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新型高壓紡絲空調(diào)機組的研制

作者：CEO 時間：2022-07-05 點擊：0

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(fēng)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

新型高壓紡絲空調(diào)機組的研制

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(fēng)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(dá)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(fēng)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(fēng)均勻
?div id="d48novz" class="flower left">
；谶@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(fēng)壓力達(dá)到１００００Ｐａ才能保證環(huán)吹頭的送風(fēng)量達(dá)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(jìn)行溫度

、濕度和過濾處理
，最后由通風(fēng)機將處理后的空氣直接送入送風(fēng)管道
，這種空調(diào)機組的配置模式對于送風(fēng)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(fēng)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(fēng)必須達(dá)到下列要求：送風(fēng)量７００００ｍ３／ｈ，溫度１８２１±０．５℃
，濕度７５８０±３％
，壓力１００００±５０Ｐａ，潔凈度：歐洲標(biāo)準(zhǔn)Ｆ８
。

　　根據(jù)紡絲機對送風(fēng)參數(shù)的要求

，我們經(jīng)過詳細(xì)計算發(fā)現(xiàn)：空調(diào)機組通風(fēng)機溫升高達(dá)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(yán)重的設(shè)計缺陷
，因為要滿足送風(fēng)溫度要求必須使進(jìn)入通風(fēng)機前的空氣溫度達(dá)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(fēng)機溫升及風(fēng)機本身的結(jié)構(gòu)也決定了不能滿足送風(fēng)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(fēng)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(rèn)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(fēng)機后所產(chǎn)生的溫升必須消除；⑵
、溫度變化將導(dǎo)致濕度變化
，必須對濕度進(jìn)行調(diào)整；⑶
、風(fēng)機在裸露狀態(tài)下運轉(zhuǎn)
，不潔凈凈的空氣會進(jìn)入機殼，同時
，風(fēng)機本身在運轉(zhuǎn)過程中也會產(chǎn)塵
，因此
，必須對風(fēng)機出口后的空氣進(jìn)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(fēng)機出風(fēng)口后方
，以達(dá)到對空氣進(jìn)行二次處理的目的，從而保證空調(diào)機組送風(fēng)溫／濕度和潔凈度滿足生產(chǎn)工藝要求
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？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(fēng)段－風(fēng)機段－進(jìn)風(fēng)段－表冷段－加濕段－加熱段－亞高效過濾段－加濕段－送風(fēng)段。

　　四

、高壓紡絲空調(diào)機組研制目標(biāo)

　　在提出上述工藝方案后

，我們認(rèn)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(biāo)為：⑴
、結(jié)構(gòu)設(shè)計必須經(jīng)濟(jì)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(fēng)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(jìn)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(dá)到系統(tǒng)工藝要求等
。

　　為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，我們提出了空調(diào)機組結(jié)構(gòu)解決方案：

　?div id="jfovm50" class="index-wrap">、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
，這樣確保空調(diào)機組的保溫性能和外形美觀
。

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、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="m50uktp" class="box-center"> 、菫榱吮ＷC箱體框架的密封

，使漏風(fēng)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="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、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(fēng)
。外門為塑鋼外開門
，不承受機組壓力，起保溫和裝飾作用
。

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

、蛇^濾器的更換：負(fù)壓部分通過切換功能段進(jìn)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(jìn)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(fēng)壓力的波動，把對系統(tǒng)的影響降低到最低程度。

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

、试谙潴w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(fēng)點
。

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、擞捎谡龎嚎蚣転楝F(xiàn)場整體焊接結(jié)構(gòu)，為達(dá)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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)確性
。

　　為了使樣機能準(zhǔn)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(yán)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：

　　⑴箱體耐壓強度——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；

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、葡潴w漏風(fēng)情況——在箱體外側(cè)縫隙處采用泡沫水涂刷

，檢查是否漏風(fēng)；

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

、窃跈C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：

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、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(zhǔn)確可靠的
，能夠指導(dǎo)空調(diào)機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計；表中允許值為跨距的１／４００ｍｍ。

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

、瓶照{(diào)機組箱體外側(cè)表面基本無明顯漏風(fēng)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(fēng)，須在實際操作中加以注意并消除
。

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

、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。

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、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(jìn)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(rèn)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：

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。薄⒊袎喊迮c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(fēng)率
，同時改善框架內(nèi)部平整度
。

　　２

、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(fēng)點。

　　六

、結(jié)論

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

。玻埃埃材辏对拢覀?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(biāo)均達(dá)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(jìn)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(xiàn)

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