3類紡織烘干設(shè)備使用性能對比分析

[編輯:Qsj]  [發(fā)布時間:2016-01-21 13:01:13]  [中國紡織報]

　　紡織烘干設(shè)備門類眾多，從外形、原理、用途以及使用范圍來說，都有較大的差別。但是總體來說，紡織烘干設(shè)備主要經(jīng)歷了傳統(tǒng)烘干設(shè)備、射頻烘干設(shè)備、微波烘干設(shè)備3個不同的發(fā)展階段。其中傳統(tǒng)的蒸汽烘干機依然是目前應(yīng)用較廣的設(shè)備，射頻烘干設(shè)備、微波烘干設(shè)備是相對新型的設(shè)備，目前逐漸在紡織行業(yè)推廣使用。
　　傳統(tǒng)烘干設(shè)備也就是熱風烘干機或者稱之為蒸汽式烘干機，它的工作原理較為簡單，主要是利用蒸汽散熱原理除去物料中部分水分。傳統(tǒng)烘干機最常用的方法有間接或直接傳熱干燥法，即以熱蒸汽為介質(zhì)，通過熱傳導(dǎo)的方式將熱間接或直接傳遞給濕物料，使?jié)裎锪媳砻嫔系乃制⑼ㄟ^表面處的汽膜向氣流主體擴散。與此同時，由于物料表面上濕分汽化的結(jié)果，使物料內(nèi)部和表面之間產(chǎn)生濕分差，物料內(nèi)部的濕分以氣態(tài)的形式向表面擴散，從而使物料得到干燥。
　　射頻烘干設(shè)備在紡織纖維烘干領(lǐng)域中的應(yīng)用正在迅速發(fā)展，可用來烘干絞紗、筒子紗、卷裝紗以及毛條等，其烘干效果均勻，而且通常會改善紗線的手感和外觀。射頻烘干技術(shù)是利用水分子在高頻電場作用下的極性運動，在烘干物內(nèi)引起劇烈碰撞，從而使水分子從內(nèi)部逃逸蒸發(fā)。它區(qū)別于傳統(tǒng)的直接加熱烘干方式，不需要通過熱傳導(dǎo)的方式使水分汽化，而是通過磁場直接作用于物料內(nèi)的水分子，使之相互高速摩擦并碰撞共振，最終獲得較高的溫度及逃逸速度進入外部空間，從而達到物料干燥的目的。射頻烘干機一般配置1~2個射線發(fā)射源，主要發(fā)射波長較長的紅外射線。
　　微波烘干設(shè)備的工作原理和射頻烘干設(shè)備基本相同。微波一碰到金屬發(fā)生反射，無法被金屬吸收或傳導(dǎo)。微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，不會消耗能量，但微波不但不能透過含有水分的物料，而且其能量會被吸收。同射頻烘干機相比，微波烘干機有自己的設(shè)計特點：首先，微波烘干機的發(fā)射頻率要遠高于射頻烘干機，一般在2000MHz以上，發(fā)射的電磁波的波長為比紅外線更長的毫米波、厘米波。而射頻烘干機發(fā)射的多為紅外線，所以其發(fā)射頻率一般在400MHz以下，波長僅為微米范疇。其次，微波烘干機的微波發(fā)射源一般為幾十個甚至上百個，而射頻烘干機一般僅有一個發(fā)射源。
　　微波烘干機節(jié)能37%
　　烘干設(shè)備廣泛應(yīng)用于紡織纖維烘干、紗線材料烘干、成衣烘干等各個工序。作為主要的耗能工序，如何對烘干設(shè)備進行合理選型是各個紡織企業(yè)進行能源成本控制的關(guān)鍵。
　　通過表1可以看出，傳統(tǒng)烘干機對水分的加熱分為直接與間接2種方式，而且需要預(yù)熱，這造成了一部分熱量對物料及設(shè)備加熱做了無用功，從而造成了能源的浪費。此外，微波烘干機的磁控管數(shù)量較多，看似較為繁瑣，可是這恰恰避免了因為介質(zhì)源故障造成的壞車停臺。另外，因為微波波長較長，所以其穿透性能較紅外線要好得多，對提高烘干效率效果顯著，這也是微波烘干機優(yōu)于射頻烘干機的最重要的因素。
　　按照表2各項指標計算，在相同的情況下，將原料內(nèi)的1噸水烘干，3種設(shè)備各需消耗的能源，折算成標煤如下：
　　傳統(tǒng)烘干機：電+蒸汽=0.13×1000×0.000327+5.1×0.0913=0.51噸
　　射頻烘干機：電=1.12×1000×0.000327=0.37噸
　　微波烘干機：電=0.86×1000×0.000327=0.28噸
　　可以看出，相較于傳統(tǒng)烘干機，射頻烘干機節(jié)能18%左右，微波烘干機節(jié)能37%左右。
　　效率提高20%~30%
　　因射頻、微波烘干機的烘干方式主要是對水分直接加熱且內(nèi)外同時加熱，而傳統(tǒng)烘干機大量存在著對水分的間接熱傳導(dǎo)加熱，且為由外到內(nèi)順次蒸發(fā)，因此在蒸發(fā)效率上傳統(tǒng)烘干機遠遠不及射頻及微波烘干機。此外，因為微波波長較紅外線要長，其穿透性能要遠遠優(yōu)于射頻烘干機，處于物料內(nèi)部的水分將更加容易蒸發(fā)，因此微波烘干機的烘干效率是最高的。我們從生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，反映在單時產(chǎn)能上，射頻烘干較傳統(tǒng)烘干提高10%~20%，而微波烘干會提高20%~30%左右。同時反映在對產(chǎn)品質(zhì)量的影響上，他們也存在著較大的不同。
　　經(jīng)試驗知道，射頻、微波烘干機對產(chǎn)品質(zhì)量，如纖維的強力、手感、顏色、柔軟度等影響不大或者基本沒有影響。而傳統(tǒng)烘干機卻會不同程度地損傷纖維或者改變纖維特性，這主要是因為射頻、微波烘干機具有加熱選擇性。他們只對極性分子（水分子）有加熱作用，對非極性分子（物料）不具有加熱作用，而傳統(tǒng)烘干機是無法做到這一點的。此外，通過射頻、微波烘干機內(nèi)外同時加熱，保證了材料的回潮一致性。
　　維護成本高但綜合效益更高
　　在使用維護方面，因為傳統(tǒng)烘干機多采用機械零部件，所以后期的使用維護相對較為經(jīng)濟。而射頻、微波烘干機因射頻管、磁控管等均為電器元件，使用壽命有一定的局限，特別是進口金屬射頻管，價格較為昂貴，一般為幾十萬元，這大大增加了射頻烘干機的使用成本。但是，需要指出的是，盡管微波烘干機的使用維護成本比傳統(tǒng)烘干機要高得多，但是因微波烘干機在節(jié)能方面具有明顯優(yōu)勢，這一點就顯得微不足道了。按照一臺烘干機每年可烘干散纖維數(shù)量400噸，甩干后纖維的回潮率為70%，烘干后纖維回潮率為10%計算，每年需要烘干的水分數(shù)量為240噸，與傳統(tǒng)烘干機比較可節(jié)約標煤數(shù)量55.2噸，按照1200元/噸計算，可直接節(jié)約費用6.62萬元。
　　我們發(fā)現(xiàn)，無論是從設(shè)備性能，還是使用經(jīng)濟性等各方面來說，微波烘干機都擁有著較大的優(yōu)勢。需要指出的是，微波烘干機在具體使用中，仍然存在著一些缺陷和不足，需要我們進一步完善。
　　磁控管是微波烘干機的主要電器元件，現(xiàn)在磁控管設(shè)計使用壽命一般為2000多小時（風冷），實際使用壽命一般不會超過5000小時。隨著使用時間的延長，磁控管的微波發(fā)射效率會急劇下降，這會大大影響烘干效率。導(dǎo)致這種現(xiàn)象主要因為磁控管冷卻技術(shù)問題，現(xiàn)在磁控管主要采用的是風冷、水冷，但是這都無法高效率降低磁控管的工作溫度。所以說，磁控管的冷卻技術(shù)是關(guān)系微波烘干機發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)因素。
　　微波烘干機在烘干原料的過程中，一旦遇到纖維里面混有金屬物質(zhì)，經(jīng)常會出現(xiàn)打火現(xiàn)象。特別是對尖端的金屬物體，更易出現(xiàn)打火現(xiàn)象，所以說微波烘干機在使用中一定要注意對金屬物質(zhì)的清除，加裝金屬探測裝置或磁吸裝置，具備必要的火災(zāi)逃逸功能或監(jiān)控措施，保障設(shè)備安全、生產(chǎn)安全。
　　電磁輻射對人體的有害性是不言而喻的，微波烘干機在設(shè)計過程中必須滿足安全要求，采取多項屏蔽措施，否則就會造成操作工人的人身傷害。
　　紡織企業(yè)的生存形勢現(xiàn)在依舊較為嚴峻，其中主要存在兩方面的原因，一是企業(yè)的利潤越來越微薄，競爭壓力卻越來越大。二是紡織企業(yè)普遍存在用工較多，技術(shù)資源密集，節(jié)能減排形勢嚴峻。因此，大力發(fā)展節(jié)能、環(huán)保、自動化程度較高的設(shè)備，并在紡織行業(yè)內(nèi)大規(guī)模的普及，有利于提高紡織企業(yè)競爭力。射頻、微波烘干機的出現(xiàn)，正是技術(shù)革新在紡織烘干工序的一種體現(xiàn)。

　　（作者：禹城羊絨紡織有限公司 孫洪剛 孫翠翠）