背 景
細(xì)紗機(jī)是紡紗的主要機(jī)器,也是紡紗工藝中成紗的最后一道工序,是紡紗生產(chǎn)中耗能較多的機(jī)器。目前,環(huán)錠細(xì)紗機(jī)已成為紡紗的主要設(shè)備,我國約有1.3億紗錠的環(huán)錠紡紗規(guī)模,約占世界總錠數(shù)的50%,而環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的產(chǎn)量約占全國細(xì)紗總產(chǎn)量的85%。細(xì)紗機(jī)24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn),損壞和老化快,存量市場中不少設(shè)備電氣系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入報(bào)廢期,所占比例將逐年增大。隨著電機(jī)的老化其能耗也將增大,提高效率和節(jié)能降耗是很多棉紡企業(yè)的迫切需求,以降低生產(chǎn)成本。
現(xiàn)存量市場中細(xì)紗機(jī)配置的電機(jī)大多為IE2及以下能效,依據(jù)《電動機(jī)能效限定值及能效等級》(GB18613-2020)標(biāo)準(zhǔn)要求,已經(jīng)被列入淘汰電機(jī)范疇,整體經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間窄,耗能大,在國家“雙碳”政策的形勢下,亟需改造升級。
設(shè) 備 簡 介
細(xì)紗機(jī),紡紗過程中把半制品粗紗或條子經(jīng)牽伸、加拈、卷繞成細(xì)紗管紗的紡紗機(jī)器。紡紗機(jī)械負(fù)責(zé)將棉、毛、麻、絲和化學(xué)纖維原料進(jìn)行除雜、開松、牽伸、加捻以及卷繞成為均勻柔韌的細(xì)紗。精梳機(jī)將纖維梳理制成精梳條子,針梳機(jī)將條子并合,針排牽伸改善條子結(jié)構(gòu),條子在粗紗機(jī)上牽伸加拈制成粗紗,粗紗在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上進(jìn)一步加拈紡成細(xì)紗。
細(xì)紗機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝流程
環(huán)錠細(xì)紗機(jī)為雙面多錠結(jié)構(gòu),主要由喂入機(jī)構(gòu)、牽伸機(jī)構(gòu)、加捻卷繞機(jī)構(gòu)、成形機(jī)構(gòu)組成。粗紗從粗紗架吊錠上的粗紗管上退繞出來,經(jīng)過導(dǎo)紗桿和緩慢往復(fù)橫動的導(dǎo)紗喇叭口,喂入牽伸裝置進(jìn)行牽伸。牽伸后的須條由前羅拉輸出通過導(dǎo)紗鉤,穿過鋼絲圈,卷繞到緊套在錠子上的筒管上。錠子高速回轉(zhuǎn),通過有一定張力的紗條帶動鋼絲圈在鋼領(lǐng)上高速回轉(zhuǎn),鋼絲圈每一回轉(zhuǎn)就給牽伸后的須條加上一個(gè)捻回。由于鋼絲圈的回轉(zhuǎn)速度小于紗管的,使得前羅拉連續(xù)輸出的紗條卷繞到紗管上。鋼絲圈與紗管的轉(zhuǎn)速差,就是紗管單位時(shí)間的卷繞圈數(shù)。依靠成形機(jī)構(gòu)的控制,鋼領(lǐng)板按一定規(guī)律升降,使細(xì)紗繞成符合一定形狀的管紗。
衡量細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量的主要依據(jù)
1、錠子以及錠速
細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)水平-細(xì)紗機(jī)是紡紗的主要機(jī)器,細(xì)紗的產(chǎn)量、質(zhì)量是紡紗工藝各道工序優(yōu)劣的綜合反映。細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)單元是錠子,常以每千錠小時(shí)的產(chǎn)量(公斤)來衡量細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)水平。紡紗廠生產(chǎn)規(guī)模是以擁有細(xì)紗機(jī)的錠子總數(shù)來表示的。
2、斷頭率
每只錠子上所紡的紗線會由于各種原因而斷頭,常以千錠小時(shí)發(fā)生的斷頭數(shù)表示斷頭率。斷頭率的高低影響勞動生產(chǎn)率、設(shè)備生產(chǎn)率、細(xì)紗質(zhì)量和車間含塵量。一般是小紗斷頭最多(50%),中紗最少(20%),大紗其次(30%)。
3、卷裝落紗
細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)過程中紡滿一個(gè)卷裝(管紗)便要停止生產(chǎn),待落下管紗換上空管后方能繼續(xù)紡紗。因此卷裝的大小影響勞動生產(chǎn)率、設(shè)備生產(chǎn)率,還影響能耗。
工 況 簡 介
負(fù)載特性:
細(xì)紗機(jī)在紡制不同紗線時(shí)的負(fù)載是不一樣的,且細(xì)紗機(jī)的錠子傳動系統(tǒng)所占負(fù)載比重較大。
運(yùn)行環(huán)境:
紡織行業(yè)飛花大,棉絮多,環(huán)境濕度大,電機(jī)安裝空間小,散熱效果差,電機(jī)需在高溫高濕環(huán)境內(nèi)持續(xù)運(yùn)行。
起動特性:
細(xì)紗機(jī)啟動時(shí)是帶著整個(gè)設(shè)備的傳動系統(tǒng)啟動,因此需要電機(jī)有良好的帶載啟動能力,要求啟動快速平滑、制動快速線性,不可反轉(zhuǎn)等。
動力配置:
傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)采用雙速電機(jī),存在生產(chǎn)效率低、無功損耗較大、紡紗張力不穩(wěn)定。常用動力配置為三相異步電機(jī)+變頻器方案,采用皮帶傳動方式,傳動效率低,電機(jī)能效低,高效區(qū)間窄,經(jīng)常運(yùn)行在低效區(qū)域,綜合用電經(jīng)濟(jì)性差。
海川電氣方案
以細(xì)紗機(jī)的主驅(qū)動電機(jī)及皮帶傳動機(jī)構(gòu)作為節(jié)能改造對象,取消原有皮帶傳動,改為直驅(qū)結(jié)構(gòu)。提升傳動效率。采用HCM5系列超高效助磁同步磁阻電機(jī)作為主驅(qū)動電機(jī),具有能耗小,高效區(qū)間寬,體積小,可靠經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。選擇DT6系列驅(qū)動器作為電機(jī)驅(qū)動控制裝置,控制性能好,穿墻式無風(fēng)扇設(shè)計(jì),可靠耐用。利用原有設(shè)備的通風(fēng)裝置散熱,具有良好的散熱效果,有效避免了因棉絮堵塞帶來的過溫炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
電機(jī)產(chǎn)品介紹
HCM5系列是采用新型助磁同步磁阻電機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的全封閉、自扇風(fēng)冷超高效三相助磁同步磁阻電動機(jī)。能效符合國標(biāo)一級能效要求(IEC標(biāo)準(zhǔn):IE5),具有效率高,起動轉(zhuǎn)矩大,噪聲振動低等特點(diǎn)。電機(jī)內(nèi)部不含稀土永磁材料,結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠。采用標(biāo)準(zhǔn)中小型異步電動機(jī)機(jī)殼,方便現(xiàn)場更換。是一種高效節(jié)能,節(jié)約稀土資源的高效電機(jī)驅(qū)動解決方案??捎糜隍?qū)動各種通用機(jī)械設(shè)備,如風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、紡織機(jī)械等。滿足各種工業(yè)自動化領(lǐng)域設(shè)備驅(qū)動需求
電壓等級:AVC380V
功率范圍:3-355kW
機(jī)座號:132-355
能效等級:IEC60034-30-2 IE5能效
轉(zhuǎn)速范圍:750/1000/1500/3000r/min
電機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)
高能效:
轉(zhuǎn)子無損耗,效率高,高效區(qū)間寬,綜合運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好。
高功率因數(shù):
永磁體輔助勵(lì)磁,無功小,功率因數(shù)高。
高可靠:
鐵氧體永磁材料勵(lì)磁,無高溫退磁風(fēng)險(xiǎn)。
高經(jīng)濟(jì)性:
電機(jī)無稀土永磁材料,高牌號硅鋼片等昂貴原材料,驅(qū)動器采用傳動變頻器硬件架構(gòu),一種高性價(jià)比的IE5能效電機(jī)驅(qū)動解決方案,經(jīng)濟(jì)性好。
驅(qū)動器產(chǎn)品介紹
HCD-DT6系列穿墻式驅(qū)動器是一款紡織專用高性能電流矢量變頻驅(qū)動器,采用高性能的矢量控制技術(shù),具有良好的動態(tài)特性、超強(qiáng)的過載能力、通訊總線功能等,組合功能豐富強(qiáng)大,性能穩(wěn)定。采用特殊的穿墻式安裝及無風(fēng)扇設(shè)計(jì),為產(chǎn)品提供堅(jiān)固耐用的防護(hù),可滿足多棉絮、高粉塵、重污染、等惡劣環(huán)境的需求,適用于紡織行業(yè)的細(xì)紗機(jī)、粗紗機(jī)、以及其他高污染行業(yè) 如:機(jī)床、陶瓷、玻璃等。
輸入電壓:3PH 380V±10% 50/60Hz
功率范圍:15-22kW
安裝形式:穿墻式安裝
驅(qū)動器產(chǎn)品特點(diǎn)
穿墻式安裝設(shè)計(jì),提高防護(hù)能力,有效避免棉絮、油污、粉塵等對變頻器的二次污染。
無風(fēng)扇自然風(fēng)冷散熱設(shè)計(jì),利用設(shè)備的冷卻系統(tǒng),有效防止防止纖維及棉絮積累在散熱片上,解決風(fēng)扇失效及過熱的問題
全系列金屬外殼,大尺寸散熱片設(shè)計(jì),可在50℃高溫環(huán)境下長期可靠運(yùn)行。
瞬停不停功能,利用停車制動時(shí)的發(fā)電能量讓變頻器平穩(wěn)減速,實(shí)現(xiàn)多電機(jī)同步比例停車,有效降低因斷電和異常停車所造成的斷紗風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng) 用 案 例
高密某紡織廠環(huán)錠細(xì)紗機(jī)改造
原方案:
雙速異步電機(jī)+皮帶傳動
電機(jī):FXD180L1-4/6 IE2能效;
改造方案:
驅(qū)動器+高效電機(jī)(直驅(qū)型式)
電機(jī):HCM5-160L-18.5-1500-T4-FILS-B3
驅(qū)動:HCD-DT6-T4018GB
應(yīng) 用 現(xiàn) 場
應(yīng) 用 效 果
參 數(shù) 設(shè) 置