測試和用能情況分析，理清紡紗車間空調除塵設備的裝機功率與實際功率比，以找出節能運行管理的部位，并就幾種行之有效的節能措施進行討論。

1.紡紗生產線能耗情況分析

大小與車間主機工藝配備有關，現以某11.52萬錠集聚紡生產線為例進行分析。

1.1工藝流程與設備配置

該紡紗生產線設計規模11.52萬錠，主機為新型國產設備，主要紡制中細特精梳棉紗，工藝流程和設備配置數量如下。JWF1012型往復式抓棉機（3臺）→FA103B型雙軸流開棉機（3臺）→JWF1102型單軸流開棉機（3臺）→JWF1026-160-10型多倉混棉機（4臺）→JWF1124C-160型單輥筒清棉機（4臺）→JWF016型異纖機（4臺）→JWF1054型除微塵機（4臺）→JWF1204B型梳棉機（50臺）→JWF1313型并條機（12臺）→JWF1383型條并卷機（6臺）→JWF1278型精梳機（35臺）→JWF1312B型并條機（12臺）→JWF1458A型粗紗機（18臺）→JWF1566JM型細紗機1200錠（96臺）→VCRO-E型自動絡筒機72錠（26臺）。

輔助設備有清梳聯除塵系統9套，精梳吸落棉系統4套，前紡空調系統4套，細紗空調系統8套，絡筒空調系統2套。空壓機3臺，兩用一備，設計供氣量64.4Nm3/min，供氣壓力0.85MPa。車間占地面積40986m2。主車間采用輕鋼門字形結構，附房采用鋼筋混凝土框架結構。工廠地點在河南某地。

1.2主輔機裝機功率

按照設備銘牌統計設備裝機功率，分工序主輔機設備裝機功率匯總如表1所示。

表1分工序主輔機設備裝機功率一覽表

從表1可以看出，包含制冷設備時，合計總功率13550.6kW，其中各設備裝機功率占比為：主機73.2%，空調14.0%，除塵4.2%，空壓2.1%，制冷5.0%，照明1.5%。由于近年來紡織設備自動化程度不斷**，清梳聯工序裝機功率有較大**。按主輔機計算，車間主機設備裝機功率占比73.2%，空調設備占比14%，除塵設備占比4.2%，空壓制冷設備占比7.1%。按工序計算，清梳聯工序占比11%，精并粗工序占比12.7%，細紗工序占比58.7%，絡筒工序占比10.1%。由于制冷設備在夏季熱月視情況運行，按常年運行設備分類，主機設備裝機功率占比77%，空調除塵裝機占比18.2%，除主機設備外空調除塵是能源消耗大戶。

1.3主輔機實際能耗

根據紡紗各工序設備的具體特點，設備配備功率的保險系數和負荷系數都存在差異，造成設備裝機功率和實際能耗相差較大，運行中各設備的實測用電量真正體現了設備的實際能耗情況。以車間正常滿負荷生產中細特集聚紡紗為基礎，2020年1月至6月我們對車間總用電量和空調除塵系統用電量進行了實測統計，如表2所示。

表2車間總用電和空調除塵用電情況統計

從表2中用電量統計情況可知，在不開制冷機的情況下，由于主機裝機功率大，負荷系數沒有空調除塵設備的高，主機實際功率占比沒有安裝功率占比高?？照{系統采用了空調溫濕度自動控制技術，車間空調系統的耗電量，正常月份仍占車間總用電量13%~13.9%，略小于裝機功率14.7%占比。除塵系統由于采用工頻運行，實耗功率占車間總電量的6.5%~6.9%，大于裝機功率4.4%的占比。在沒有開啟制冷的情況下，空調除塵用電量占車間總用電量的18.5%~20.7%，說明空調除塵系統的耗電量不可忽視，是節能運行管理的程序。

從表3可以明顯看出，主機設備安裝功率比濾塵設備配套功率高，主機安裝功率占比61.4%~70.8%，配套除塵設備功率占比為29.3%~38.6%。但主機實耗功率占比只有41.3%~53.3%，負荷系數為0.374~0.435；由于除塵設備采用設計配套風機參數直接開車，除塵設備實耗功率占比為46.7%~58.7%，設備負荷系數0.791~0.983。說明濾塵設備的負荷系數很大，實耗功率占比**，能耗較大，是節能運行管理的重點。

2. 主要節能措施研究

2.1空調系統節能

空調系統能耗是繼主機設備后的一大戶。由于空調系統是按車間設備全開、設備發熱量大、夏季室外溫濕度參數高的狀態進行設計配套的。運行中多數情況車間冷負荷小于設計值，這就要求空調系統要隨著車間負荷的變化隨時進行調節，采用算法準確的空調自動控制系統很有必要。在保證車間溫濕度和氣流穩定的前提下，把節能調節作為重要考慮因素，利用室外合適的新風，以減少風機、水泵運行頻率，達到節能降耗的目的。在空調調節過程中，自控系統利用熱焓比較，采取新風冷量優先，分段準確節能控制的措施。在水泵和風機的調節過程中，區別對待水泵和風機的先后順序，需要降速運行時，先降大功率電機后降小功率電機。需要升速運行時，先小功率電機后大功率電機，節省電耗。為分析風機變頻調速的能耗情況，以30kW軸流風機為例，進行各頻率段能耗檢測，實測能耗情況如表4所示。

表4風機不同頻率下實測能耗對比

從表4可以看出，頻率每降低1Hz，風機實測功率降低1kW~1.6kW，符合風機功率與轉速3次方呈正比的基本規律。在冬季低速運行的情況下，甚至能降到原風機能耗的50%。風機能耗雖然隨著頻率降低下降，但風機低運行頻率不宜低于35Hz，否則會大幅降低送風量和送風壓力，影響車間氣流組織和換氣。表4中35Hz~45Hz為風機設定的常規運行頻率段，在額定頻率的70%~90%之間，節能效果明顯。

2.2除塵系統節能

一般設計人員依據主機設備廠家提供的除塵排風量、壓力參數，適當乘以安全系數來進行除塵設備和風機風量和壓力的配備。在實際運行中多數系統呈現運行風量偏大，壓力較高的現象，造成系統無效能耗增加。從表3可以看出，除塵設備的實際能耗接近于主機設備的實耗功率，是一個不容忽視的問題。

用恒壓變**控制自適應除塵系統，通過保證主要吸風口負壓的方法，適應不同品種、不同運行情況下除塵及吸落棉設備的運行，可**濾塵系統設備綜合節能。采用恒壓變**自適應控制系統改造，可使清梳聯除塵系統在主機正常運行的情況下主風機實耗功率下降25%以上。降低除塵吸落棉系統無用能耗，是濾塵吸落落棉系統節能改造的有效方法。

另外，把控好濾塵和吸落棉等輔機設備的開關車時間，做到緊跟車間主機設備停開車，減少輔機設備無用能耗時間，杜絕電能浪費?？梢圆捎弥鬏o機設備聯動的形式進行聯鎖控制，通過聯鎖電路使輔機設備緊跟主機設備實現先開后停，減少輔機設備開車過早、停車過晚造成的電能浪費。

以本案為例，若對清梳聯除塵及精梳吸落棉系統進行恒壓變**改造，按表3中除塵系統實際能耗，按保守數據15%節能計算，該車間每月可節電4.5萬kW·h，全年可節電54萬kW·h。

2.3細紗吸棉風機節能試驗

一般細紗吸棉風機都是以50Hz額定頻率工作，無論斷頭多少，吸棉風機一直高速運行。參考細紗吸棉風機節能改造經驗，利用主機單錠監測裝置，與吸棉風機變頻器進行關聯，根據斷頭數量來控制吸棉風機的運行頻率，以達到節能降耗的目的。以1070錠118﹟細紗機為例，吸棉風機7.5kW，紡紗品種JC9.8tex，錠速20000r/min，落紗長度5717m。利用單錠監測裝置關聯控制吸棉風機變頻器，控制風機運行頻率，將吸棉風機低頻率設定為35Hz，工頻運行時少斷頭根數為50根，每個頻率段運行試驗6h，在車間生產不受影響的情況下吸棉風機能耗試驗結果如表5所示。

2.5科學調度避峰用電

國家電網供電，一般采用峰平谷電價階梯供電，峰平谷每個時段各占8h，以平段電價為基礎，峰段電價是平段電價的1.5倍，谷段電價只是平段電價一半。一般清梳生產能力較大，主要以“保供應"為主，利用谷段、平段低電價時段，前紡多做儲備，減少峰段開車時間，節約電費。以本車間為例，清梳聯實際功率788.2kW，若按平均每天峰、平段各減少運行1.5h，每天峰段、平段可分別少用電1182.3kW•h，每年可節約電費39.73萬元