摘要：印染企业是纺织工业中的能耗和排污大户，节能潜力大。分析了印染企业内不同的节能途径，包括工艺改进、废水和废气中余热的回收、设备的更新和维护，以及采用绿色照明等。通过采集某企业实际的综合节能改造取得的成效，提出印染企业节能改造的可行性及实际举措。

关键词：印染厂  节能  案例分析

    印染行业既是耗能大户，又是耗水大户。据统计，全国具有一定生产规模且有统计资料的印染企业，每年产生印染废水约16亿吨，印染废水排放量在我国工业废水排放量中居第六位。但是，印染行业废水的回用率低，这不但造成了大量的水资源、余热资源的浪费，而且对水环境、大气环境也造成严重污染。对企业来说，日渐高昂的用能、用水成本也加重了企业的负担。因此，印染企业在节能减排工作上必须投入更多关注，以提升企业能效和在市场中的竞争力。

1 印染企业节能途径分析

1.1 工艺改进

    工艺流程的创新、改进以及配置优化，是企业提高劳动生产率、降低生产成本、降低产品能耗和水耗、提升产品质量的根本途径。目前，国内较多印染企业采用传统的印染前处理工艺，如退浆、煮练、漂白三步法。由于工艺流程长，投入设备多，能耗非常高。此外，高温强碱退浆工艺导致退浆废水的CODcr，值高、黏度大、pH值高、可生化性差。能耗、水耗和废水排放水平均不理想。

    目前，新型的印染技术通过优化和缩短染整工艺流程、调整坯布染色的工艺浴比、缩短工艺时间和降低工艺温度，将新型助剂与新工艺有机结合。与传统工艺相比，新技术不仅保证了织物的印染质量，同时也大幅减少了工艺用时，降低了工艺温度，节约用水量、蒸汽量及用电量。这些技术包括棉织物生物酶前处理、低温等离子前处理、涂料印花、涂料染色、低温漂白、低温水洗、低温固色、活性染料冷轧堆工艺等。目前，新型的印染工艺在一些印染企业获得了良好的节能、节水效果。

1.2 余热回收

    印染生产过程中，高温废水主要包括锅炉或蒸汽冷凝水、印染工艺废水等。其中，冷凝水水温高，水质成分简单，可直接回用于热水储存箱中，回用技术难度不大，目前应用也较为普遍。而印染工艺废水排放量大，大部分企业将各道工艺印染废水混合后直接排放至污水处理站。这类废水的成分复杂，污染严重，既增加了末端处理的难度，也造成大量浪费。若能根据各道工艺废水的性质加以循环再利用，不仅可以减少企业取用水总量，同时也可回收其中的热能，降低能源的消耗。

    印染企业生产过程中的高温废气主要为锅炉烟气以及热定形机废气。目前，锅炉烟气的余热回用在工业企业中应用较为普遍，此外，热定形机也是印染企业内主要耗能设备之一。热定形机所排出的大量高温废气，同时也携带了大量的纤维物质、油脂、染料及助剂等气态污染物。大部分高温废气不加回用或处理而直接排入大气，不但造成大气环境的污染，同时也造成能源的浪费。

1.2.1 废水的余热回收

    据统计，纺织行业每年排放的废水，位居工业废水“排行榜”第六位（2010年统计数据为约25 亿吨）。其中印染废水排放量又占纺织工业废水排放量的80%。印染企业排放的高温废水，含有各种纤维、油脂和化学物质（染料、助剂和浆料）。此外，由于印染工艺在不同的pH值条件下进行，其排放的废水pH值变化很大。若要长期回收这部分高温或中温废水，必须根据回用用途的不同，采用常规或深度处理。目前，常规处理工艺主要针对水中的悬浮物、生化需氧量以及色度等。但仅仅进行常规的水处理，水中大量可溶性有机物及无机物残留累积后，会对管路的有效运行造成影响，需进行必要的脱盐处理。常用的处理方法包括离子交换法、反渗透法以及纳滤法等。

    目前较常用的热水回用技术有板式换热器、热管式换热器以及热泵技术等。其中，高温印染废水常用板式换热器、热管式换热器等换热设备进行余热回收，效率一般在50%～80%。低温印染废水可利用热泵技术加以回收利用。热泵系统的回收效率一般在30%～70%。

1.2.2 废气余热回收

    据统计，2008年全国纺织印染行业拥有定形机近8000台。定形机工作温度一般在140～200℃，烟气排放温度为105～160℃，是染整行业的耗能大户。其中，织物加工定形所消耗的热能仅占其30%，机体热损失约占10%，其余大量热能随废气散失到大气中。热定形机排放的废气污染物成分较复杂，因此配置适宜的废气净化及余热回收装置十分关键。热定形机的余热回用方式一般有两种。第一种方式是“气-气”换热，即采用热管换热器将定形机排出的废热气中的热能回用到定形机烘箱内。热管换热器可选择分散式、集中试和可拆卸式，根据企业车间设备的排布加以选择。定形机排出的高温废烟气经降温后，可采取水喷淋、静电式净化或两者组合，捕集废气中的烟尘，并将其送至水箱进行脱尘以及回收废油。

    第二种是“气-水”换热，即从定形机排出的废热气体经换热设备对清水进行加温，加温后的热水用于生产。常用换热器有板式换热器和列管换热器等。高温废烟气通过换热器降温后，采用水喷淋净化器进一步净化烟气中的油烟尘后排空，捕集的油烟尘经油水分离器回收其中的废油。

1.3 设备更新、改进及维护

    印染企业拥有大量的退煮漂联合机、高温烘箱、热定形机等大型工艺设备，以及锅炉、热水箱、蒸汽管道以及疏水阀等辅助供热设施，设备改进所带来的节能效益也非常巨大。   

    新型常温染色机采用成熟的液体分离技术和快速循环技术，可保持低染色浴比和较高的装载能力，其浴比低至1：5，工艺总耗时可降低30%以上，大大降低了每千克布生产用时及用水，同时还可适应小批量的订单。如选择适宜容量的染机进行生产加工，灵活调度，可以大量减少设备处于低负载、空载等非经济运行的状态，提高设备的电能效率。此外，数码印花技术精度高、适应性强，大大缩短了生产周期，可满足小批量个性化定制要求，相比传统的印花工艺，省却了制版工序，也是较为理想的节能节水印花设备。

    工艺温度较高，长期使用会对设备造成腐蚀，且高温箱体热辐射、管道保温及疏水器等，都有可能造成热损失。据统计，设备的保温可节约能源40%左右，这一部分的热损失，必须通过有效的节能管理措施来维护。必须定期对高温箱体保温性能进行测试，对保温层进行维护或加固，提高设备完好率。此外，对于一些车间布局较为松散的厂区，合理排布车间及设备，缩短供热管道路线，也可减少蒸汽管道跑冒滴漏的概率。最后，企业在逐步更新设备的同时，配置热水槽温度计等必要显示控制仪表，烘燥车配备织物含水率检测仪控制织物烘干程度，实现设备操控的数字化管理，也能达到降低能源消耗的目的。

1.4 新型电机及绿色照明

    交流变频调速技术具有优良的调速性能，在负载率变化较大、空载或低负载运行、变负载运行的电机上运用，节电率一般达到10%～30%，在一般的退煮漂联合机、烘焙机、拉幅定形机及其他通用性水泵、风机等设备上均可配置。

    绿色照明是指用节能型照明方案替代普通照明方案。根据企业照明的需求，按不同场所（如办公或车间）及不同用途等，制定相适应的照明方案。包括选择相对应的节能灯具（包括相应的电气元件）和合理的布局等。染整车间房体一般较高，照明灯具应尽可能离工作台较近。在选购染整车间灯具时，必须考虑到印染布的色彩还原性因素。更换新型节能灯具后，还要注意后期维护和保养，定时清洁灯具，保持灯具的亮度。

2 案例分析

    结合对上海地区某印染企业的节能审计及后续跟踪评估，进一步了解印染企业节能潜力的实现途径（部分数据进行了模糊处理，但不影响结论。）

2.1 企业概况

    某企业用能单元包括：针织车间、漂染车间等主要生产系统，以及相应的辅助生产系统（即燃煤锅炉、空压、冷冻、照明等），附属系统（办公、生活等）和车辆运输。某审计期，该企业的年综合能耗约30000t标煤，能源费用年支出占到生产总成本的近30%。该企业的主要耗能部门为漂染车间，占到企业总能耗的80%。

    本工艺中，电力、天然气，主要的耗能工质为蒸汽和水。电力主要用于整个工艺流程中的动力设其中，蒸汽由该企业的原煤锅炉生产及供给。

2.2 节能途径分析

    经必要的数据收集整理与分析（包括现场诊断与用能设备的测试），简述该企业节能潜力于下。

2.2.1工艺改进

    (1) 原系统概述企业生产工序主要是将购进的棉纱，按工艺要求进入圆纬机编织加工成各种规格的针织坯布。主要漂染工艺流程为：

    漂染车间是全厂的耗能、耗水大户。用水量占全厂的80%以上，蒸汽用量占全厂的90%左右。漂染工序水、电、煤等能耗量都比较大，用水平均单耗181.66t/t布，用煤平均单耗2.86t/t布，用电平均单耗1749.65kWh/t布。

    漂白布的生产主要依赖三条漂白流水线。该系统设备是当时根据大批量生产的要求而定制，主要有摆布机、套蓝机、氧漂机、轧水机、煮练锅、堆布机、脱水机等20台（套）设备。

    用此大容量流水线生产，每一台单体设备中均需加入大量水方可带布运行，且运行中还需大量补充水，以溢流方式去除杂质。因此，即使在正常产量的情况下，按每班(8h)漂白6～7t针织布计，每吨坯布耗水60t;产量不足时(坯布低于6t)，仍需等量的水进行流水线运转，耗水量大幅增加。另外，因采用次氯酸钠工艺，其生产的产品已不符合欧盟的内衣环保检测要求，产品市场不断压缩。为此，企业引进六台新型染机，以替代三条漂白流水线的生产，满足市场小批量多品种的要求，同时实现节水、节能。

    (2) 新工艺流程

    通过染整工艺摸索、优化，调整坯布染色的工艺浴比，缩短工艺时间，并采用新型助剂，以减少染色用水和加热所需的蒸汽量、用电量，最终达到节能降耗目标。

     新工艺采用的小容量染机配备有自动控制装置、精确的仪器和先进的控制软件。由于采用了成熟的液体分离技术和快速循环技术，可保持低至1：5的染色浴比和每管高达250kg的装载能力，工艺总耗时可降低至316min（原漂白流水线耗时，从进布煮练到出布总耗时至少500min）。

                新老工艺按照染机平均配缸500 kg计算，每吨坯布实测耗时及耗水情况如下：

   表1 工艺耗时及耗水实测值

以每吨胚布用水量208t计算，新引进的六台染机日产量为7.5t胚布，年产总量约为200d=1500t。

    ① 因浴比改变的节水量

    1500t坯布×208t水／t坯布×20%=62400t相同工艺下，这部分水需从室温加热到95℃，保温60min，所需要的热量为：

    2.10×1013J～714t标准煤

    企业锅炉热效率按75%计算，则实际应节约标准煤估算为714/0.8=952t标煤。

    ② 因浴比改变的节电量由于减少工艺用时，则流水线上的设备用电也同比例下降。该企业印染布的单位电耗为1731kWh/t坯布，则年用电量为：

    1731kWh/t坯布×1500t=2.60×l06kWh

这一数值约合780t标煤。

综上，该工艺改进后企业合计节约总能耗约为1732t标煤。

2.2.2 高温废水及冷凝水的余热回收

    该企业两台运行的锅炉，燃烧效率达到合格炉与优等炉的要求，但冷凝水未回收。若这部分冷凝水全部回收，节水总量可达35000t/a，节约热量折合标煤约406t，共节约费用近40万元。湿整工艺用汽总量约为9万t/a，但其冷凝水回收有难度，不能直接回收到锅炉。由于排放时的温度近90℃，其回收方式可与高温废水相同，则可回收的热量折合标煤约690t，节约费用约53万元。漂染车间年耗水量为286万m³。在漂染工艺中，水作为介质对织物进行染色、漂白与清洗，最终排至下水道，其中约15%是80℃左右的废水。这部分约43万m³/a的高温废水，若采用板式热交换器技术，能先回收温差为30℃的热量。以锅炉效率80%计，则可减少燃煤2300t，节约费用约180万元。

2.2.3 高温废气的余热回收

    企业热定形机的大量热空气经风管排气方式排空。对这部分高温废气，通过热管进行热量回收，然后供热定形机内部循环使用。这部分余热回用可实现年节电19万kWh，折合标煤77t。

2.2.4 其他

(1) 空压机热回收该企业的喷油螺杆压缩机主机出口油温一般可以达到90～105℃，喷油温度（即经过冷却后）一般控制在65～75℃。喷油螺杆压缩机的输入功率大约有80%是作为热量通过冷却器散发在环境中。根据相应的技术资料，油冷却器带走大约总散热量45%～55%的热量，那么通过油冷器的散热量大约占空压机输入功率的40%。若能将这部分热量回收50%，则将节约130t标煤。

(2) 中央空调节能企业因设备开台率较低，造成空调负荷不足，空调风机通过变频装置相应降低转速，减少风量，同时降低了能耗，而水泵的耗电并未因负荷降低而减少。为改变这种情况，应在尽可能的条件下加强生产调度，开足车间区域性生产设备，并将车间用塑料膜隔开，使三套空调只运行两套，空调设备尽量满负荷状态运行。同时，加强空调回风除尘系统的维护清洁工作，使回风系统在较低阻力的条件下运行，以减少回风风机的能耗。若能如此，按空调应可节电15%计算，则可节电9 万kWh左右，折合标煤36t。

    (3) 绿色照明

    对主体车间的1500多套金卤灯进行节能改造，每套灯具的装机功率从原来的225W降低到75W，且节能灯的光效完全符合生产工艺需求，可节能250t标煤。

2.3 汇总分析

综合以上分析，企业各项目的的年节能潜力及占企业总能耗比例见表2

表2 企业节能途径汇总

     企业的节能改造工程是一项可持续的工程，一次节能诊断所获得的信息仅代表企业当时的生产配置、产品市场需求，以及工艺、设备节能技术水平。案例所示的企业成立于10多年前，企业的布局、工艺设备及配套设施的设计符合企业当时的生产需求，目前则亟待更新以适应新形势下的生产需求。在本次节能诊断后，企业管理层成立了相应的节能管理部门及节能管理专员，制定了节能降本的激励措施并确保落实。

    该企业分年度逐步落实部分或全部的工艺节能改造，包括工艺流程的改进、节能型设备更新、锅炉节能改造、车间及设备生产布局综合改造等措施。实施期间，企业连续2年产品单耗下降率达到10%以上，为企业节能降本起到了十分积极的作用。

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