發(fā)布時間：2019-12-26 點(diǎn)擊：

定型機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫前洲興華機(jī)械2019年12月26日訊  筒子紗染色與其它高能耗、高污染行業(yè)一樣，將節(jié)能減排作為未來發(fā)展的主要目標(biāo)。通過染色工藝的改進(jìn)、染色設(shè)備結(jié)構(gòu)性能的提高和設(shè)計優(yōu)化，降低加工過程中的水、蒸汽、電、染化料消耗，減少污水排放，是一條實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。經(jīng)過長期的實踐應(yīng)用，人們掌握了一些對染色性能有較大影響的參數(shù)，并對其采取相應(yīng)的控制方式，既可滿足染色的質(zhì)量要求，又能在一定程度上達(dá)到節(jié)能減排的效果。例如，小浴比條件下的染色，不僅能夠節(jié)省水和蒸汽、減少排放，而且還可提高活性染料的直接性，減少對鹽類的依存性，降低鹽類的消耗和污水助劑的含量。因此，小浴比是筒子紗染色節(jié)能減排的一個主要特征。

比流量是影響筒子紗染色質(zhì)量的一個重要參數(shù)，過去一直認(rèn)為取得越大越有利于勻染，但近年來的實際應(yīng)用表明并非如此。過大的比流量，需要消耗很大的主循環(huán)泵功率，并且會使紗線產(chǎn)生毛羽，甚至將筒子紗沖垮塌，造成染液循環(huán)短路。實際上過去提高比流量，很大程度上是為了彌補(bǔ)由于泄漏而造成的染液有效循環(huán)量不足。而現(xiàn)在，人們通過對筒子紗的裝載接口密封性能的提高，減少了染液的泄露量，只要提供筒子紗染色實際所需的比流量，就完全可以保證染色質(zhì)量。如果采用變頻技術(shù)控制染液有效循環(huán)流量，實現(xiàn)同步染色，那么將更有利于節(jié)能。

除此之外，采取染液強(qiáng)制對流加熱方式，可提高換熱效率，減少蒸汽的消耗量。將傳統(tǒng)的重力排放改為壓力排放，減少紗線的帶液量，可為水洗和脫水減少能耗。利用間接降溫余熱水進(jìn)行同步水洗，既省水又省蒸汽。這些功能的出現(xiàn)，對染色加工的節(jié)能減排起到了不同程度的作用。

筒子紗染色實現(xiàn)節(jié)能減排的過程，與染色工藝和染色設(shè)備結(jié)構(gòu)性能是分不開的。筒子紗染色在過去十幾年的發(fā)展過程中有了很大技術(shù)進(jìn)步，設(shè)備與染色工藝的密切結(jié)合，除了對部分影響染色工藝的參數(shù)，進(jìn)行了深入研究并找出規(guī)律，提出新的要求和控制方法外，還涉及到與節(jié)能減排相關(guān)的其它影響因素。制造商通過染色設(shè)備結(jié)構(gòu)和控制的優(yōu)化設(shè)計，在染色應(yīng)用中已經(jīng)獲得了一定成效，但還不能說達(dá)到了最佳效果，有些功效仍有待進(jìn)一步探索和改進(jìn)。因此，本文僅就一些最基本的、已經(jīng)得到應(yīng)用或者可能實現(xiàn)的功效作一簡述。

1、染色工藝參數(shù)優(yōu)化

筒子染色技術(shù)的發(fā)展過程中，染色工藝參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)性能的改進(jìn)始終起著重要作用。在能夠滿足紗線染色質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷對染色工藝參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行優(yōu)化，很大程度上提高了節(jié)能減排的功效，其中兩個最重要的參數(shù)：浴比和比流量，是染色工作者多年來一直研究的對象。

1.1小浴比染色

傳統(tǒng)的小浴比概念是：筒子紗染色浴比在1：6就稱為小浴比。它必須在一定的工藝和設(shè)備條件下才能夠?qū)崿F(xiàn)。在以水作為染色介質(zhì)的筒子紗染色工藝中，采用小浴比是實現(xiàn)節(jié)能減排最直接也是最有效的手段。它不僅是在染色工藝的時間(最明顯是升溫時間)上，還是在能耗(水、蒸汽、染化料等)和排污上，都大為縮短和降低。因此，筒子紗實現(xiàn)小浴比染色具有十分重要的意義。

1.1.1小浴比的作用

實現(xiàn)小浴比染色，必須了解它對整個染色工藝產(chǎn)生的作用和影響，并采取相應(yīng)的措施來保證。從實際應(yīng)用來看，染料和助劑、染液與紗線的交換頻率是產(chǎn)生最明顯效果的部分。

(1)染料和助劑減少。等量的同種染料，在不同浴比染浴中的濃度是不一樣的。浴比高的顏色淺一些，浴比低的顏色要深一些。如果是要染成同樣的深淺，那么，浴比高的所用的染料要多一些，而浴比低的染浴所用染料則要少一些。這是客觀存在的事實。這里除了與染料的結(jié)構(gòu)特性有關(guān)外，主要是與染料在不同浴比條件下所表現(xiàn)出的直接性有關(guān)。實驗表明，活性染料在低浴比條件下，上染率會提高。而促染劑(如鹽)的用量與其體積濃度(g/L)有關(guān)，溶劑(水)量的減少，也就減少了用鹽的總量，減少了鹽對環(huán)境所造成的污染。

許多染料需在一定的堿性條件下與織物纖維發(fā)生反應(yīng)，如活性染料在堿性條件下與織物纖維形成化學(xué)鍵而固著，還原染料在堿性浴中進(jìn)行還原。堿將染浴的PH值控制在一定的范圍內(nèi)，高浴比要消耗大量的堿，相比之下，小浴比提高了染料的上染率，在相同堿性濃度F所消耗的堿量也小，染料的水解程度下降，有利于染深色，節(jié)省染料。

(2)染液與紗線的交換頻率。通常染色工藝都是以時間來控制染色過程的每個工序，在一定染色工藝條件下所需的時間，實際上是完成染料上染和固色過程所需的時間。實踐表明，溫度、浴比、染液和紗線的相對運(yùn)動，對完成上染和固色過程所需的時間是有影響的，其中影響最大的是染液與紗線的交換頻率，而它又體現(xiàn)在二者的相對運(yùn)動程度上。如果說染料上染和固色過程需要一定的染液和紗線的交換次數(shù)來實現(xiàn)，那么，完成一定交換次數(shù)所需的時間就反映出了染色時間的長短。

由此可見，要完成一定的染液和紗線的交換次數(shù)，交換頻率高的比交換頻率低的所需的時間肯定要短。因此，小浴比染色過程應(yīng)通過染液與紗線交換次數(shù)來確定每個過程所需的時間，而不應(yīng)套用大浴比的過程時間，否則，超出的時間里，只能做無用的運(yùn)行，不僅紗線的表面容易產(chǎn)生毛羽，而且造成設(shè)備能力的浪費(fèi)。

1.1.2染液單向循環(huán)

筒子紗為了保證紗層內(nèi)中外的染料上染和固色達(dá)到均勻一致，染液循環(huán)通常都是采用內(nèi)向外和外向內(nèi)交替進(jìn)行。染液雙向循環(huán)要求主缸內(nèi)的所有筒子紗必須被浸在染液之中，如果沒有設(shè)備結(jié)構(gòu)上的措施可以減少染液循環(huán)系統(tǒng)中的儲液量，那么浴比至少要在1：8以上才能滿足染液雙向循環(huán)的要求，否則，主缸內(nèi)頂層筒子紗就會露出液面。染液單向循環(huán)只有內(nèi)向外，而沒有外向內(nèi)的循環(huán)，因此，可以將筒子紗露出染液，這就意味著浴比可以大為降低。

采用染液單向循環(huán)時，必須保證筒子紗之間、頂鎖等接口的密封性，同時，對染色工藝、筒子紗的密度、比流量以及主循環(huán)泵特性等方面都有一定要求。在設(shè)備結(jié)構(gòu)上，采用高效離心泵可以提供穩(wěn)定的比流量，每根筒子紗柱上加一個外套管，染液內(nèi)向外穿過紗層后在筒子紗外部形成一定的靜壓腔，有利于外層紗的勻染性。染色工藝上，要注意溫度和加料的控制。有了染色工藝和設(shè)備結(jié)構(gòu)性能的保障，完全可以進(jìn)行染液單向循環(huán)染色。

1.2比流量的分析與選擇

在筒子紗染色技術(shù)中，涉及到一個非常重要的技術(shù)參數(shù)—比流量。它的基本概念是：每公斤紗線在單位時間內(nèi)所穿過的染液量，其單位是：升染液/公斤紗線?分鐘(L/kg?min)。完成染色工藝過程的目的就是在設(shè)定的時間內(nèi)，讓染料在紗線纖維上達(dá)到均勻的上染并固著在紗線纖維上。按照間歇式染色原理，被染物(這里指紗線)與染料必須在一定的接觸次數(shù)中，才能完成上染的三個基本過程：吸附、擴(kuò)散和固著。在這個過程中，除了以溫度來控制上染速率的快慢外，主要是通過染液的循環(huán)，保證整個被染物(紗線)的溫度均勻性和與染料接觸均等。

因此，比流量在筒子紗染色中起著非常重要的作用，設(shè)備主泵流量選取的主要依據(jù)就是比流量。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，選擇較大的比流量可以提高染液(確切地講是染料)與紗線的交換次數(shù)，有利于紗線的勻染性。同時還認(rèn)為，單個筒子紗的內(nèi)、中、外色差，或者層與層之間的色差與比流量過小有關(guān)系。實踐證明，過去主要考慮的是理想中紗線與染液的交換頻率，也就是染液的循環(huán)頻率(因為紗線是靜止的)，而忽略了染液循環(huán)流量受循環(huán)系統(tǒng)(包括紗線的穿透)阻力的影響而發(fā)生的變化。正由丁這種變化影響的存在，使得實際上的染液循環(huán)流量并不是我們當(dāng)初設(shè)置的數(shù)值，而是減去泄漏(占的比例較大)和克服阻力損失后所剩余的那部分流量。如果在這種流量條件下能夠?qū)⒓喚€染好，那么，我們假設(shè)將泄漏(通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn))降低到最低限度，并適當(dāng)提高主泵揚(yáng)程來克服阻力損失，是否可以降低當(dāng)初設(shè)置的比流量呢？下面對此進(jìn)行討論。

1.2.1實際染液循環(huán)

在染液實際循環(huán)系統(tǒng)中，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響，染液循環(huán)時不可避免地產(chǎn)生揚(yáng)程和局部阻力損失，而克服這些損失必須消耗一定能量。同時，系統(tǒng)中還存在一個非常大的阻力損失，那就是穿透筒子紗層的阻力損失。這些阻力損失統(tǒng)稱為壓力降損失，都是由對流體(即染液)產(chǎn)生強(qiáng)制循環(huán)的動力源一主循環(huán)泵的揚(yáng)程來提供的。由流體力學(xué)原理得知：系統(tǒng)中壓力降與流體流速的平方成正比，也就是與流量的平方成正比(流量=過流面積×流速)。如果實際中能夠?qū)崿F(xiàn)較大的比流量，單從染色這方面來考慮，對勻染性是有利的，但對密度較大的紗層(如經(jīng)軸紗的密度一般在0.40～O.45g/cm3)，或者吸水后具有較大溶脹的紗線(如粘膠)，則會因為阻力增大而產(chǎn)生很大壓力降。這種壓力降必然會使主循泵特性曲線的工作點(diǎn)向較高揚(yáng)程方向移動，流量也隨之下降，也就是說實際產(chǎn)生的流量已經(jīng)發(fā)生變化，并不是原設(shè)定的流量了，而且主泵有可能沒有工作在特性曲線上的經(jīng)濟(jì)效率范圍內(nèi)(通常認(rèn)為主泵在不低于最高效率的7%范圍內(nèi)工作是經(jīng)濟(jì)的)。出現(xiàn)這種情況，紗線中的染液循環(huán)流量下降，整個循環(huán)系統(tǒng)壓力增高，相當(dāng)一部分染液可能從密封較差的接口泄漏，造成染液短路。因此，實際染液的循環(huán)是受到整個系統(tǒng)影響的。

1.2.2比流量的選擇

傳統(tǒng)筒子染色機(jī)的設(shè)計中普遍認(rèn)為：紗線與染液的交換頻率，主要取決于染液的循環(huán)流量，因此比流量的選取都比較大，而對揚(yáng)程的選取并不看得那么重要。按照這個要求，一般都是選擇混流泵，其特點(diǎn)就是大流量，低揚(yáng)程。事實上，由于過去的設(shè)備結(jié)構(gòu)上存在較大的缺陷，如頂鎖、換向裝置等容易產(chǎn)生很大的泄漏，造成染液循環(huán)短路，而為了保證一定的染液量必須穿過紗層，所以不得不將總流量的30～40%用于補(bǔ)充這部分泄漏。從這一點(diǎn)可以說明，傳統(tǒng)的比流量僅僅是一個名義值，并沒有反映出紗線染色實際需要的比流量。

筒子染色機(jī)可以通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高循環(huán)染液的利用率，省去曾經(jīng)作為補(bǔ)償泄漏的那部分流量，適當(dāng)提高系統(tǒng)總體所需的揚(yáng)程。這樣不僅可以滿足紗線密度或者容量增加而產(chǎn)生紗層阻力所需的能耗，而且還可以減少管路循環(huán)系統(tǒng)空間，提高主循環(huán)泵的使用效率。實踐證明，在保證循環(huán)系統(tǒng)有效染液循環(huán)率90%以上筒子染色機(jī)的比流量，可以選擇20 L/kg?min(傳統(tǒng)設(shè)計至少在35 L/kg?min以上)。由于按此比流量所選取主泵的比轉(zhuǎn)數(shù)小于300，屬于高比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵，因此可以減小主泵進(jìn)、出口管徑，減少管路中的儲水量，降低染液浴比。

1.2.3低比流量的功效

通過上述分析可以看出，采用低比流量，只要染色機(jī)的結(jié)構(gòu)性能能夠得到保證，不僅可以滿足染色質(zhì)量要求，而且還可帶來節(jié)能減排的功效。具體有如下幾方面。

(1)主泵工作效率。選擇低比流量和較高揚(yáng)程后，可以將過去采用的混流泵改為高比轉(zhuǎn)數(shù)(ns=200～300)離心泵，隨之而來的特性曲線也發(fā)生了變化。根據(jù)葉片離心泵設(shè)計理論，在流量一功率特性曲線上，離心泵的功率變化隨流量變化比混流泵快。由于現(xiàn)在筒子染色機(jī)主循環(huán)泵電機(jī)都采用了交流變頻技術(shù)，在保證主泵效率不變的條件下，可通過轉(zhuǎn)速變化給出不同的流量和揚(yáng)程，所以基于離心泵的流量一功率變化特點(diǎn)，能夠在不同流量下減少功率消耗。

離心泵與混流泵相比，其流量一效率特性曲線也比較平緩，在流量變化的范圍內(nèi)，偏離最高效率點(diǎn)的范圍也不會太大。這對筒子紗在裝載變化或者對遇水容易發(fā)生溶脹的纖維(如粘膠纖維)來說，流量在變化過程中，始終具有較高的工作效率。

(2)主循環(huán)系統(tǒng)容積。采用低比流量，主泵在相同總功率條件下，相對提高揚(yáng)程可以增大克服紗層穿透阻力的能力。這樣不僅能夠充分保證被染物獲得均等的上染機(jī)率，還可以減少循環(huán)管路系統(tǒng)的容積，因為相同功率的離心泵進(jìn)出口管徑一般比混流泵小。如果再通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，又可達(dá)到進(jìn)一步降低浴比的目的。

(3)筒子紗的勻染性。采用低比流量、高揚(yáng)程后，密度較大的單個筒子紗(有經(jīng)驗表明，純棉單個筒子密度可達(dá)0.45g/cm3)，由于染液主要從紗線纖維之間穿過，而不是從紗線之問穿過，所以可獲得較好的勻染性和透染性。主泵的揚(yáng)程相對提高，還可將紗桿的染液過流口面積相對減少，增加筒子紗層(在實際應(yīng)用中最高可達(dá)l7層紗)，并能使上下層筒子紗獲得均等流量。這對于大容量筒子紗染色來說，能夠更好地保證上下層筒子紗的勻染性。因此，低比流量提高了筒子紗的染色質(zhì)量，減少了因染色質(zhì)量問題而返修所造成的能源和時間浪費(fèi)。

2、設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化

筒子染色設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能，是染色工藝的根本保證。小浴比在滿足染色工藝的條件下，主要是對染液循環(huán)系統(tǒng)空間盡可能縮小來降低浴比，近年來這方面也有了較大進(jìn)步。主要體現(xiàn)在設(shè)備主結(jié)構(gòu)和輔助功能的優(yōu)化設(shè)計。

2.1設(shè)備主結(jié)構(gòu)

筒子染色機(jī)主結(jié)構(gòu)對整機(jī)性能起到至關(guān)重要的作用，長期以來，人們始終致力于染色質(zhì)量和節(jié)能減排性能方面的改進(jìn)和技術(shù)發(fā)展，并取得了一定成效。歸納起來有以下幾種設(shè)備主結(jié)構(gòu)形式。

(1)將換熱器與主循環(huán)泵設(shè)計為一體并直聯(lián)于換向裝置，省去了相當(dāng)一部分主循環(huán)管路，減少染液的儲存量。這樣即使不采用染液單向循環(huán)也可以降低浴比，并且具有較好的工藝操作性。目前，已經(jīng)有越來越多的筒子染色機(jī)采用這種形式。

(2)對于容量不大(500kg以下)筒子染色機(jī)，采用小螺旋管的盤管式換熱器，并設(shè)置在主缸體下部封頭內(nèi)。小螺旋管具有強(qiáng)化傳熱的效果，并且占用空間不大。主循環(huán)泵為多級軸流泵(增加揚(yáng)程)，可正反轉(zhuǎn)進(jìn)行換向。不需要換向器，省去了所有的主循環(huán)管路。

(3)采用(臥式)管式筒體，每根筒子紗柱都有各自的管式簡體，通過一定的方式并聯(lián)起來，形成不同容量的并聯(lián)組合。這種形式的主循環(huán)系統(tǒng)容積大概是目前筒子染色機(jī)中最小的，因此浴比很小(據(jù)介紹最低浴比可達(dá)1：3)。這種形式的染色機(jī)需要配置一些自動裝卸的輔助設(shè)備，否則裝卸的勞動強(qiáng)度大。這樣一來，設(shè)備的總體投入成本提高，也許是用得起的廠家并不多。但從節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率(可采用自動裝卸紗)方面來講，是值得推廣應(yīng)用的。

(4)染籠紗桿采用非等同心圓分布，可在容積相等的條件下增加容紗量，減少筒子紗柱之間的空間，降低浴比。這實際上是染籠紗桿的優(yōu)化排列。

2.2輔助功能

以上是對筒子紗染色的工藝或者設(shè)備結(jié)構(gòu)性能的參數(shù)(浴比和比流量)提出的優(yōu)化設(shè)計，在節(jié)能減排方面能夠起到非常重要的作用，許多技術(shù)性能先進(jìn)的設(shè)備已經(jīng)得到了應(yīng)用，并且也產(chǎn)生了明顯效果。然而一些輔助功能對節(jié)能減排產(chǎn)生的作用和影響，往往被人們所忽視。實際上：，這一部分仍然可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)化設(shè)計，達(dá)到節(jié)能減排的功效。這里簡單談一下這方面的問題。

2.2.1高效換熱

目前比較先進(jìn)的筒子染色機(jī)都是采用外置管殼式換熱器，其主要目的是為了提高換熱效率。從傳熱學(xué)來講，高溫流體(如蒸汽)走殼程，而低溫流體(被加熱的染液)走管程，并且將換熱器設(shè)置在主循環(huán)管路中，加快管程中低溫流體的流速j非常有利于換熱效率的提高和減少蒸汽的浪費(fèi)。當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)形式會提高設(shè)備的制造成本，使用者一次性設(shè)備成本投入可能較高，但能夠獲得長久經(jīng)濟(jì)效益。

小浴比筒子染色機(jī)所采用的管殼式換熱器，還可考慮縮小換熱列管的通徑，以獲得較高的主循環(huán)染液在列管中的流速。這樣做將有利于傳熱的強(qiáng)化，提高換熱效率。甚至有可能將殼程外表面(與大氣接觸散熱)再增加一夾層，利用這部分換熱面積來加熱染液，減少熱量的損失。

2.2.2水洗受控

水洗效果是小浴比染色的關(guān)鍵技術(shù)，水洗是否充分關(guān)系到色牢度的好壞。傳統(tǒng)的溢流水洗方式，是通過溢流稀釋殘留染液來達(dá)到要求的，往往耗水量非常大。小浴比如果采用傳統(tǒng)的稀釋水洗，不但耗水量更大，而且水洗的效果也很差，失去了小浴比節(jié)水的意義。因此，小浴比的水洗應(yīng)采用連續(xù)式水洗，將水洗過程分階段，分別以水流速度、溫度變化的不同組合進(jìn)行控制，以最少的耗水和最短的時間達(dá)到最佳的水洗效果，實際上是對水洗進(jìn)行受控。

2.2.3壓力脫水

壓力脫水是利用壓縮空氣多次擠壓(或稱為壓榨)筒子紗，將所含帶的液體分離出去，具有節(jié)能減排的效果。首先，在染色完畢并排放主體廢液后，紗線中還含帶或吸附大量殘余染液，要通過后續(xù)的水洗進(jìn)行去除。通常是采用溢流式水洗，大量的殘余染液濃度比較高，需要多次進(jìn)行稀釋，耗水耗時間。其次，水洗完畢排液后出紗，吸附大量水的紗線增加了脫水的能耗。然而，如果在這些后續(xù)工序之前增加一道壓力脫水過程，那么可以排除大量殘余染液或水，提高了水洗效果(增加水洗梯度)，降低消耗。目前，比較先進(jìn)的筒子染色機(jī)配置了這項功能，但因密封的原因還沒有達(dá)到最佳效果。

2.2.4余熱回用

染色的加熱過程中，提高換熱效率，減少熱能消耗，是實現(xiàn)節(jié)能減排的一項有效措施，在設(shè)備結(jié)構(gòu)性能和工藝過程中已經(jīng)得到了一定程度的體現(xiàn)。那么，我們在染色過程中某個程序(如染色程序結(jié)束)完成之后，要排放廢液，并且又要入熱水來進(jìn)行水洗又是怎樣做的呢？若按傳統(tǒng)的做法是：先排放廢液(熱量被浪費(fèi))，然后再需要熱量來加熱冷水，其結(jié)果造成了很大的熱能浪費(fèi)。

如何充分利用廢液(包括間接換熱的冷凝水)中的余熱，已經(jīng)引起了設(shè)備制造商和使用者的高度重視。只要通過設(shè)備的輔助裝置，余熱可以有效地加以利用。例如，熱交換器的同步降溫，就是將保溫后的降溫冷水與廢液的余熱交換后用于水洗，而降溫后廢液還省去了排入污水處理池之前的降溫處理過程。可謂一舉兩得。

3、同步染色

同步染色的概念是：根據(jù)染料在被染物上的上染和固色規(guī)律，以及溫度、流量、浴比和助劑產(chǎn)生的影響，給予一個合理的染液循環(huán)流量，以最少的能耗達(dá)到染色質(zhì)量要求。顯然，采用同步染色能夠有效地利用能源。通過分析染色過程的流量變化規(guī)律，可以設(shè)置同步染色的控制功能。

3.1染色過程的流量作用

固定的染液循環(huán)流量在同一染色過程中，并非總是能夠發(fā)揮最佳效果。分散染料在聚酯纖維的玻璃溫度以下幾乎不上染，劇烈運(yùn)動的染液會使它產(chǎn)生凝聚，染淺色的保溫階段幾乎沒有更多的染料上染等等現(xiàn)象，都說明始終不變的染液循環(huán)流量只會消耗更多的功率，并且染液頻繁穿過紗線表面會產(chǎn)生毛羽。此外，經(jīng)軸紗以及在水中溶脹性較大的纖維(如粘膠)或收縮性大的長絲，由于紗線的密度在染色過程中發(fā)生的變化會影響染液循環(huán)流量，如果發(fā)生在上染最快的時間段里，就有可能造成動力邊界層內(nèi)染料供應(yīng)不足而出現(xiàn)上染不均勻。由此可見，染液循環(huán)流量的大小，對保證紗線質(zhì)量，減少過度染液循環(huán)起著很重要的作用，必須通過同步染色來控制。

3.2同步染色的控制

對于流量的作用和影響，我們可以根據(jù)染料在不同溫度或者不同密度上染的規(guī)律，給予相應(yīng)的染液循環(huán)流量控制，在染料上染快和慢的時間內(nèi)進(jìn)行增減染液循環(huán)流量，就能夠有效地保證紗線染色質(zhì)量，同時又可節(jié)能。同步染色在設(shè)備上，主要是通過主循環(huán)泵的交流變頻控制循環(huán)染液流量來實現(xiàn)的。循環(huán)染液流量最好是采用流量計檢測并可反饋信號給電腦，再由PLC實時控制主循環(huán)泵轉(zhuǎn)速。不過，目前大部分還是由時間或者壓差的變化量檢測，效果肯定有差異，其原因可能是成本價格。主循環(huán)泵應(yīng)充分考慮其特性曲線，從目前的使用效果來看，選擇高比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵比較適合，特性曲線平緩，有利于紗層壓力的穩(wěn)定性。

4、筒子紗絡(luò)筒密度和重量

筒子紗的松式絡(luò)筒密度和重量對染色質(zhì)量有很大影響，是保證筒子紗染色質(zhì)量的前提。過去的筒子染色機(jī)由于技術(shù)水平和結(jié)構(gòu)性能的限制，設(shè)計者沒有真正了解和掌握循環(huán)染液在筒子紗中流動規(guī)律，普遍認(rèn)為：筒子紗的松式絡(luò)筒密度不宜過大，否則會影響染液的穿透力，造成單個筒子紗內(nèi)中外色差。而現(xiàn)在的應(yīng)用表明，在低比流量條件下，由于有較高的染液循環(huán)系統(tǒng)壓力(前面講到的主泵揚(yáng)程)，并且染液泄漏很少，染液完全可以穿透密度較大的紗層。筒子紗絡(luò)筒密度的提高，染液是從紗的纖維之間穿過，并且紗線各點(diǎn)與染液可獲得均等的接觸(尤其是圓柱形兩端最外圈部分)，為整體筒子紗纖維提供了均勻上染的條件。因此，只要有沒備性能的保證，純棉筒子紗密度在0.409/cm3以上可得到更好的勻染性。

在筒子紗染色中，單個筒子紗的紗層厚度通常不大于50mm(主要是考慮到染液的穿透能力)，絡(luò)筒密度也是有限制的，所以單個重量在lkg左右。一般容量大的筒子染色機(jī)，筒子紗的數(shù)量也多，形成了很多筒管之間的接口，不僅增加了泄漏點(diǎn)，而且裝卸紗的勞動強(qiáng)度高。如果是長絲類的筒子紗，單個重量在1.2kg，那么紗線接頭增多，給下游工序如織造帶來了一定的麻煩。為此，現(xiàn)在已有向大筒子紗染色發(fā)展的趨勢(單個重量達(dá)到2kg～5kg)，通過增加長度(紗層厚度基本不變)來加大重量，減少泄漏點(diǎn)和紗線接頭。這樣有利于降低比流量和提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然，這對松式絡(luò)筒機(jī)和染色機(jī)的性能有更高的要求。

5、結(jié)語

上述筒子紗染色節(jié)能減排的一些功效，僅僅是從優(yōu)化設(shè)計方面來考慮的，并不見得全面。節(jié)能減排是一項涉及面較廣而復(fù)雜的工作，尤其是有水染色過程，不斷將取用的新鮮水(有限的資源)變成被污染的水，就注定了是個污染工藝。面對這種狀況，我們只能一方面尋找其它加工途徑(如超臨界C02染色)，另一方面必須對目前的設(shè)備和工藝進(jìn)行不斷改進(jìn)，求得能耗和污染的降低，并且對廢水處理后的二次回用。

由此可見，筒子紗染色實現(xiàn)節(jié)能減排，在沒有徹底擺脫以水作為染色介質(zhì)的工藝階段，設(shè)備結(jié)構(gòu)性能和染色工藝過程是起著較大作用的，只有將二者密切地結(jié)合起來，對每一個功能或者過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，找出具有節(jié)能減排的功效，才能夠達(dá)到節(jié)能減排的最終目的。為此，一方面設(shè)備制造商要不斷設(shè)計出具有節(jié)能減排功效的機(jī)器，另一方面需要使用者具有高度的節(jié)能減排意識和強(qiáng)烈的社會責(zé)任感，盡快淘汰那些能耗高污染大的工藝設(shè)備，積極采用先進(jìn)的工藝技術(shù)裝備。

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