3類紡織烘干設備使用性能對比分析

[編輯:Qsj]  [發布時間:2016-01-21 13:01:13]  [中國紡織報]

　　紡織烘干設備門類眾多，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，紡織烘干設備主要經歷了傳統烘干設備、射頻烘干設備、微波烘干設備3個不同的發展階段。其中傳統的蒸汽烘干機依然是目前應用較廣的設備，射頻烘干設備、微波烘干設備是相對新型的設備，目前逐漸在紡織行業推廣使用。
　　傳統烘干設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，通過熱傳導的方式將熱間接或直接傳遞給濕物料，使濕物料表面上的水分汽化，并通過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果，使物料內部和表面之間產生濕分差，物料內部的濕分以氣態的形式向表面擴散，從而使物料得到干燥。
　　射頻烘干設備在紡織纖維烘干領域中的應用正在迅速發展，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。射頻烘干技術是利用水分子在高頻電場作用下的極性運動，在烘干物內引起劇烈碰撞，從而使水分子從內部逃逸蒸發。它區別于傳統的直接加熱烘干方式，不需要通過熱傳導的方式使水分汽化，而是通過磁場直接作用于物料內的水分子，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個射線發射源，主要發射波長較長的紅外射線。
　　微波烘干設備的工作原理和射頻烘干設備基本相同。微波一碰到金屬發生反射，無法被金屬吸收或傳導。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計特點：首先，微波烘干機的發射頻率要遠高于射頻烘干機，一般在2000MHz以上，發射的電磁波的波長為比紅外線更長的毫米波、厘米波。而射頻烘干機發射的多為紅外線，所以其發射頻率一般在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射源。
　　微波烘干機節能37%
　　烘干設備廣泛應用于紡織纖維烘干、紗線材料烘干、成衣烘干等各個工序。作為主要的耗能工序，如何對烘干設備進行合理選型是各個紡織企業進行能源成本控制的關鍵。
　　通過表1可以看出，傳統烘干機對水分的加熱分為直接與間接2種方式，而且需要預熱，這造成了一部分熱量對物料及設備加熱做了無用功，從而造成了能源的浪費。此外，微波烘干機的磁控管數量較多，看似較為繁瑣，可是這恰恰避免了因為介質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，將原料內的1噸水烘干，3種設備各需消耗的能源，折算成標煤如下：
　　傳統烘干機：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，相較于傳統烘干機，射頻烘干機節能18%左右，微波烘干機節能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外同時加熱，而傳統烘干機大量存在著對水分的間接熱傳導加熱，且為由外到內順次蒸發，因此在蒸發效率上傳統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于射頻烘干機，處于物料內部的水分將更加容易蒸發，因此微波烘干機的烘干效率是最高的。我們從生產實踐發現，反映在單時產能上，射頻烘干較傳統烘干提高10%~20%，而微波烘干會提高20%~30%左右。同時反映在對產品質量的影響上，他們也存在著較大的不同。
　　經試驗知道，射頻、微波烘干機對產品質量，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，而傳統烘干機是無法做到這一點的。此外，通過射頻、微波烘干機內外同時加熱，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烘干機要高得多，但是因微波烘干機在節能方面具有明顯優勢，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量為240噸，與傳統烘干機比較可節約標煤數量55.2噸，按照1200元/噸計算，可直接節約費用6.62萬元。
　　我們發現，無論是從設備性能，還是使用經濟性等各方面來說，微波烘干機都擁有著較大的優勢。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，現在磁控管設計使用壽命一般為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，磁控管的微波發射效率會急劇下降，這會大大影響烘干效率。導致這種現象主要因為磁控管冷卻技術問題，現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，磁控管的冷卻技術是關系微波烘干機發展的關鍵技術因素。
　　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，經常會出現打火現象。特別是對尖端的金屬物體，更易出現打火現象，所以說微波烘干機在使用中一定要注意對金屬物質的清除，加裝金屬探測裝置或磁吸裝置，具備必要的火災逃逸功能或監控措施，保障設備安全、生產安全。
　　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。
　　紡織企業的生存形勢現在依舊較為嚴峻，其中主要存在兩方面的原因，一是企業的利潤越來越微薄，競爭壓力卻越來越大。二是紡織企業普遍存在用工較多，技術資源密集，節能減排形勢嚴峻。因此，大力發展節能、環保、自動化程度較高的設備，并在紡織行業內大規模的普及，有利于提高紡織企業競爭力。射頻、微波烘干機的出現，正是技術革新在紡織烘干工序的一種體現。

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