第三節(jié)　紡織環(huán)境工程

紡織生產(chǎn)過程所要求的空氣環(huán)境，主要是指紡織車間里能滿足工藝和舒適要求的空氣溫度、濕度、潔凈度和流動速度。創(chuàng)造和保持滿足紡織工藝要求的空氣環(huán)境，這就是紡織環(huán)境工程。由于紡織環(huán)境工程是紡織企業(yè)不可缺少的主要組成部分，作為紡織企業(yè)的工程技術員和企業(yè)管理人員必須學習紡織環(huán)境工程的基本知識和基本理論，了解空氣環(huán)境對紡織生產(chǎn)的影響，掌握必要的基本技能，準確地把握紡織環(huán)境工程在生產(chǎn)中的作用。

一、紡織環(huán)境工程的任務和功能

對于紡織車間內(nèi)的空氣環(huán)境，一般要受到兩方面的干擾：一是來自紡織車間外部太陽輻射和氣候變化所產(chǎn)生的熱作用及外部有害氣體的干擾；二是來自紡織車間內(nèi)部生產(chǎn)過程和職工所產(chǎn)生的熱、濕以及其他有害物的干擾。紡織企業(yè)分布廣泛，各地不同時刻的自然環(huán)境、氣象條件差異甚大。例如，盛夏季節(jié)新疆吐魯藩地區(qū)的最高氣溫可達45℃以上，隆冬時期黑龍江北部地區(qū)的最低溫度可至-42℃以下。沿海地區(qū)空氣濕潤，西北地區(qū)空氣干燥。這些室外氣象條件的不同，必然會從外部影響紡織車間里的溫度和濕度。在紡織生產(chǎn)過程中，還會不斷散發(fā)出熱量和水汽，如不采取相應措施，又將從內(nèi)部影響室內(nèi)的溫度和濕度。紡織生產(chǎn)過程中散發(fā)粉塵，直接影響職工的身體健康。紡織塵屬于可燃物質，且粉塵濃度達到一定的極限時，在有充足的氧氣和有明火的條件下，就會發(fā)生爆炸，使職工生命和企業(yè)財產(chǎn)遭受巨大損失。紡織車間的空氣流動速度不僅會影響人體的舒適感，同時也會影響紡織生產(chǎn)工藝的順利進行，也應根據(jù)工藝過程的要求和人體熱舒適要求加以控制。

紡織環(huán)境工程的任務，就是要使紡織車間內(nèi)的空氣保持一定的溫度、濕度、流速和潔凈度，使它們不受車間內(nèi)外各種因素變化的影響，以滿足紡織職工身體健康和紡織生產(chǎn)過程的工藝需要。

紡織環(huán)境工程所應具備的功能是：加熱或降溫，能夠調節(jié)空氣的溫度；加濕或減濕，能夠調節(jié)空氣的濕度；能夠使空氣具有一定的流動速度并按一定規(guī)律流動；能夠潔凈空氣并使空氣具有一定的新鮮程度。

二、紡織環(huán)境工程的系統(tǒng)組成

紡織環(huán)境工程依據(jù)熱物理和流體力學的基本原理，把風機、水泵、換熱器、加濕器、噴嘴、制冷機、除塵器、送風道和送風口、回風道和回風口、水管等設備和部件有機地組合，使它們工作在最佳狀態(tài)，從而創(chuàng)造一個滿意的人工環(huán)境。

圖1-9是紡織環(huán)境工程系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)集紡織廠各車間的空調和除塵設備于一體，在紡織工藝全過程中逐級進行塵雜與纖維的分離，并控制各車間的溫度和濕度。由三套空調室分別擔當前紡、紡紗和織布車間的空氣處理過程，符合各紡織工藝溫、濕度要求的潔凈空氣從車間上部的送風道進入車間，然后從地下回風道回到空調室。每套空調室的前段是除塵設備，負責過濾車間的回風或紡織工藝設備的含塵排風。經(jīng)過濾后的空氣大部分回用到空調室，小部分則可排向室外，而滿足衛(wèi)生條件所必需的新風可由新風窗補充進入空調室。由于前紡車間的紡織設備散塵量大，因此做成密封的生產(chǎn)工藝流程，紡織原料由管道輸送，含塵排風也由管道集中到除塵設備的集風斗中。塵雜和纖維由專門的機械分類壓縮處理，統(tǒng)籌考慮了原料回用和塵雜收集的問題。顯然，有了這樣完整的紡織環(huán)境工程系統(tǒng)，就能使紡織車間空氣清潔，提高產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量，實現(xiàn)高效、安全和文明生產(chǎn)。

紡織環(huán)境工程所使用的設備都是一些耗能大的機械設備。例如，我國紡織空調用電占企業(yè)生產(chǎn)用電的25%～50%，日本紡織廠空調用電占企業(yè)生產(chǎn)用電的30%～45%，美國紡織廠空調用電占企業(yè)生產(chǎn)用電的40%～50%。再加上除塵系統(tǒng)的用電量，紡織環(huán)境工程的用電比例還將大些。所以，提高設備的能量轉換性能，提高系統(tǒng)能量綜合利用效果，盡可能尋求合理的運行調節(jié)方法，從而達到節(jié)能的目的，其經(jīng)濟效益是十分巨大的。

三、紡織車間的空調方式

紡織車間的空氣調節(jié)方式可以有許多種方案，各種方案的效果和能耗不盡相同。圖1-10示意了布機車間的三種空調方式：A為車間送風式空調，B為車間送風和工藝送風復合式空調，C為工藝送風式空調。織布工藝一般要求75%的相對濕度。對于A方式來說，即使送風相對濕度達到了75%，由于布機處的溫度較送風口溫度高，經(jīng)紗處的濕度只能達到60%左右。在B、C方式中，工藝送風口安裝于經(jīng)紗上方，產(chǎn)生穩(wěn)定的層流空氣幕，使得經(jīng)紗處的空氣相對濕度達75%，確保了織布過程中的工藝環(huán)境條件。同時，回風連同灰塵以及飛花將直接進入織機下方的回風地溝，減少了車間內(nèi)空氣中的灰塵和纖維含量，經(jīng)紗上方微塵含量可降至0.2mg/m3。這樣就大大減少了能量消耗，確保了產(chǎn)品的質量，降低了織布工藝的操作成本。與A方式相比，B方式節(jié)能26%，節(jié)水37%；而C方式節(jié)能達34%，節(jié)水達51%。

圖1-11是對應于B方式的車間送風和工藝送風復合式空調系統(tǒng)，車間空調負荷和工藝空調負荷分別由兩套空調噴淋室承擔。圖1-11中的上空調室負責把車間里的空氣參數(shù)控制在相對濕度65%，溫度27.9℃。其空氣處理過程是：新風與回風一次混合后進入噴淋室，經(jīng)噴淋室處理后的空氣再次與回風混合后由送風機送入車間里，空氣在車間里吸熱吸濕后經(jīng)回風道到達回風過濾器，過濾后的空氣由回風機加壓后，一部分排出室外，另一部分循環(huán)回用。圖1-11中的下空調室負責把布機周圍的空氣相對濕度控制在75%。其空氣處理過程是：新風與回風混合進入噴淋室，經(jīng)噴淋室處理后的空氣由送風機加壓，空氣經(jīng)布機上方的工藝送風口形成穩(wěn)定的空氣幕，空氣在經(jīng)紗處吸熱吸濕后經(jīng)回風道到達回風過濾器，過濾后的空氣由回風機加壓后，一部分排出室外，另一部分循環(huán)回用。在冬季，還可用空氣加熱器來預熱空氣。在圖1-11所示的系統(tǒng)中，車間里的溫濕度和工藝送風口的溫濕度可由溫濕度傳感器測得。如果偏離設定值，自控系統(tǒng)在比較了偏離值后，發(fā)出指令驅動各風機、水泵的變頻調節(jié)器，改變風機、水泵的轉速，使得車間里的溫濕度和工藝送風口的溫濕度回到設定值來。

1—調節(jié)風門　2—噴淋空調室　3—空氣加熱器　4—噴淋水泵　5—風機　6—回風過濾器　7—溫度傳感器　8—工藝送風口9—工藝送風口調節(jié)閥　10—調節(jié)閥驅動器　11—壓力傳感器　12—溫濕度傳感器　13—變頻調節(jié)器

思考題

1.什么是纖維的回潮率？影響纖維回潮率的主要因素有哪些？

2.棉紡廠中的梳棉車間與織布車間對空氣相對濕度的要求有何不同？為什么？

3.影響人體熱舒適性的主要因素有哪些？

4.我國對紡織車間的空氣含塵量控制標準是多少？

5.紡織環(huán)境工程的主要任務和功能有哪些？

6.紡織環(huán)境工程的主要設備有哪些？