1 引言　

　 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。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的高度發(fā)展和應(yīng)用變頻器的節(jié)能效果更為顯著。目前，我國(guó)紡織企業(yè)所使用的空調(diào)型式眾多，但總的要求和功能是一致的，既能使車間的溫濕度保持在所要求的范圍內(nèi)，又能使車間的飛花和塵埃含量控制在允許限度內(nèi)，同時(shí)要保持足夠的新鮮空氣補(bǔ)入車間以利于操作人員的身體健康。本文簡(jiǎn)要介紹了變頻調(diào)速技術(shù)，同時(shí)對(duì)變頻調(diào)速器在紡織空調(diào)行業(yè)的用途和性能優(yōu)點(diǎn)做了概括總結(jié)，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。

2 紡織空調(diào)流程流程介紹

　 現(xiàn)代紡織空調(diào)是隨著新中國(guó)紡織工業(yè)的發(fā)展而逐步建立起來(lái)的，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。此外，在保證紡織企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和衛(wèi)生條件的同時(shí)還必須要考慮系統(tǒng)節(jié)能。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)幾種空調(diào)方案進(jìn)行認(rèn)真比較分析，從而決定合適的空調(diào)方式。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，各主要車間宜采用雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。筒搖、準(zhǔn)備車間在現(xiàn)階段一股可采用單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。、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。在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，應(yīng)設(shè)空調(diào)管理人員值班室，如有集中自動(dòng)控制屏宜放在值班室內(nèi)。紡織車間空調(diào)參數(shù)的設(shè)定與能源消耗是密切聯(lián)系在一起的。據(jù)統(tǒng)計(jì),夏季紡織廠車間溫度每降低1℃,就需多耗冷量約10%，冬季紡織廠車間溫度每提高1℃,也將消耗很大的熱能。例如我公司車間在冬季車間溫濕度考核指標(biāo)將溫度下限定在24℃，僅靠車間的散熱量和車間的回風(fēng)，車間溫度能維持在22℃，空調(diào)工為了溫濕度正表率也就被迫開光管加熱器進(jìn)行加熱調(diào)整，但光管加熱器對(duì)空氣的處理是升溫降濕過(guò)程，所以需要增加蒸噴進(jìn)行等焓加濕，結(jié)果為了考核指標(biāo)溫度提高2℃，浪費(fèi)了大量的熱能。圖1、圖2是紡織廠空調(diào)設(shè)備的具體平面圖。

圖1 紡織廠空調(diào)設(shè)備平面圖1

圖2 紡織廠空調(diào)設(shè)備平面圖2

3 紡織空調(diào)變頻控制系統(tǒng)改造思路

　風(fēng)機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備，紡織空調(diào)原來(lái)使用的大多為仿蘇制y系列軸流風(fēng)機(jī)，其特點(diǎn)是風(fēng)量小、耗電大、效率低，皮帶傳動(dòng)，運(yùn)行成本高，有時(shí)還會(huì)形成“煤灰紗”，影響產(chǎn)品質(zhì)量。后來(lái)改造為fz系列軸流風(fēng)機(jī)后，電機(jī)軸與風(fēng)葉直聯(lián)，不需要皮帶傳動(dòng)，提高了運(yùn)行效率，且為雙速風(fēng)機(jī)，有高、低兩種轉(zhuǎn)速可滿足不同季節(jié)車間的需要，降低了運(yùn)行成本，而且便于檢修，很快得到了推廣。這期間也出現(xiàn)了一些更加便于調(diào)節(jié)、節(jié)能的風(fēng)機(jī)控制裝置，其一就是改造為變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)，這無(wú)論是加裝變頻調(diào)速器、還是加裝無(wú)級(jí)變速調(diào)控系統(tǒng)，都能使調(diào)節(jié)工對(duì)風(fēng)量的調(diào)節(jié)更自如、實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié)，并可節(jié)能；風(fēng)機(jī)和水泵是空調(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。改造后的空調(diào)風(fēng)機(jī)電控原理如圖3所示。

圖3 空調(diào)風(fēng)機(jī)變頻工頻控制原理圖(部分)

　淘汰落后的設(shè)備也是節(jié)能的有效途徑。為降低能耗，我公司對(duì)效率低、能耗高的設(shè)備進(jìn)行更新。

　 (1) 將老式深井泵換為出水量大、能耗低的潛水泵。過(guò)去的出水量80t的水泵功率為45kw，更新后的水泵出水量200t功率為55kw。

　(2) 將老式軸流風(fēng)機(jī)改為fz系列的節(jié)能風(fēng)機(jī)，并增裝變頻器，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。

　 (3) 采用新型節(jié)能噴嘴，由于新碰嘴壓力低，水量小，霧化好，所以循環(huán)水泵也由過(guò)去的15kw變?yōu)榱?.5kw。

4 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。特別是企業(yè)產(chǎn)品類同，市場(chǎng)使各類企業(yè)都處于同一起跑線上，無(wú)論是企業(yè)整體調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)作，還是車間承包獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，都迫使經(jīng)營(yíng)者不得不認(rèn)真核算生產(chǎn)成本，減少空調(diào)能耗成為一個(gè)重要方面?？照{(diào)運(yùn)行管理也由過(guò)去的以空調(diào)溫濕度指標(biāo)考核為主，逐漸過(guò)渡到以滿足生產(chǎn)工藝需要為主、空調(diào)溫濕度指標(biāo)考核為副。伴隨著這種變化，一方面對(duì)空調(diào)相關(guān)工種的調(diào)節(jié)手段、技術(shù)水平等提出了更高的要求，使調(diào)節(jié)操作人員隨時(shí)滿足不斷變化的生產(chǎn)工藝等諸方面的需要；另一方面也對(duì)傳統(tǒng)的空調(diào)運(yùn)行管理模式帶來(lái)了挑戰(zhàn)。同樣的產(chǎn)品和質(zhì)量，你的產(chǎn)品中所含的空調(diào)能耗費(fèi)用較高、產(chǎn)品的制造成本相對(duì)就高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力勢(shì)必降低。因而，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。需要注意的是，這種情況下空調(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)；對(duì)于個(gè)別區(qū)域要噴霧、單通風(fēng)等輔助調(diào)節(jié)手段并用，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。這些都是新階段空調(diào)調(diào)節(jié)方面的新特點(diǎn)、新變化。統(tǒng)計(jì)表明目前正在運(yùn)行中的產(chǎn)品存在著電機(jī)與負(fù)載匹配不合理，采用比較落后的阻力調(diào)節(jié)方式，負(fù)載的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率較差且尚有不少屬于低效率的老型號(hào)產(chǎn)品。由于額定流量和功率是按照系統(tǒng)的高負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)的，而系統(tǒng)的負(fù)荷卻常常是隨著工藝過(guò)程的需求而變化的。所以，在許多情況下，設(shè)備都運(yùn)行在額定容量以下，因此需要采用各種工況調(diào)節(jié)手段。用普通閥門通過(guò)增加流阻來(lái)調(diào)節(jié)工況，必然會(huì)消耗大量能源，同時(shí)存在調(diào)節(jié)范圍狹窄、閥門開度與流量成非線性關(guān)系，不利于自動(dòng)控制等缺點(diǎn)。而采用電機(jī)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)速具有效率高、調(diào)速范圍廣、速度變化平滑等特點(diǎn)，并可不用更換電機(jī)，影響正常生產(chǎn)。對(duì)于運(yùn)行工況需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的場(chǎng)合大多采用了調(diào)速技術(shù)，負(fù)載的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率較高，取得了比較好的節(jié)電效果。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。近年來(lái)，出于節(jié)能的迫切需要和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調(diào)速器(簡(jiǎn)稱變頻器)易操作、免維護(hù)、控制精度高，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn)；因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。

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。

　4.1 節(jié)能案例分析

　 (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)3]×300=40167.5kw·h
w2=55×13×[1-(20/50)3]×300=200772.5kw·h
wb=w1＋w2=40167.5＋200772.5=240940kw·h
擋板開度時(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=240940-58080=182860kw·h
每度電按0.5元計(jì)算，則采用變頻調(diào)速每年每臺(tái)可節(jié)約電費(fèi)9萬(wàn)多元。

　 (2) 另外還有二級(jí)水泵參數(shù)為：離心泵型號(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%。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)，受到國(guó)家政府的普遍重視，《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第39條就把它列為通用技術(shù)加以推廣。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，還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，設(shè)備一次性投資通?？梢栽?個(gè)月到16個(gè)月的生產(chǎn)中全部收回。

5 結(jié)束語(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。同時(shí)，為適應(yīng)紡織產(chǎn)品逐漸形成的多品種、多批量的發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的成本要求，空調(diào)設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行也成為紡織企業(yè)越來(lái)越關(guān)注的問(wèn)題。這些都需要在今后的工作中做出更大的努力！中國(guó)的紡織行業(yè)方興未艾，紡機(jī)設(shè)備技術(shù)進(jìn)步和更新?lián)Q代的速度將越來(lái)越快。變頻器作為紡機(jī)設(shè)備的配套部件，將在提高紡機(jī)性能、改善紡織工藝、節(jié)約能源等諸多方便表現(xiàn)出越來(lái)越重要的作用?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)該從多方面考慮。要使整個(gè)企業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)提高到一個(gè)新的檔次——高效、節(jié)能，則還需廣大空調(diào)工作人員的共同努力。而我公司的空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾次改造，達(dá)到了高效、節(jié)能的效果，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。