1、棉織物連續(xù)印染工藝
一般棉織物的印染工藝采用兩浴法前處理工藝，具體工藝路線為：
燒毛一堿（酶）退漿一氧漂一烘筒烘干機(jī)烘干一布夾絲光一烘筒烘干機(jī)烘干一染色（印花）一皂洗一烘筒烘干機(jī)烘干一浸軋柔軟劑一烘筒烘干機(jī)烘干一熱風(fēng)拉幅機(jī)拉幅。
其中一般有4次烘筒烘干機(jī)烘干，以1600 mm幅寬的印染布為例，計(jì)算各道工序的蒸汽消耗如表1所示。
由表1可看出，一條染色生產(chǎn)線每小時(shí)消耗7 610kg蒸汽，其中烘筒烘干機(jī)消耗2 050 kg蒸汽，占總消耗量的26.94%。
在印染廠節(jié)能降耗研究中，有不少工廠采用一浴法工藝、濕一濕工藝、冷堆工藝等技術(shù)，但是，常規(guī)工藝仍然采用兩浴法工藝，不論哪種工藝，都需要采用烘筒烘干機(jī)。德國瑪諾公司針對(duì)這種現(xiàn)實(shí)進(jìn)行了烘筒烘干機(jī)節(jié)能技術(shù)開發(fā)。
2、烘筒烘干機(jī)節(jié)能技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵
(1)烘干機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)以確保厚重織物在特定處理時(shí)間（車速）下得到有效烘干，而濕處理過程也常常不能藉由改變車速去得到適當(dāng)烘干程度，因此導(dǎo)致了在產(chǎn)品較輕薄或車速較慢時(shí)，產(chǎn)品會(huì)被過度烘干。此過度烘干同時(shí)造成產(chǎn)品質(zhì)量降級(jí)與能源的浪費(fèi)。采用什么方式防止這種情況的發(fā)生就很關(guān)鍵。
(2)烘筒烘干機(jī)由多個(gè)鋼制烘筒組成，內(nèi)用蒸汽加熱，對(duì)包覆在烘筒表面的濕織物進(jìn)行烘干，這種方式也叫接觸式烘干。由此形成的烘筒烘干機(jī)是一個(gè)反應(yīng)非常滯后的系統(tǒng)。如果織物需要烘得干一點(diǎn)，就必須先增加蒸汽量去加熱烘筒的金屬，再通過烘筒的金屬表面?zhèn)鳠岬娇椢�。�?dāng)織物不需要烘得這么干，又必須先要通過織物來冷卻烘筒的金屬表面。這個(gè)過程比較慢，而且，如果加工的織物越厚重，就會(huì)越加劇這種滯后性。因此怎么加快溫度調(diào)節(jié)的速度也是很重要的問題。
(3)印染在線檢測(cè)控制技術(shù)是我國印染機(jī)械制造行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵技術(shù)是傳感器制造技術(shù)。在這項(xiàng)節(jié)能技術(shù)中，需要織物經(jīng)過烘干以后的含水率檢測(cè)及控制，需要有蒸汽對(duì)烘筒作用以后的溫度檢測(cè)及控制。這里需要兩種傳感器及檢測(cè)與控制系統(tǒng)。我國印染布生產(chǎn)能力在上個(gè)世紀(jì)90年代初是紡織工業(yè)發(fā)展的瓶頸，于是，印染機(jī)械廠快速增加了設(shè)備的供應(yīng)，但是，對(duì)于印染設(shè)備的自動(dòng)化控制技術(shù)卻沒有受到足夠的重視。印染設(shè)備的關(guān)鍵部件仍然需要大量進(jìn)口，一直到紡織工業(yè)十一五發(fā)展規(guī)劃印染在線檢測(cè)及數(shù)字化技術(shù)才開始受到重視，并且成為十二五的發(fā)展重點(diǎn)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
國際電工委員會(huì)(IEC: International Electrotech-nical Committee)對(duì)傳感器及系統(tǒng)的定義為：傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)。傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件，而傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力的系統(tǒng)，傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。而這個(gè)第一關(guān)口，我國的研發(fā)力度太小了。在上海國際紡機(jī)展中，我們看到只有9家供應(yīng)商可以提供有關(guān)技術(shù)，其中有6家是發(fā)達(dá)國家的公司，我國的這3家公司起步也較晚，能夠檢測(cè)控制的參數(shù)也比較少。
3、Atmoset SMT-12系統(tǒng)的技術(shù)原理
烘筒烘干機(jī)Atmoset SMT-12系統(tǒng)如圖1所示，使用了布面含水率檢測(cè)控制模塊和烘筒冷凝水溫度檢測(cè)控制模塊。Textometer RMS織物含水率模塊，用來檢測(cè)織物出烘筒烘干機(jī)以后的剩余含水率，用于控制系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果符合印染工藝確定的織物最佳含水率。當(dāng)采用這個(gè)檢測(cè)及控制技術(shù)用于拉幅定型機(jī)的時(shí)候，它可以根據(jù)需要的織物含潮率來影響拉幅定型機(jī)的車速，在拉幅定型機(jī)的溫度和排放量一定的時(shí)候，車速?zèng)Q定了出布的含水率，目前這個(gè)技術(shù)應(yīng)用很成功。
但是，由于烘筒烘干機(jī)熱能控制具有滯后性，而且烘筒烘干機(jī)一般與染色機(jī)相連，不宜以烘干的結(jié)果決定車速，這樣可能影響染色的質(zhì)量，只能夠改變烘筒烘干機(jī)的溫度來改變烘干效果。烘筒表面的溫度與冷凝水的水溫相關(guān)度較大，冷凝水溫度低時(shí)，烘筒表面的溫度也隨之降低。為此，在烘筒烘干機(jī)上設(shè)計(jì)了檢測(cè)蒸汽冷凝水的溫度，并由冷凝水溫度的設(shè)定來改變蒸汽閥門的開啟大小，從而盡快改變烘筒效果。
在烘干機(jī)出口處尚未檢測(cè)到含水率有所改變前，而烘干機(jī)蒸汽能源需求量已改變時(shí)，則冷凝水溫度立即跟著改變。通常冷凝水溫度過低代表能源需求量要增加。相反地，冷凝水溫度過高代表能源需求量要降低。把烘筒烘干機(jī)分成幾個(gè)烘筒組，可以使反應(yīng)時(shí)間更短。每組烘筒的冷凝水溫度的檢測(cè)，以及每組烘筒的加熱，都可以分別進(jìn)行。
織物剩余含水率在這個(gè)系統(tǒng)中被控制在工藝要求的范圍。首先，設(shè)定每個(gè)烘筒組的冷凝水溫度。如果按照以前生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的工藝，把這些溫度值設(shè)定成預(yù)期烘干效果所需的冷凝水溫度，會(huì)使所需的織物剩余含水率很快地達(dá)至穩(wěn)定。然后開動(dòng)烘干機(jī)，需要開始加熱，冷凝水溫度傳感器檢測(cè)到這點(diǎn)，系統(tǒng)控制蒸汽輸入量會(huì)相應(yīng)地提高。接著Textometer RMS織物含水率模塊開始檢測(cè)并參與控制。這主要是檢測(cè)織物的實(shí)際剩余含水率是否達(dá)到設(shè)定值，并相應(yīng)地改變冷凝水溫度的設(shè)定值�？刂七^程中蒸汽輸入量會(huì)一直改變，以保證出烘筒以后的織物實(shí)際剩余含水率達(dá)到想要的設(shè)定值。
4、烘筒烘干機(jī)蒸汽用量?jī)?yōu)化系統(tǒng)效果
經(jīng)過實(shí)際使用瑪諾Mahlo烘筒烘干蒸汽優(yōu)化系統(tǒng)機(jī)控制系統(tǒng)Atmoset SMT-12的統(tǒng)計(jì)表明，對(duì)于不同的品種蒸汽用量降低了20%～30%。按照前述的一條染色線中的烘筒烘干機(jī)蒸汽用量每小時(shí)2. 05 t，目前蒸汽價(jià)格210元／t，節(jié)省蒸汽25%計(jì)算，一年200個(gè)工作日可降低蒸汽費(fèi)用51. 66萬元。
使用蒸汽量的減少，意味著減少了對(duì)環(huán)境空氣的污染，產(chǎn)生蒸汽的煤或者其他熱能同時(shí)減少25%。
由于加工以后的布面含水率一般采用其自然含水率，而且前后、左中右一致，重演性良好，在各工序之間堆放時(shí)，堆放的織物內(nèi)外、前后、左中右的含水率差異較小，當(dāng)經(jīng)過絲光或者染色工序時(shí)，相同含水率的織物就會(huì)獲得較均勻的堿液濃度或者染液濃度，這樣就會(huì)減小織物的前后或者左中右色差。
如果在單獨(dú)的軋水烘筒烘干機(jī)上采用節(jié)能技術(shù)時(shí)，只需要采用該系統(tǒng)中的RMS織物含水率模塊，即通過檢測(cè)烘筒烘干機(jī)落布的含水率來控制烘干機(jī)的車速，可以達(dá)到降低蒸汽用量的效果。
瑪諾Mahlo烘筒烘干蒸汽優(yōu)化系統(tǒng)機(jī)控制系統(tǒng)Atmoset SMT-12采用觸摸式屏幕進(jìn)行操作，顯示屏可以顯示當(dāng)前織物原料的種類，過去一段時(shí)間或者長(zhǎng)度內(nèi)織物剩余濕度及車速的運(yùn)行記錄，可設(shè)定織物種類及纖維百分比含量，便于管理。
