■劉曉陽
〔農(nóng)一師八團棉花加工廠,新疆阿克蘇 843000〕
隨著我區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和棉花市場化流通體制改革的逐步深化,機采棉在各團場的推廣種植逐年增加,其固有的品級問題、收獲期相對集中且存貯不易、異性纖維以及水雜大等特點給棉花加工帶來新的挑戰(zhàn),同時,近幾年大量的收儲也造成各團場棉花加工質(zhì)量競爭的進一步加劇,籽棉加工得快、質(zhì)量好,團場的經(jīng)濟效益也就越高。下面就機采棉加工生產(chǎn)線上,籽棉干燥系統(tǒng)在機采籽棉清理過程中的應用談談個人的看法與思考。
眾所周知,在棉花加工過程中,籽棉回潮率不僅影響雜質(zhì)的清理效果,對皮棉的內(nèi)在品質(zhì)也有很大的影響。實踐證明,在籽棉清理過程中,對于回潮率在5%左右的籽棉,雜質(zhì)與棉纖維的摩擦力較小,所以此時籽棉所含雜質(zhì)比較容易清除掉。同時,籽棉回潮率在6.5%~8.5%之間時,能保證良好的加工性能,獲得最佳的軋工質(zhì)量,體現(xiàn)出纖維在最佳狀態(tài)下的天然色澤,尤其新的棉花國家標準實施,以棉花色澤定級后,就更加突出。在機采籽棉清理工藝中引入籽棉烘干工藝后,有效地控制了生產(chǎn)線上籽棉的回潮率,籽棉清雜效率明顯提高,近幾年,農(nóng)一師推廣種植機采棉后,我團為保證機采籽棉能夠及時按期加工,分別于2011年和2012年對171車間和121車間進行技術升級改造,兩條加工生產(chǎn)線經(jīng)過兩年的加工生產(chǎn),通過實踐證明了籽棉干燥系統(tǒng)具有以下特點。
1.籽棉干燥系統(tǒng)由于使用燃煤熱風爐作熱源,使用成本較使用直燃式燃油爐作熱源節(jié)約近60%,同時操作及日常維護更加方便。
2.通過跟班實測,干燥后籽棉平均回潮率降低3%,最高降低4%。
3.有效地解決了籽棉回潮率過高對雜質(zhì)清理效率和設備正常運轉(zhuǎn)率的影響,降低了皮棉的含雜率,入儲皮棉公檢連續(xù)多年全師第一。
4.生產(chǎn)線加工能力顯著提高,皮棉日產(chǎn)量提高了約10%,加工周期較往年縮短近3周。
因此,隨著兵團全面推廣機采棉技術,合理科學地在加工生產(chǎn)線中配置和使用籽棉干燥系統(tǒng),就顯得尤為突出和重要。
在籽棉干燥系統(tǒng)使用過程中,我們也深刻地認識到,目前的該系統(tǒng)也存在著一些問題,主要表現(xiàn)在以下兩方面:
1.系統(tǒng)配套費用高。
首先是系統(tǒng)熱風源配套費用,由于該系統(tǒng)采用燃煤熱風爐作熱源,在其安裝時需配套做相應的熱風爐基礎及彩鋼房,用工成本的增加,這部分費用也在逐年上揚,目前保守估計一臺熱風爐配套費用近15萬元。
其次是必須配備熱風爐操作人員,每臺熱風爐配備兩名(白班和夜班各一人)操作人員,隨著用工成本的提高,這部分費用也顯得日益突出。
2.使用成本高、能源浪費嚴重也將逐步顯現(xiàn)。
這主要從工藝角度來考慮,目前市場上現(xiàn)有的籽棉干燥設備原理相近,都是利用高溫熱風輸送籽棉過程中,熱風與籽棉相對運動的速度差以及棉纖維的吸放濕特性,來將棉纖維內(nèi)多余的水分帶走而達到烘干的目的,這種方式的優(yōu)點是,棉纖維放濕過程快,干燥強度、干燥一致性都好,能夠滿足生產(chǎn)線不同產(chǎn)量的需求。但另一方面,由于籽棉的輸送需要滿足一定的風速要求,以管道直徑為d=380 mm,籽棉輸送風速v=20 m/s計算,每臺籽棉干燥塔所需風量為:
一條機采棉生產(chǎn)線按需要四臺干燥塔計算,每小時所需風量接近40000立方米,生產(chǎn)過程中,需要將這部分風量加熱到150℃左右(初始溫度假定為0℃),所需的熱量按下列公式:
式中:取ρ=1.2 kg/m3;
計算所需的熱量為:
完成籽棉干燥過程后,經(jīng)實測這部分風量的溫度雖降低明顯(管道負壓輸送,漏風引起溫度降低,以及籽棉溫度升高引起溫度降低),但濕度升高不明顯,說明這部分風量吸收水分的能力沒有充分發(fā)揮出來就被不斷地排出,造成大量的熱量浪費,無形中增加了使用成本。
如果在考慮設計籽棉干燥設備時,籽棉的輸送采用傳動帶(或鏈)來實現(xiàn),用來干燥籽棉的高溫熱風不參與籽棉的輸送,只負責對回潮率高的籽棉進行干燥,這樣就可以大大減少干燥用熱風的風量,節(jié)省動力的同時,減少能源的消耗。若按照單位時間內(nèi)需要干燥籽棉的回潮率變化來設計風量,以一條機采籽棉生產(chǎn)線為例,每小時12 t的籽棉處理能力,需要將籽棉回潮率從平均約15%降到8%左右,不考慮籽棉雜質(zhì)等的重量,每小時需要從籽棉中帶走的水分約為12000×(15%-8%)kg=840 kg,假定完成干燥過程后熱風的溫度為70℃,濕度為20%,查得對應的空氣含濕量為40.8 g/kg(干),計算每小時能帶走水分約 840 kg,就需要 840×1000/40.8(kg)=20588 kg干空氣,即一條12 t機采棉生產(chǎn)線僅需要約20588/1.2(m3/h)=17156.86 m3/h干空氣,如果同樣條件下將17156.86 m3/h空氣加熱到150℃,需要的熱量僅為約2872 kJ/h(68.6萬大卡/h),與目前干燥形式相比,至少節(jié)能50%。
在新的籽棉干燥設備研究與開發(fā)上,不僅要注意設備自動化程度的提高,減少操作人員的參與,還要考慮到能耗盡可能少,這樣才能做到保證棉花加工設備良好的加工性能和正常運轉(zhuǎn)率的同時,加工出優(yōu)質(zhì)、低耗的皮棉,為棉花加工企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。