节能空压机配置智能喷气织机是纺织行业大势所趋

2019-07-26

作为一个纺织大国,我国拥有数以千计的纺织厂,织造的品种也是千差万别。随着社会发展和生活水平的提高,人们对产品质量的要求也随之提高,现有的织造技术、织造速度、织造质量已不能满足人们日益增长的需求。高速度、高质量的喷气织机的出现大大缓解了这种现象。

那么,我国喷气织机技术经历了怎样的发展历程?当前我国喷气织机发展水平如何?在智能制造的发展大潮下,纺织行业未来将朝着什么样的方向前进?

“两机”专项推动掌握核心技术

谈到我国喷气织机的发展,西安工程大学教授沈丹峰表示,近30年来,国产喷气织机在国内的市场份额从小到可以忽略不计,增长到占据半壁江山的局面,取得了长足的进步。

据陕西长岭纺织机电科技有限公司副总经理王华绍,我国喷气织机的技术引进、开发及规模生产开始于上世纪90年代初。1992年,国家为摆脱大量纺机依靠进口的被动局面,将“自动络筒机和无梭织机技术引进与国产化专项”列入“八五”期间国家重大引进技术消化吸收项目。“两机”专项是一个庞大的国家系统工程,其包括了纺织工艺主要工序使用的自动络筒机、喷气织机、片梭织机、清梳联、整经机、浆纱机、精梳机组等7种关键主机,以及为这些主机配套的无油空压机、电控系统、专用配件等共21个子项,合作厂家遍布大江南北。其项目中的第二大项,就是引进当时国际的日本津田驹公司的ZA205i/ZA209i型喷气织机整套生产技术。长岭纺电公司承担了其中“喷气织机电控箱”子项,从日本津田驹公司引进了喷气织机电控技术和制造工艺,研制了中国台喷气织机电控箱,拥有全部喷气织机电控箱核心技术,填补了我国在喷气织机技术领域的空白。

该项目技术的引进,使得国内喷气织机电控系统使用量迅速增加。截至目前,长岭纺电公司已累计生产PZK303/500/600型电控箱达上万台,使用厂家遍布全国各地,可适配长岭、日发、泰坦、咸阳纺机等多家企业生产的喷气织机。随之而来的是国内纺机业大发展的二十年,国产喷气织机生产厂家及配件厂家如雨后春笋般涌出。

空压机降耗成为发展新要求

对于喷气织机技术的发展方向,沈丹峰认为,喷气织机与其他无梭织机大区别是其采用气流喷射引纬技术,可以达到更高的速度。如果不考虑原料的适应能力,在机械入纬率上有先天优势,这也是其与替代品竞争的大法宝。而现代喷气织机的设计就要在可能的前提下把这个优势发挥到极至。但是高速在一定程度上意味着高耗能,能耗高却又是喷气织机相比剑杆织机与片梭织机的一大弱势。

喷气织机在织造过程中能耗主要集中在两部分:供应压缩空气的空压机和驱动织机运动的电机,其中60%~80%的电力都用在供应压缩空气的空压机上。在提高车速的同时,节约引纬的耗气量成为喷气织机发展的新要求。

纺织行业压缩空气应用在气动加压、气动引纬、气流喷射加捻、气动加湿、气流输送、气流清洁、气动落纱、仪表自控等环节。喷气织机的动力源是以压缩空气作为引纬载体,压缩空气耗量大,对压缩空气的压力和质量要求尤为严格。

因此,纺织厂在空压机的选型时,应根据空压机的排气量和排气压力要求,以效率高、能耗省、操作维修简便、价格合理等因素为主选对象。为了保证纺织产品的质量,还必须考虑压缩空气的净化要求(即无水、无油和无尘)。另外,要求空压机在进行气量调节时应具有良好的调节特性和节能效果。只有对上述问题进行综合分析,统筹兼顾,才能确定佳选型方案。

目前纺织行业使用较多的是螺杆式空压机和离心式空压机。两者相比,螺杆机的主要优点是:进排气均匀、无压力脉动、机器运转平稳、无需设置储气罐、基础小甚至可以采用无基础运转;喷油螺杆可获得较高的单级压力比(高可达20~30)及较低的排气温度;具有强制输气的特点,即排气量几乎不受排气压力的影响,压力比与转速、密度基本无关,特别适合于多机并联运行。缺点为:空气品质差,含油率高,容易对设备造成损坏;噪声高,必须采取消声减噪措施;排气量和离心机相比较小。

离心式空压机的主要优点为:结构紧凑、重量轻,单机排气量大;纯无油工况运行,压缩空气不受润滑油污染,品质高;效率高、节约能源。空气的品质达到1级标准(空气的品质等级国际通用标准ISO8573-1)。缺点为:启动和停车过程中容易产生喘振现象,产生振动。不宜采用多台机组并联运行,在单机排气量和排气压力能满足要求时,宜选用较少机台进行供气。

纺织厂喷气织机的用气特点为流量平稳,压力不高(P≤0.7MPa)而且要求气压稳定(△P≤0.01MPa),因此在布机台数较多、压缩空气耗量大、用气压力较低、用气量稳定的场所宜采用离心式压缩机。

深入研发实现喷气织机自动运行管理

综观近几年国产喷气织机的发展,沈丹峰认为,在看到进步的同时,更应该清楚地意识到不足:虽然在技术上有些创新,但国产喷气织机的基本结构还处在仿制日系产品阶段,自主创新能力较差,缺乏核心技术;国产喷气织机各专件的配套生产厂家整体质量控制意识不强,距离做精做细的要求还有很长路要走;市场同质化、低水平竞争现象严重,企业赢利能力差,研发投入不足。

沈丹峰建议,作为国产喷气织机的研制、生产厂家,控制技术的研发重点应放在以下几方面。

一,智能专家系统的开发。

我国拥有数以千计的纺织厂,织造的品种千差万别,迫切需要大量的工艺和保全人才,才可以保证用合理的能耗织造出合格的产品。然而,我国众多小规模织造企业依旧缺乏这样的人才。因此,开发具有本国特点的织造智能专家系统就显得尤为重要。

织造智能专家系统应包括众多品种的上机参数,各部分的调节范围及步骤以及重要参数的自动设定功能。在织造过程中,织机控制系统会根据纬纱到达情况、气压波动情况、张力变化情况等反馈参数与专家系统中的设定优曲线比较,自动实时修正气压的输出值、电磁阀的开闭时间、伺服系统的旋转速度与角度,实现织造过程的平稳性、高效性,减少人工干预。同时确保生产过程的低能耗,达到节能的目的。

二,在线验布系统的研发。

随着喷气织机电控水平的不断提高、CCD检测技术的日渐成熟,喷气织机在线验布系统的开发已具有了相当可靠的技术基础及可控的成本预算。首先,电控系统可以将织机织造品种的实时经纬停记录、参数要求、纹路格式做到与验布系统完全共享,使验布系统对布面的检测具有良好的自适应性。其次,目前大多数喷气织机织物的织造速度约在15cm/min~100cm/min,单CCD镜头的扫描及后续图像处理的速度完全可以满足要求。后,电控系统与验布系统可以做到交互控制及统一的人机界面,对布面的质量控制可以做到很好的实时性、避免出现大范围的布面质量事故。

三,自动运行管理系统的开发。

目前,国内使用的喷气织机在织造过程出现经向、纬向停车后,均由人工处理、修复。一般情况下,平均每台车每小时处理3~10次,约占用2~10分钟的时间。随着人力资源成本的上升以及纺织厂招工越来越难,喷气织机自动运行管理系统的开发迫在眉睫。其中,APR自动除断纬将是喷气织机控制技术未来五年重点发展的领域。首先,应推出符合我国织造特点的纬向停车自动运行系统、纬向自动换纱系统,然后是经向停车自动运行系统,终实现喷气织机的自动运行管理控制。

沈丹峰表示,国内喷气织机的市场巨大、发展前景良好。开发具有自主知识产权的喷气织机以取代进口产品,有利于我国纺织行业的技术进步和提高企业在国际市场的竞争能力。