服裝工廠蒸汽節(jié)能解決方案淺析

    中國紡織經(jīng)濟研究中心提供的一份最新研究報告顯示，目前，中國紡織工業(yè)總耗能占全國工業(yè)總耗能的4.3%，規(guī)模以上企業(yè)用水量占全國工業(yè)企業(yè)的8.51%，廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放總量的10%。總體來看，多數(shù)紡織服裝企業(yè)節(jié)能減排投入不足，先進工藝裝備采用率較低，行業(yè)節(jié)能減排整體工作依然任重道遠。

    在國家采取各種措施力促節(jié)能減排的同時，丹麥、荷蘭、芬蘭、瑞典、挪威等國家已經(jīng)開始實施碳關(guān)稅或者能源稅。中國紡織工業(yè)面臨嚴(yán)峻的低碳考驗。中國紡織工業(yè)協(xié)會副會長孫瑞哲在之前舉行的中國紡織服裝行業(yè)節(jié)能減排績效評價活動啟動儀式上說：“現(xiàn)在對紡織產(chǎn)業(yè)來說，一個重大的挑戰(zhàn)就是我們怎么擺脫這種能源消耗型和污染型歷史的帽子，走向綠色產(chǎn)業(yè)之路。”

    就服裝企業(yè)而言，除了從源頭上——面料采購把控污染、排放等問題外，還需從生產(chǎn)角度出發(fā)，衡量企業(yè)對環(huán)境的影響。以一條400克的滌綸褲為例，如果壽命為2年，洗滌、烘干、熨燙會產(chǎn)生二氧化碳排放47千克。為實現(xiàn)紡織服裝行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，企業(yè)要大力發(fā)展低碳工藝、清潔生產(chǎn)工藝、環(huán)境治理技術(shù)、節(jié)約資源和資源循環(huán)技術(shù)。

    本文以蒸汽節(jié)能為切入點，淺析了服裝工廠蒸汽產(chǎn)生及使用過程中存在的問題，并提出了幾點蒸汽節(jié)能的解決方案。

　　1 存在的問題

　　1.1 蒸汽的產(chǎn)生與質(zhì)量

    目前，中國仍有90%的服裝企業(yè)使用燒煤鍋爐來產(chǎn)生蒸汽。這種蒸汽產(chǎn)生方式采用鍋爐、燙臺、熨斗分體模式，易產(chǎn)生污染、浪費、安全等問題。這種蒸汽產(chǎn)生方式還易使蒸汽的質(zhì)量不高，具體表現(xiàn)在：含水量太高，易造成熨斗漏水；出口蒸汽壓力和溫度低，這是造成漏水現(xiàn)象的根本原因。

　1.2 管道工程設(shè)計與施工

    從目前服裝企業(yè)的管道工程設(shè)計來看，普遍存在管道工程設(shè)計不重視、不專業(yè)、不規(guī)范等現(xiàn)象，如管道口徑偏大、管道施工不強調(diào)坡度設(shè)計等，有些管道坡度不僅偏小，甚至還低于零水位，造成倒回水。這些問題易造成蒸汽浪費、漏水等現(xiàn)象，如漏水嚴(yán)重還會影響整燙品的質(zhì)量。有些企業(yè)甚至還在使用鍍鋅管，存在安全隱患。

    此外，絕大部分管道沒有安裝或部分安裝相關(guān)配件，如汽水分離器、減壓閥、疏水閥等。這些配件對蒸汽都有很好的節(jié)能作用，但很多企業(yè)不重視。管道保溫與絕熱也十分重要，很多服裝廠不注重，增加了蒸汽損耗（圖1）。

 
  圖1 汽水分離器在蒸汽管道中的應(yīng)用

　1.3 尾氣浪費嚴(yán)重

    目前服裝行業(yè)在用的熨斗多未經(jīng)改造，由主管道直接供應(yīng)蒸汽，熨斗排出的尾汽經(jīng)回水管道直接排放到工作車間外，這種做法對蒸汽及其熱量的浪費相當(dāng)嚴(yán)重。服裝工廠一般有兩種傳統(tǒng)的安裝法：尾氣直接排放安裝法和終端冷凝水回收安裝法。前者的燙斗都由主管道直接供汽，所有燙斗排出的尾汽經(jīng)回水管直接排放到工作車間外。據(jù)測算，該安裝法能量和水的浪費率高達30%～45％。 后者的熨斗也是由主管道直接供汽，只是在鍋爐房旁邊增加了一個回水箱，尾汽經(jīng)回水管送到回水箱，這種方法可回收冷凝水25%～45％，但實際熱能的回收利用卻非常少。

　2.1 高質(zhì)量蒸汽是關(guān)鍵

    業(yè)內(nèi)專家黃國平認(rèn)為，很多熨斗漏水問題的產(chǎn)生都是由于蒸汽品質(zhì)不佳引起，高品質(zhì)蒸汽應(yīng)具有穩(wěn)定和正確的壓力與溫度，高品質(zhì)蒸汽應(yīng)干燥，不含水分（冷凝水和鍋爐鹵水），高品質(zhì)蒸汽應(yīng)潔凈、無色、無味，不含水垢、焊渣、鐵銹及其它固體雜質(zhì)，高品質(zhì)蒸汽中不含空氣和其它不凝性氣體。

    他認(rèn)為，穩(wěn)定而正確的壓力控制是確保整燙設(shè)備、全蒸汽熨斗使用溫度的首要條件。為此，首先應(yīng)根據(jù)服裝企業(yè)熨燙工藝流程及設(shè)備平面布置要求，按照整熨設(shè)備、全蒸汽熨斗包括電加熱蒸汽熨斗配置數(shù)量來計算確定選擇蒸汽鍋爐的容量及壓力。很多服裝企業(yè)喜歡在鍋爐房內(nèi)對蒸汽進行集中減壓，或鍋爐在低壓下運行，認(rèn)為這樣可以降低成本、節(jié)約能源。但實際情況卻恰恰相反，選擇高壓輸送，首先鍋爐在更高的壓力下運行，可以提高鍋爐的蓄熱能力，應(yīng)付負(fù)載突變。而低壓運行的鍋爐對峰值負(fù)荷的應(yīng)變能力弱，容易產(chǎn)生汽水共騰現(xiàn)象。

　2.2 蒸汽節(jié)能從源頭開始

    廣州立本電器有限公司董事長陳高永曾在接受某媒體采訪時指出，可利用變頻電加熱蒸汽發(fā)生器實現(xiàn)對生產(chǎn)線的靈活編排，真正實現(xiàn)流水線作業(yè)。他以傳統(tǒng)燃油鍋爐或煤鍋爐為例，一個大鍋爐產(chǎn)生的蒸汽可供50個或100個燙工用，但如果只有25個燙工工作，也需照常供汽，而變頻電加熱蒸汽發(fā)生器可以精確到每個人、每一臺機器。目前，小規(guī)格、小功率的電加熱蒸汽發(fā)生器在服裝企業(yè)使用較多，如3千瓦1拖1、6千瓦1拖2型的電加熱蒸汽發(fā)生器。有關(guān)專家建議，企業(yè)在選用此類設(shè)備時，應(yīng)首選直本、威士等知名企業(yè)產(chǎn)品，既可省電，又能節(jié)約蒸汽。黃國平認(rèn)為，要想延長電加熱蒸汽發(fā)生器的使用壽命，必須每天堅持帶壓排污，放空爐膽內(nèi)的冷凝水，使電加熱管處于干燥狀態(tài)。不少懂行的服裝企業(yè)會在電加熱蒸汽發(fā)生器后布置回水排污管道。

    據(jù)有關(guān)專家測算，國內(nèi)中小型燃油、燃汽鍋爐蒸汽的含水量平均在10%～15%，尤其在管道下游蒸汽負(fù)荷不穩(wěn)定、鍋爐運行壓力偏低時，容易產(chǎn)生汽水共騰現(xiàn)象。大量鹵水的存在嚴(yán)重影響蒸汽品質(zhì)，降低蒸汽熱量輸出，更嚴(yán)重的是由于鹵水中含有很高的氯離子，會使用氣設(shè)備出現(xiàn)苛性脆化現(xiàn)象，造成設(shè)備損壞，危及生產(chǎn)和人員安全。

　2.3 重視蒸汽管道口徑選擇

    上海青木實業(yè)發(fā)展有限公司為日本青木在中國的分公司，主要銷售特殊設(shè)備和專用的自動化設(shè)備，為服裝生產(chǎn)企業(yè)提供整體蒸汽節(jié)能解決方案及設(shè)備。該公司副總經(jīng)理蔣濤悅認(rèn)為，目前很多服裝工廠的管道口徑（直徑）都偏大。以27.6毫米內(nèi)徑為例，在0.5兆帕?xí)r，蒸汽流量在230千克，而一臺壓機的每小時連續(xù)消耗量約為20千克，實際約為12千克（60%），所以最少能使用11臺壓機。同等條件下，如果用35.7毫米內(nèi)徑，在0.5兆帕?xí)r，蒸汽流量在310千克，蒸汽富裕量為每小時80千克，這就是浪費，所以管徑選擇越大浪費就更大，熨斗、壓機漏水的現(xiàn)象也就更嚴(yán)重。

    黃國平認(rèn)為，選擇蒸汽管道口徑應(yīng)適中?？趶竭x擇越大，蒸汽流速越低，管網(wǎng)費用增加，散熱損失和冷凝水相應(yīng)增多；口徑選擇偏小，蒸汽流速過高，易造成高壓降、用汽點壓力不足或蒸汽量不夠，且易產(chǎn)生管道沖擊和水錘現(xiàn)象。據(jù)其介紹，目前中小型服裝企業(yè)一般從鍋爐房分汽包輸入口開始選用的蒸汽管道口徑最小為40毫米，最大為50毫米，室外蒸汽管道多選用Φ45×3.5毫米或Φ57×3.5毫米無縫鋼管為輸送主道，室內(nèi)蒸汽管道多選用Φ32×3毫米無縫鋼管，室內(nèi)蒸汽疏水裝置主配管多選用Φ38×3.5毫米無縫管。

    某服裝工廠鍋爐房供汽管道至車間約200米，管徑DN50，車間共3層樓用汽，每層配置一條DN50母管、DN25冷凝水回水管，每層管長約40多米，每層蒸汽干管坡度0.003，末端設(shè)了一個疏水閥，鍋爐房至車間管道上設(shè)了2個疏水閥。因為熨斗用汽壓力有限制，所以鍋爐出口蒸汽壓力不能太高，管道沒裝減壓閥。目前在使用的熨斗只是干管前端10只（共25只），用熨斗時帶水嚴(yán)重。

    業(yè)內(nèi)專家指出，在氣壓不高，且沒有過熱的情況下，該廠設(shè)計的坡度明顯偏小，至少要0.005。蔣濤悅認(rèn)為，蒸汽管道設(shè)計最佳的坡度應(yīng)為100：1，以加快管道內(nèi)水的流動。而目前絕大部分工廠設(shè)計的蒸汽管道與地面平行，回水的排出速度過于緩慢，而水和蒸汽混在一起時水會逐漸吃掉一部分蒸汽。這不但會造成很大的浪費，還會嚴(yán)重影響到整燙產(chǎn)品的質(zhì)量。黃國平則指出，要緩解水錘現(xiàn)象、防止管道破裂，需重視管道坡度設(shè)計，一律傾向疏水旁通裝置，建議每隔30～50米安裝一個疏水旁通裝置，同時在管道向上拔高時在底部安裝疏水閥。管道坡度傾向與蒸汽流動方向相同時，一般采用0.003坡度；坡道傾向與蒸汽流動方向相反時，應(yīng)采用0.005坡度（圖2）。

   
   圖2 蒸汽管道走向應(yīng)合理

    蔣濤悅指出，蒸汽管道的走向合理也很重要。首先總蒸汽進管應(yīng)為低，支管應(yīng)為高，原理為蒸汽向上走、水往低處流，所以支管才能夠獲得比較干燥的蒸汽，減少蒸汽的損失。而很多工廠安裝的情況正好相反，容易積水且增加了蒸汽的損耗。正如黃國平所言，輸送蒸汽支管應(yīng)從主管道的上方拔高取汽，從主管道底部或側(cè)部鏈接，雖然焊接簡單，但冷凝水也會隨之進入支管道。

    此外，蔣濤悅建議：壓機管道與熨斗管道、壓機回水管與熨斗回水管分開。其實也就是高壓管道（0.5兆帕）與低壓管道（0.3兆帕）的分開，如果不分開，容易造成熨斗損壞，而且容易漏水，同時還會造成面料表面的損傷（如極光等），增加蒸汽的消耗。

　2.5 安裝相關(guān)配件

    上面服裝企業(yè)的蒸汽管道之所以出現(xiàn)嚴(yán)重的帶水問題，還有一個原因——每層主管太長。需要在主管中部增加疏水閥。青木公司設(shè)計的管末疏水閥系統(tǒng)由過濾網(wǎng)（管道過濾器）、疏水閥、觀察器（窺視鏡）、單向閥（止回閥）組成，能夠直觀地了解疏水閥的工作情況。而現(xiàn)在大部分工廠現(xiàn)有的管道只安裝了疏水閥，不能及時了解疏水閥的工作情況，容易產(chǎn)生問題。因為一旦疏水閥工作不正常，就會增加蒸汽的消耗量，熨斗和壓機的漏水概率也會隨之增加，造成不必要的浪費。

    此外，還可增設(shè)汽水分離器。根據(jù)青木公司提供的資料顯示：管線長度一般為40米左右，根據(jù)蒸汽管道壓力損失的情況，以27.6毫米內(nèi)徑為例，在0.5兆帕?xí)r，20米左右處蒸汽管道的管損為0.024兆帕，管損造成壓力下降，20米左右處管內(nèi)的水分就會增加。所以，如在此位置加裝汽水分離器，就可減少蒸汽的損耗。