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(duì)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(fù)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(jì)效益，還可以保護(hù)環(huán)境，減少大氣污染。本文比較詳細(xì)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(duì)其自動(dòng)控制方法做了簡(jiǎn)單介紹.重點(diǎn)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(jì)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(dòng)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(gè)：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(dòng)條件，保護(hù)職工健康，提高勞動(dòng)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(jì)、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(duì)紡織廠的特點(diǎn)，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(wàn)米3/時(shí)?？照{(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(jì)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(jī)和水泵是空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備，同時(shí)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(diǎn)。選擇合適的空調(diào)風(fēng)機(jī)和水泵，盡可能減少設(shè)計(jì)富余量，避免大馬拉小車。同時(shí)把風(fēng)機(jī)電機(jī)改為變頻調(diào)速控制，從而改變了一年四季空調(diào)風(fēng)機(jī)只能有一種轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況，實(shí)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(jiān)持實(shí)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(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇、傳統(tǒng)紡織行業(yè)整體利潤(rùn)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(shí)調(diào)整空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)時(shí)，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(yùn)行臺(tái)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，減少這部分能耗費(fèi)用，進(jìn)而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力?？照{(diào)操作人員更應(yīng)提高責(zé)任心，加強(qiáng)巡回檢查調(diào)節(jié)，針對(duì)車間情況迅速做出反應(yīng)，力求花費(fèi)較少的能耗費(fèi)用來(lái)達(dá)到最佳的溫濕度效果。同時(shí)，防止過(guò)分強(qiáng)調(diào)節(jié)約能源而使生產(chǎn)車間溫濕度狀況惡化，嚴(yán)重危及操作人員的身心健康。以前，風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)行，存在啟動(dòng)電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備，時(shí)常出現(xiàn)泵損壞同時(shí)電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。而采用電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)后系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達(dá)到30～40%左右，且變頻調(diào)速具有經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率高、調(diào)速范圍廣、速度變化平滑、易操作、免維護(hù)、控制精度高等特點(diǎn)，并可不用更換電機(jī)，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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。通過(guò)流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)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(tái)紡織空調(diào)使用的55kw風(fēng)機(jī)為例。運(yùn)行工況仍以24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，其中每天11小時(shí)運(yùn)行在90%負(fù)荷（頻率按46hz計(jì)算，擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按98%計(jì)算），13小時(shí)運(yùn)行在50%負(fù)荷（頻率按20hz計(jì)算，擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按70%計(jì)算）；全年運(yùn)行時(shí)間在300天為計(jì)算依據(jù)。

則變頻調(diào)速時(shí)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(kāi)度時(shí)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(jì)算，則采用變頻調(diào)速每年每臺(tái)可節(jié)約電費(fèi)約5.1萬(wàn)元。

（2）另外還有水泵參數(shù)為：型號(hào)6sa-8，額定流量53.l/s，揚(yáng)程50m；所配電機(jī)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(dá)42.1%。實(shí)踐證明，變頻器用于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制場(chǎng)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(hù)、維修費(fèi)用。直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，設(shè)備一次性投資通常可以在9個(gè)月到16個(gè)月的生產(chǎn)中全部收回。

5 結(jié)語(yǔ)

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(jìn)和發(fā)展。我們公司為了讓空調(diào)系統(tǒng)提高到一個(gè)新的檔次——高效、節(jié)能，對(duì)公司九套空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，既保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，又達(dá)到了高效、節(jié)能的效果，年節(jié)約100余萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲凱陽(yáng)，胡德祥，王連吉，呂鳳海.中央空調(diào)冷卻水泵變頻節(jié)能的討論[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2009，16（5）：32-33.

[2]明婧.既有建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造[J].低溫建筑技術(shù)，2011，22（5）：65-66.

[3]薛遵義，李宜陽(yáng).中央空調(diào)采用合同能源管理節(jié)能的應(yīng)用實(shí)例[J].節(jié)能，2010，19（10）：14-15.