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新型高壓紡絲空調(diào)機組的研制

欄目：常見問題編輯：CEO 來源：網(wǎng)絡(luò) 熱度：0 日期：2022-12-07

信息摘要：

在化纖生產(chǎn)的紡絲過程中

，需要空調(diào)機組向紡絲機提供具有一定溫／濕度

、風量和潔凈度的空氣

，以確保從紡絲機噴絲板擠壓下的絲束能夠在一定的時間內(nèi)冷卻成型。實踐表明：空調(diào)機組能否提供滿足生產(chǎn)工藝要求的空氣將對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響

。在短纖生產(chǎn)過程中，為了確保能夠向絲束提供性質(zhì)均勻的工藝性空氣（確保所有絲束具有

新型高壓紡絲空調(diào)機組的研制

　　在化纖生產(chǎn)的紡絲過程中

，需要空調(diào)機組向紡絲機提供具有一定溫／濕度

、風量和潔凈度的空氣，以確保從紡絲機噴絲板擠壓下的絲束能夠在一定的時間內(nèi)冷卻成型

。實踐表明：空調(diào)機組能否提供滿足生產(chǎn)工藝要求的空氣將對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響

。

　　在短纖生產(chǎn)過程中，為了確保能夠向絲束提供性質(zhì)均勻的工藝性空氣（確保所有絲束具有相同的冷卻效果）

，紡絲機生產(chǎn)商通常將環(huán)吹頭（空氣由此送出）阻力設(shè)計得很大

，這樣可以達到兩個目的：⑴、促使生產(chǎn)線上所有環(huán)吹頭內(nèi)的靜壓盡可能保持一致

，確保所有環(huán)吹頭送風均勻

；⑵、每個環(huán)吹頭氣腔內(nèi)靜壓均勻一致

，保證環(huán)吹頭四周送風均勻

。基于這種需要

，德國紐馬格公司最近研制了一種新型紡絲生產(chǎn)線

，并已出口到我國。該生產(chǎn)線要求空調(diào)機組的送風壓力達到１００００Ｐａ才能保證環(huán)吹頭的送風量達到設(shè)計要求

，因此研制新型高壓紡絲空調(diào)設(shè)備已十分必要

。二００二年我們承接了高壓紡絲空調(diào)機組的研制任務(wù)。

　　二

、研制高壓紡絲空調(diào)機組的必要性

　　一般紡絲空調(diào)機組配置模式如下：將室外空氣進行溫度

、濕度和過濾處理，最后由通風機將處理后的空氣直接送入送風管道

，這種空調(diào)機組的配置模式對于送風壓力低于３０００Ｐａ是可行的

，也是國內(nèi)比較成功的經(jīng)驗，但對于送風壓力大于１００００Ｐａ

，通過我們的分析

，一般情況下是不能滿足生產(chǎn)工藝要求的。

　　例如我們?yōu)槟彻狙兄频母邏杭徑z空調(diào)與紐馬格公司紡絲生產(chǎn)線配套（４８個紡絲位）

，其生產(chǎn)工藝要求空調(diào)機組的送風必須達到下列要求：送風量７００００ｍ３／ｈ

，溫度１８２１±０．５℃

，濕度７５８０±３％，壓力１００００±５０Ｐａ

，潔凈度：歐洲標準Ｆ８

。

　　根據(jù)紡絲機對送風參數(shù)的要求，我們經(jīng)過詳細計算發(fā)現(xiàn)：空調(diào)機組通風機溫升高達１３．５℃

。根據(jù)此計算結(jié)果

，不難發(fā)現(xiàn)：空調(diào)機組若按照常規(guī)模式配置將存在很嚴重的設(shè)計缺陷，因為要滿足送風溫度要求必須使進入通風機前的空氣溫度達到４．５７．５℃（１８２１－１３．５＝４．５７．５）

，然而

，冷凍機供水溫度一般為７℃，因此

，空調(diào)機組所配置的表冷器根本不可能將空氣處理到這樣低的溫度

。即使采取其他低溫冷媒，表冷器能夠?qū)⒖諝馓幚淼剑矗耽湥罚怠娴臓顟B(tài)

，但由于風機溫升及風機本身的結(jié)構(gòu)也決定了不能滿足送風濕度和潔凈度要求

。

　　三、工藝方案設(shè)計

　　為了解決新型紡絲生產(chǎn)線用空調(diào)機組由于風機溫升而引發(fā)的溫度

、濕度

、潔凈度等一系列問題，需要重新確定其配置模式

。經(jīng)過認真研究分析

，新型高壓紡絲空調(diào)機組必須解決以下問題：⑴、空氣經(jīng)風機后所產(chǎn)生的溫升必須消除

；⑵

、溫度變化將導致濕度變化，必須對濕度進行調(diào)整

；⑶

、風機在裸露狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，不潔凈凈的空氣會進入機殼

，同時，風機本身在運轉(zhuǎn)過程中也會產(chǎn)塵

，因此

，必須對風機出口后的空氣進行過濾。

　　據(jù)上所述

，在配置空調(diào)機組時應(yīng)該將部分溫／濕度處理設(shè)備及過濾設(shè)備設(shè)置在通風機出風口后方

，以達到對空氣進行二次處理的目的，從而保證空調(diào)機組送風溫／濕度和潔凈度滿足生產(chǎn)工藝要求

?div id="jfovm50" class="index-wrap">？照{(diào)機組主要功能段配置為：初效過濾段－加熱段－表冷段－切換段－中效過濾段－亞高效過濾段－切換段－出風段－風機段－進風段－表冷段－加濕段－加熱段－亞高效過濾段－加濕段－送風段。

　　四、高壓紡絲空調(diào)機組研制目標

　　在提出上述工藝方案后

，我們認為空調(diào)機組在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)有所創(chuàng)新

，不能墨守成規(guī)。具體目標為：⑴

、結(jié)構(gòu)設(shè)計必須經(jīng)濟合理

；⑵、安全可靠

，箱體必須具有一定的剛度和強度

，能夠承受不小于１２５００Ｐａ的正壓；⑶

、外形必須美觀

；⑷、漏風率必須得到控制

；⑸

、機組運行過程中能更換過濾器且對系統(tǒng)影響降低到最低限度；⑹

、須解決線纜及進出水管穿越壁板密封問題

；⑺、應(yīng)充分考慮正壓箱體框架加工及安裝的工藝性

，其設(shè)計應(yīng)模塊化

；⑻表面防腐性能應(yīng)達到系統(tǒng)工藝要求等。

　　為了實現(xiàn)上述目標

，我們提出了空調(diào)機組結(jié)構(gòu)解決方案：

　?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、趴照{(diào)機組正壓箱體采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為承壓密封層

，外層為保溫裝飾層

。內(nèi)層為框架結(jié)構(gòu)，采用焊接加工工藝

，并確保內(nèi)層平面平整和密封

。外層為保溫板，安裝于內(nèi)層框架外表面

，這樣確?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？照{(diào)機組的保溫性能和外形美觀。

　?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、瓶照{(diào)機組正壓箱體框架主骨架采用性能比較高的冷彎內(nèi)卷邊槽鋼

，承壓層采用冷軋薄鋼板，通過合理分塊（模塊）及設(shè)置加強筋拉筋

，使框架各方向受力均勻且互相抵消

，同時使每個骨架及承壓板簡化成等跨距的連續(xù)梁及一般的間支梁

，方便計算，并且利用其相應(yīng)的公式驗算其強度剛度

。

　?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、菫榱吮ＷC箱體框架的密封，使漏風率降低到最低限度

，承壓層薄鋼板與骨架連接

、框架模塊現(xiàn)場組裝全部采用焊接連接，同時對框架與內(nèi)部功能段零件連接注重密封性能

。

　?div id="jfovm50" class="index-wrap">、葯z修門采用雙門結(jié)構(gòu)，確保機組美觀和密封性能

。檢修門分為內(nèi)外兩重門

。內(nèi)門為高強度保溫內(nèi)開門，門鉸鏈采用特殊的浮動結(jié)構(gòu)使門板密封面與相應(yīng)的支撐面能夠均勻接觸

，密封件均勻變形

，同時也保證門板周邊間隙均勻，確保機組運行時門板不異形變形

、不漏風

。外門為塑鋼外開門，不承受機組壓力

，起保溫和裝飾作用

。

　　⑸過濾器的更換：負壓部分通過切換功能段進行

；正壓部分在亞高效過濾段設(shè)置靜壓箱

，靜壓箱內(nèi)設(shè)置充／泄壓裝置，通過對靜壓箱內(nèi)的壓力平衡

，便于人員進出正壓箱體更換過濾器

。切換段及靜壓箱的設(shè)置，避免了過濾器更換時送風壓力的波動

，把對系統(tǒng)的影響降低到最低程度

。

　　⑹在箱體內(nèi)部將所有線纜匯集并由一根總管穿越機組箱體壁板

，從而保證了空調(diào)機組箱體的美觀

，并最大限度地減少了漏風點。

　?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、擞捎谡龎嚎蚣転楝F(xiàn)場整體焊接結(jié)構(gòu)

，為達到系統(tǒng)所要求的表面性能

，其內(nèi)表面防腐不能采用常規(guī)的處理方式

，應(yīng)采用粘接防腐層的方法來進行防腐處理

。

　　五、高壓空調(diào)機組驗證試驗

　　在確立了機組的解決方案后

，我們根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的放大／縮小理論

，按研制機組的１／４截面尺寸制作了模擬樣機，便于進行結(jié)構(gòu)及相關(guān)的工藝試驗

，通過試驗來發(fā)現(xiàn)并解決空調(diào)機組設(shè)計及機組運行過程中結(jié)構(gòu)與工藝的相關(guān)技術(shù)難題

；模擬機組高壓運行時過濾器更換的可行性；同時通過試驗來驗證強度剛度計算的準確性

。

　　為了使樣機能準確反映空調(diào)機組實際運行工況

，我們對樣機的試驗作了必要的策劃，試驗程序與試驗內(nèi)容嚴格按照空調(diào)機組實際運行工況的要求執(zhí)行

，試驗內(nèi)容如下：

　?div id="4qifd00" class="flower right">

、畔潴w耐壓強度——用目測和卷尺測量的方法，確定空調(diào)機組在高壓狀態(tài)下箱體變形

，并與理論及要求值比較

；

　　⑵箱體漏風情況——在箱體外側(cè)縫隙處采用泡沫水涂刷

，檢查是否漏風

；

　　⑶在機組運行狀態(tài)下

，模擬正壓部分更換過濾器的可行性—通過充／泄壓裝置對靜壓箱空間充／泄壓

，驗證該裝置的使用性能。

　　試驗結(jié)果與分析如下：

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、艠訖C箱體變形：我們對樣機框架中一受力較大的骨架變形作了測試

，結(jié)果如下，實測值小于理論值是因為為方便計算

，在計算時對一些有利因素沒有考慮所致

，測試結(jié)果表明我們的理論計算是準確可靠的，能夠指導空調(diào)機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計

；表中允許值為跨距的１／４００ｍｍ

。

　　⑵空調(diào)機組箱體外側(cè)表面基本無明顯漏風現(xiàn)象

，但在一些角部及內(nèi)部零件與框架螺栓連接處有輕度漏風

，須在實際操作中加以注意并消除。

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、菢訖C檢修門經(jīng)受１２５００Ｐａ壓力后

，無明顯變形，開關(guān)自如

，證明其設(shè)計是切實可行的

。

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、仍谡龎海ǎ保玻担埃埃校幔┻\行狀態(tài)下，通過對模擬靜壓箱的充／泄壓

，證明在不停機狀態(tài)下

，對空調(diào)箱內(nèi)部的過濾器進行更換完全可行，且對系統(tǒng)無明顯影響

。

　　通過對高壓空調(diào)機組模擬樣機的設(shè)計

、生產(chǎn)、安裝及測試

，我們認為：研制滿足新型紡絲生產(chǎn)線工藝要求的高壓空調(diào)機組技術(shù)問題完全可以解決

，但在實際設(shè)計生產(chǎn)中還須注意以下幾點：

　　１

、承壓板與主骨架的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)改變

，由塊式結(jié)構(gòu)改為板式（平板），減少焊接工作量

，降低漏風率

，同時改善框架內(nèi)部平整度。

　?div id="4qifd00" class="flower right">

。?div id="4qifd00" class="flower right">

、內(nèi)部零件與框架連接的密封問題應(yīng)引起重視，在實際運行過程中此處可能是最大漏風點

。

　　六

、結(jié)論

　　２００２年６月

，我們?yōu)槟秤脩舭瓷鲜鲆笤O(shè)計并生產(chǎn)的兩套高壓空調(diào)機組一次性調(diào)試成功

。目前，兩套空調(diào)機組（含自動控制系統(tǒng)）運行穩(wěn)定

，溫／濕度

、壓力、潔凈度各項指標均達到了設(shè)計要求

，為新型紡絲生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)創(chuàng)造了條件

。國內(nèi)首臺高壓紡絲空調(diào)機組的成功運行，再次體現(xiàn)了我們設(shè)計方案的合理性

，同時也為我們設(shè)計生產(chǎn)高壓紡絲空調(diào)機組積累了豐富經(jīng)驗

。繼首批兩套空調(diào)機組的設(shè)計成功，近兩年

，我們?yōu)閲鴥?nèi)多家用戶的進口紡絲生產(chǎn)線設(shè)計了相同類型的空調(diào)機組

，均取得了圓滿成功。

　　參考文獻

　　⑴徐灝等

，編著．機械設(shè)計手冊．北京：機械工業(yè)出版社

，１９９２

　　⑵陸耀慶等

，編著．實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊．北京：中國建筑工業(yè)出版社，１９９３

　?div id="d48novz" class="flower left">

、勤w亮

，編著．化纖廠空調(diào)與制冷．北京：中國紡織出版社，１９９４

　?div id="d48novz" class="flower left">

、融w榮義等

，編著．簡明空調(diào)設(shè)計手冊．北京：中國建筑出版社，１９９８

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