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隨著現(xiàn)代紡織技術(shù)的不斷發(fā)展，壓縮空氣得到了廣泛的應(yīng)用。紡織行業(yè)壓縮空氣應(yīng)用在氣動(dòng)加壓、氣動(dòng)引緯、氣流噴射加捻、氣動(dòng)加濕、氣流輸送、氣流清潔、氣動(dòng)落紗、儀表自控等環(huán)節(jié)。其中噴氣織機(jī)的動(dòng)力源是以壓縮空氣作為引緯載體，壓縮空氣耗量大，對(duì)壓縮空氣的壓力和質(zhì)量要求尤為嚴(yán)格。壓縮空氣生產(chǎn)過程是高耗能過程，所以空壓系統(tǒng)成為一個(gè)高耗能的部位。深入了解紡織廠對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求、確定各用氣點(diǎn)用氣量、正確選擇空氣壓縮機(jī)(簡(jiǎn)稱空壓機(jī))合理設(shè)計(jì)壓縮空氣站和壓縮空氣管網(wǎng)，對(duì)確保紡織生產(chǎn)的正常進(jìn)行，節(jié)約能源特別重要。

　　紡織壓縮空氣狀態(tài)參數(shù)與品質(zhì)

　　1.壓縮空氣狀態(tài)參數(shù)

　　空氣經(jīng)過壓縮后，其壓力、溫度升高，飽和含濕量降低。因此，壓縮空氣的主要狀態(tài)參數(shù)是壓力、溫度、含濕量等，其含義和相互轉(zhuǎn)換關(guān)系符合工程熱力學(xué)規(guī)律。

　　1)壓力和溫度

　　由于工藝生產(chǎn)的需要，其壓力有不同的要求，工程上多采用MPa為單位表示。壓縮后的空氣由于溫度升高，需要經(jīng)過冷卻處理達(dá)到要求后再送入車間。

　　2)空氣的含濕量

　　在一定的溫度和壓力下，濕空氣中水蒸氣的含量有一個(gè)最大值。當(dāng)達(dá)到這一限度時(shí)，多余的水蒸氣就會(huì)從濕空氣中析出。在一定的溫度下水蒸氣含量達(dá)到最大值的濕空氣稱為飽和空氣。這時(shí)的空氣含濕量稱為飽和含濕量。飽和含濕量與濕空氣的溫度和壓力有關(guān)。壓縮空氣的壓力增大，溫度降低時(shí)，其飽和含濕量將減小，反之則增大。例如，假定壓縮前后的濕空氣溫度均為30℃，當(dāng)其壓力由0.1MPa增加到0.8MPa時(shí)，濕空氣的飽和含濕量將從27.55g/kg降低到3.22g/kg。由此可見，當(dāng)濕空氣被壓縮后，由于其飽和含濕量大大降低，原來沒有達(dá)到飽和的濕空氣，有可能達(dá)到飽和并有大量的水分析出，凝結(jié)在壓縮空氣管路系統(tǒng)中。因此，壓縮空氣系統(tǒng)必須妥善收集、排除凝結(jié)水和解決壓縮空氣的干燥問題。

　　3)壓力露點(diǎn)

　　在一定的壓力下，將壓縮空氣冷卻到飽和時(shí)的溫度稱為壓縮空氣的壓力露點(diǎn)溫度，因此壓縮空氣的壓力露點(diǎn)溫度和含濕量相對(duì)應(yīng)。在壓縮空氣干燥過程中，通常是將壓縮空氣的含濕量處理到一定壓力的露點(diǎn)溫度以下。在使用中，只要壓縮空氣的溫度不低于其露點(diǎn)溫度，就不會(huì)有水分析出。因此，工程上常用壓力露點(diǎn)溫度來表示壓縮空氣的干燥程度。

　　2.壓縮空氣的品質(zhì)

　　紡織用壓縮空氣由于工藝生產(chǎn)的需要，除了對(duì)壓縮空氣的壓力有一定的要求外，對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)(含塵量、含水量、含油量)也有較高的要求。因此，壓縮空氣的品質(zhì)也是選擇空壓機(jī)和配套凈化設(shè)備的依據(jù)之一。

　　1)壓縮空氣品質(zhì)等級(jí)的劃分

　　空氣的品質(zhì)等級(jí)可參照國(guó)際通用的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)ISO8573-1空氣品質(zhì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分。

　　3.紡織各工序?qū)嚎s空氣品質(zhì)的要求

　　1.噴氣織機(jī)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求

　　壓縮空氣是噴氣織機(jī)引緯的動(dòng)力載體。為了保證噴射引緯的正常進(jìn)行和織物的布面質(zhì)量，對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)和壓力必須有嚴(yán)格的規(guī)定。

　　(1)空氣含油量。噴氣引緯用的壓縮空氣不能含油或含油極微。若壓縮空氣中含油，不僅會(huì)污染織物，而且會(huì)黏附在噴嘴及鋼筘上，影響噴射力量并增加引緯阻力，使引緯惡化。而且含油空氣會(huì)污染車問空氣環(huán)境，危及人體健康。因此，必須嚴(yán)格限制壓縮空氣中的含油量，一般要求含油量<0.6mg/m3。該要求為ISO8573-1空氣品質(zhì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)空氣含水量。未經(jīng)干燥處理的壓縮空氣中含有一定的水分，其含量的多少取決于被吸入壓縮機(jī)前自然環(huán)境下的濕空氣中的水蒸氣量，它隨地區(qū)、季節(jié)和氣候條件的不同而異。若濕空氣中水蒸氣量較多，會(huì)使壓縮空氣在管路中析出水分，使管壁銹蝕和黏附灰塵，增加輸氣壓力損失;還會(huì)對(duì)織機(jī)的噴嘴、鋼筘和零部件造成污染和生銹，甚至影響織物的質(zhì)量。因此，必須對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥處理。通常要求壓縮空氣的壓力露點(diǎn)溫度在4～10℃，即達(dá)到ISO8573-1空氣品質(zhì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(3)空氣含塵量。不潔凈的空氣會(huì)加快壓縮機(jī)的磨損，影響織機(jī)的使用效能和壽命，并污染布面。通常要求壓縮空氣的含塵量≤1mg/m3，含塵粒徑≤3～5μm，即達(dá)到ISO8573-1空氣品質(zhì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(4)壓力要求。一般噴氣織機(jī)用壓縮空氣的壓縮機(jī)排氣壓力確定如下：

　　壓縮排氣壓力>織機(jī)初壓>織機(jī)引緯壓力

　　壓縮機(jī)的排氣壓力與織機(jī)的規(guī)格、織物的種類、織機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及開機(jī)方式有關(guān)。通常取織機(jī)的初壓為0.5MPa，壓縮機(jī)排氣壓力為0.6MPa，選用壓縮機(jī)的規(guī)格為0.7MPa的排氣壓力。為了保證噴氣織機(jī)正常引緯和織物質(zhì)量，壓縮空氣壓力必須穩(wěn)定，且進(jìn)入噴氣織機(jī)入口的壓力通常應(yīng)≥0.5MPa。

　　4.其它部位對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求

　　隨著紡織設(shè)備自動(dòng)化程度的提高和現(xiàn)代紡織技術(shù)的不斷提高，壓縮空氣作為一種動(dòng)力源，得到了十分廣泛的應(yīng)用，除噴氣織機(jī)外，在紡部及準(zhǔn)備車間主要用于氣動(dòng)加壓、氣動(dòng)落紗、氣流噴射加捻、氣流噴射捻接、氣流噴射清潔等部位。上述部位除了氣動(dòng)加壓和氣動(dòng)落紗對(duì)壓縮空氣品質(zhì)要求相對(duì)較低(不高于ISO8573-1標(biāo)準(zhǔn)4級(jí))外，其余部位均和紗線接觸，品質(zhì)要求應(yīng)和噴氣織機(jī)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求相同。用于氣動(dòng)加壓的場(chǎng)所，一般要求壓縮空氣壓力高于噴氣織機(jī)，為0.6～0.8MPa。

　　螺桿式和離心式性能比較

　　紡織廠在空壓機(jī)的選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)空壓機(jī)的排氣量和排氣壓力要求，以效率高、能耗省、操作維修簡(jiǎn)便、價(jià)格合理等因素為主選對(duì)象。為了保證紡織產(chǎn)品的質(zhì)量，還必須考慮壓縮空氣的凈化要求(即無水、無油和無塵)。另外，要求空壓機(jī)在進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)具有良好的調(diào)節(jié)特性和節(jié)能效果。只有對(duì)上述問題進(jìn)行綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，才能確定最佳選型方案。

　　目前使用較多的是螺桿式空壓機(jī)和離心式空壓機(jī)，兩者相比，螺桿機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：進(jìn)排氣均勻、無壓力脈動(dòng)、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無需設(shè)置儲(chǔ)氣罐、基礎(chǔ)小甚至可以采用無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn);噴油螺桿可獲得較高的單級(jí)壓力比(最高可達(dá)20～30)及較低的排氣溫度;具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，壓力比與轉(zhuǎn)速、密度基本無關(guān)，特別適合于多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。缺點(diǎn)為：空氣品質(zhì)差，含油率高，容易對(duì)設(shè)備造成損壞;噪聲高，必須采取消聲減噪措施;排氣量和離心機(jī)相比較小。

　　離心式空壓機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，單機(jī)排氣量大;純無油工況運(yùn)行，壓縮空氣不受潤(rùn)滑油污染，品質(zhì)高;效率高、節(jié)約能源。空氣的品質(zhì)達(dá)到1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(空氣的品質(zhì)等級(jí)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)ISO8573-1)缺點(diǎn)為：?jiǎn)?dòng)和停車過程中容易產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，產(chǎn)生振動(dòng)。不宜采用多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，在單機(jī)排氣量和排氣壓力能滿足要求時(shí)，宜選用較少機(jī)臺(tái)進(jìn)行供氣。

　　紡織廠噴氣織機(jī)的用氣特點(diǎn)為流量平穩(wěn)，壓力不高(P≤0.7MPa)而且要求氣壓穩(wěn)定(△P≤0.01MPa)，因此在布機(jī)臺(tái)數(shù)較多、壓縮空氣耗量大、用氣壓力較低、用氣量穩(wěn)定的場(chǎng)所宜采用離心式壓縮機(jī);

　　在選擇離心式空壓機(jī)時(shí)，還要遵循以下一般原則。

　　(1)壓縮機(jī)的排氣量和排氣壓力應(yīng)能滿足工藝的要求。由于氣候條件的變化或用氣負(fù)荷的波動(dòng)，壓縮機(jī)的排氣量和排氣壓力也會(huì)作相應(yīng)的變動(dòng)。因此，壓縮機(jī)并不總是固定在一個(gè)工況點(diǎn)運(yùn)行，而是在某一個(gè)工況區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。選擇壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量使壓縮機(jī)的運(yùn)行工況區(qū)包含在其特性曲線的有效使用范圍之內(nèi)。

　　(2)壓縮機(jī)的效率決定著其正常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，因此，應(yīng)盡量選擇額定(設(shè)計(jì))效率高、高效區(qū)域較寬的機(jī)組。

　　(3)當(dāng)運(yùn)行工況變化較大時(shí)，應(yīng)選擇具有良好調(diào)節(jié)性能和可靠安全保護(hù)系統(tǒng)的機(jī)組。

　　(4)當(dāng)負(fù)荷比較穩(wěn)定、單機(jī)排氣量和排氣壓力均能滿足要求時(shí)，一般宜選用單臺(tái)機(jī)組供氣。

　　(5)在滿足供氣要求的前提下，力求體積小、重量輕、減少占地面積，便于維護(hù)檢修，節(jié)省投資。

　　(6)在下列情況下，宜采用多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)供氣。負(fù)荷變化較大，單臺(tái)機(jī)組難以適應(yīng)調(diào)節(jié)工況時(shí);必須增加氣體供應(yīng)量而不更新現(xiàn)有壓縮機(jī)時(shí);氣體需用量很大，用一臺(tái)壓縮機(jī)外形尺寸過大或制造上有困難時(shí)。

　　并聯(lián)工作的壓縮機(jī)可以采用相同性能規(guī)格的機(jī)組，也可以采用不同性能規(guī)格的機(jī)組;前者因機(jī)組間的協(xié)調(diào)性較好而應(yīng)用較廣，后者僅適用于負(fù)荷變化較大，在高峰負(fù)荷時(shí)需啟動(dòng)輔助機(jī)組聯(lián)合工作的情況，并聯(lián)機(jī)組不論排氣量大小，其排氣壓力必須相等或基本相等。

　　在選擇離心式空壓機(jī)，確定其運(yùn)行參數(shù)時(shí)，應(yīng)注意防喘振工況和堵塞工況的影響，要確定離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)域。。

　　離心式空氣壓縮機(jī)是由葉輪帶動(dòng)氣體做高速旋轉(zhuǎn)，使氣體產(chǎn)生離心力，由于氣體在葉輪里的擴(kuò)壓流動(dòng)，從而使氣體通過葉輪后的流速和壓力得到提高，連續(xù)地生產(chǎn)出壓縮空氣。

　　離心式空氣壓縮機(jī)屬于速度式壓縮機(jī)，在用氣負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)離心式空氣壓縮機(jī)工作穩(wěn)定、可靠。

　?、俳Y(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，排氣量范圍大;

　?、谝讚p件少，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、壽命長(zhǎng);

　　③排氣不受潤(rùn)滑油污染，供氣品質(zhì)高;

　?、艽笈帕繒r(shí)效率高、且有利于節(jié)能。

　　離心式空壓機(jī)工作原理

　　離心空壓機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成。轉(zhuǎn)子包括葉輪和軸。葉輪上有葉片，此外還有平衡盤和軸封的一部分。定子的主體是機(jī)殼(氣缸)，定子上還安排有擴(kuò)壓器、彎道、回流器、迸氣管、排氣管及部分軸封等。離心壓縮機(jī)的工作原理為，當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體隨著旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，氣體被甩到后面的擴(kuò)壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時(shí)外界的新鮮氣體進(jìn)入葉輪。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體不斷地吸入并甩出，從而保持了氣體的連續(xù)流動(dòng)。

　　離心式空壓機(jī)依靠動(dòng)能的變化來提高氣體的壓力。當(dāng)帶葉片的轉(zhuǎn)子(即工作輪)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片帶動(dòng)氣體轉(zhuǎn)動(dòng)，把功傳遞給氣體，使氣體獲得動(dòng)能。進(jìn)入定子部分后，因定子的擴(kuò)壓作用速度能量壓頭轉(zhuǎn)換成所需的壓力，速度降低，壓力升高，同時(shí)利用定子部分的導(dǎo)向作用進(jìn)入下一級(jí)葉輪繼續(xù)升壓，最后由蝸殼排出。對(duì)于每一臺(tái)壓縮機(jī)，為了達(dá)到設(shè)計(jì)需要壓力，每臺(tái)壓縮機(jī)都設(shè)有不同數(shù)量的級(jí)數(shù)和段數(shù)，甚至有幾個(gè)缸體組成。

　　紡織行業(yè)加彈機(jī)、噴氣織機(jī)、前紡等使用離心式空壓機(jī)比購(gòu)買壓縮空氣節(jié)約15%的成本。