籽棉干燥系統(tǒng)的應用與思考

■劉曉陽

〔農(nóng)一師八團棉花加工廠，新疆阿克蘇 843000〕

隨著我區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和棉花市場化流通體制改革的逐步深化，機采棉在各團場的推廣種植逐年增加，其固有的品級問題、收獲期相對集中且存貯不易、異性纖維以及水雜大等特點給棉花加工帶來新的挑戰(zhàn)，同時，近幾年大量的收儲也造成各團場棉花加工質(zhì)量競爭的進一步加劇，籽棉加工得快、質(zhì)量好，團場的經(jīng)濟效益也就越高。下面就機采棉加工生產(chǎn)線上，籽棉干燥系統(tǒng)在機采籽棉清理過程中的應用談談個人的看法與思考。

一、籽棉干燥系統(tǒng)在機采籽棉清理過程中的應用

眾所周知，在棉花加工過程中，籽棉回潮率不僅影響雜質(zhì)的清理效果，對皮棉的內(nèi)在品質(zhì)也有很大的影響。實踐證明，在籽棉清理過程中，對于回潮率在5%左右的籽棉，雜質(zhì)與棉纖維的摩擦力較小，所以此時籽棉所含雜質(zhì)比較容易清除掉。同時，籽棉回潮率在6.5%～8.5%之間時，能保證良好的加工性能，獲得最佳的軋工質(zhì)量，體現(xiàn)出纖維在最佳狀態(tài)下的天然色澤，尤其新的棉花國家標準實施，以棉花色澤定級后，就更加突出。在機采籽棉清理工藝中引入籽棉烘干工藝后，有效地控制了生產(chǎn)線上籽棉的回潮率，籽棉清雜效率明顯提高，近幾年，農(nóng)一師推廣種植機采棉后，我團為保證機采籽棉能夠及時按期加工，分別于2011年和2012年對171車間和121車間進行技術升級改造，兩條加工生產(chǎn)線經(jīng)過兩年的加工生產(chǎn)，通過實踐證明了籽棉干燥系統(tǒng)具有以下特點。

1.籽棉干燥系統(tǒng)由于使用燃煤熱風爐作熱源，使用成本較使用直燃式燃油爐作熱源節(jié)約近60%，同時操作及日常維護更加方便。

2.通過跟班實測，干燥后籽棉平均回潮率降低3%，最高降低4%。

3.有效地解決了籽棉回潮率過高對雜質(zhì)清理效率和設備正常運轉(zhuǎn)率的影響，降低了皮棉的含雜率，入儲皮棉公檢連續(xù)多年全師第一。

4.生產(chǎn)線加工能力顯著提高，皮棉日產(chǎn)量提高了約10%，加工周期較往年縮短近3周。

因此，隨著兵團全面推廣機采棉技術，合理科學地在加工生產(chǎn)線中配置和使用籽棉干燥系統(tǒng)，就顯得尤為突出和重要。

二、籽棉干燥系統(tǒng)在應用過程中存在的問題及解決辦法

在籽棉干燥系統(tǒng)使用過程中，我們也深刻地認識到，目前的該系統(tǒng)也存在著一些問題，主要表現(xiàn)在以下兩方面：

1.系統(tǒng)配套費用高。

首先是系統(tǒng)熱風源配套費用，由于該系統(tǒng)采用燃煤熱風爐作熱源，在其安裝時需配套做相應的熱風爐基礎及彩鋼房，用工成本的增加，這部分費用也在逐年上揚，目前保守估計一臺熱風爐配套費用近15萬元。

其次是必須配備熱風爐操作人員，每臺熱風爐配備兩名（白班和夜班各一人）操作人員，隨著用工成本的提高，這部分費用也顯得日益突出。

2.使用成本高、能源浪費嚴重也將逐步顯現(xiàn)。

這主要從工藝角度來考慮，目前市場上現(xiàn)有的籽棉干燥設備原理相近，都是利用高溫熱風輸送籽棉過程中，熱風與籽棉相對運動的速度差以及棉纖維的吸放濕特性，來將棉纖維內(nèi)多余的水分帶走而達到烘干的目的，這種方式的優(yōu)點是，棉纖維放濕過程快，干燥強度、干燥一致性都好，能夠滿足生產(chǎn)線不同產(chǎn)量的需求。但另一方面，由于籽棉的輸送需要滿足一定的風速要求，以管道直徑為d=380 mm，籽棉輸送風速v=20 m/s計算，每臺籽棉干燥塔所需風量為：

一條機采棉生產(chǎn)線按需要四臺干燥塔計算，每小時所需風量接近40000立方米，生產(chǎn)過程中，需要將這部分風量加熱到150℃左右（初始溫度假定為0℃），所需的熱量按下列公式：

式中：取ρ=1.2 kg/m3；

計算所需的熱量為：

完成籽棉干燥過程后，經(jīng)實測這部分風量的溫度雖降低明顯（管道負壓輸送，漏風引起溫度降低，以及籽棉溫度升高引起溫度降低），但濕度升高不明顯，說明這部分風量吸收水分的能力沒有充分發(fā)揮出來就被不斷地排出，造成大量的熱量浪費，無形中增加了使用成本。

如果在考慮設計籽棉干燥設備時，籽棉的輸送采用傳動帶（或鏈）來實現(xiàn)，用來干燥籽棉的高溫熱風不參與籽棉的輸送，只負責對回潮率高的籽棉進行干燥，這樣就可以大大減少干燥用熱風的風量，節(jié)省動力的同時，減少能源的消耗。若按照單位時間內(nèi)需要干燥籽棉的回潮率變化來設計風量，以一條機采籽棉生產(chǎn)線為例，每小時12 t的籽棉處理能力，需要將籽棉回潮率從平均約15%降到8%左右，不考慮籽棉雜質(zhì)等的重量，每小時需要從籽棉中帶走的水分約為12000×（15%-8%）kg=840 kg，假定完成干燥過程后熱風的溫度為70℃，濕度為20%，查得對應的空氣含濕量為40.8 g/kg（干），計算每小時能帶走水分約 840 kg，就需要 840×1000/40.8（kg）=20588 kg干空氣，即一條12 t機采棉生產(chǎn)線僅需要約20588/1.2（m3/h）=17156.86 m3/h干空氣，如果同樣條件下將17156.86 m3/h空氣加熱到150℃，需要的熱量僅為約2872 kJ/h（68.6萬大卡/h），與目前干燥形式相比，至少節(jié)能50%。

在新的籽棉干燥設備研究與開發(fā)上，不僅要注意設備自動化程度的提高，減少操作人員的參與，還要考慮到能耗盡可能少，這樣才能做到保證棉花加工設備良好的加工性能和正常運轉(zhuǎn)率的同時，加工出優(yōu)質(zhì)、低耗的皮棉，為棉花加工企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。