第三节 纺织环境工程
纺织生产过程所要求的空气环境，主要是指纺织车间里能满足工艺和舒适要求的空气温度、湿度、洁净度和流动速度。创造和保持满足纺织工艺要求的空气环境，这就是纺织环境工程。由于纺织环境工程是纺织企业不可缺少的主要组成部分，作为纺织企业的工程技术员和企业管理人员必须学习纺织环境工程的基本知识和基本理论，了解空气环境对纺织生产的影响，掌握必要的基本技能，准确地把握纺织环境工程在生产中的作用。
一、纺织环境工程的任务和功能
对于纺织车间内的空气环境，一般要受到两方面的干扰：一是来自纺织车间外部太阳辐射和气候变化所产生的热作用及外部有害气体的干扰；二是来自纺织车间内部生产过程和职工所产生的热、湿以及其他有害物的干扰。纺织企业分布广泛，各地不同时刻的自然环境、气象条件差异甚大。例如，盛夏季节新疆吐鲁藩地区的最高气温可达45℃以上，隆冬时期黑龙江北部地区的最低温度可至-42℃以下。沿海地区空气湿润，西北地区空气干燥。这些室外气象条件的不同，必然会从外部影响纺织车间里的温度和湿度。在纺织生产过程中，还会不断散发出热量和水汽，如不采取相应措施，又将从内部影响室内的温度和湿度。纺织生产过程中散发粉尘，直接影响职工的身体健康。纺织尘属于可燃物质，且粉尘浓度达到一定的极限时，在有充足的氧气和有明火的条件下，就会发生爆炸，使职工生命和企业财产遭受巨大损失。纺织车间的空气流动速度不仅会影响人体的舒适感，同时也会影响纺织生产工艺的顺利进行，也应根据工艺过程的要求和人体热舒适要求加以控制。
纺织环境工程的任务，就是要使纺织车间内的空气保持一定的温度、湿度、流速和洁净度，使它们不受车间内外各种因素变化的影响，以满足纺织职工身体健康和纺织生产过程的工艺需要。
纺织环境工程所应具备的功能是：加热或降温，能够调节空气的温度；加湿或减湿，能够调节空气的湿度；能够使空气具有一定的流动速度并按一定规律流动；能够洁净空气并使空气具有一定的新鲜程度。
二、纺织环境工程的系统组成
纺织环境工程依据热物理和流体力学的基本原理，把风机、水泵、换热器、加湿器、喷嘴、制冷机、除尘器、送风道和送风口、回风道和回风口、水管等设备和部件有机地组合，使它们工作在最佳状态，从而创造一个满意的人工环境。
图1-9是纺织环境工程系统示意图。该系统集纺织厂各车间的空调和除尘设备于一体，在纺织工艺全过程中逐级进行尘杂与纤维的分离，并控制各车间的温度和湿度。由三套空调室分别担当前纺、纺纱和织布车间的空气处理过程，符合各纺织工艺温、湿度要求的洁净空气从车间上部的送风道进入车间，然后从地下回风道回到空调室。每套空调室的前段是除尘设备，负责过滤车间的回风或纺织工艺设备的含尘排风。经过滤后的空气大部分回用到空调室，小部分则可排向室外，而满足卫生条件所必需的新风可由新风窗补充进入空调室。由于前纺车间的纺织设备散尘量大，因此做成密封的生产工艺流程，纺织原料由管道输送，含尘排风也由管道集中到除尘设备的集风斗中。尘杂和纤维由专门的机械分类压缩处理，统筹考虑了原料回用和尘杂收集的问题。显然，有了这样完整的纺织环境工程系统，就能使纺织车间空气清洁，提高产品的质量和产量，实现高效、安全和文明生产。
纺织环境工程所使用的设备都是一些耗能大的机械设备。例如，我国纺织空调用电占企业生产用电的25%～50%，日本纺织厂空调用电占企业生产用电的30%～45%，美国纺织厂空调用电占企业生产用电的40%～50%。再加上除尘系统的用电量，纺织环境工程的用电比例还将大些。所以，提高设备的能量转换性能，提高系统能量综合利用效果，尽可能寻求合理的运行调节方法，从而达到节能的目的，其经济效益是十分巨大的。
三、纺织车间的空调方式
纺织车间的空气调节方式可以有许多种方案，各种方案的效果和能耗不尽相同。图1-10示意了布机车间的三种空调方式：A为车间送风式空调，B为车间送风和工艺送风复合式空调，C为工艺送风式空调。织布工艺一般要求75%的相对湿度。对于A方式来说，即使送风相对湿度达到了75%，由于布机处的温度较送风口温度高，经纱处的湿度只能达到60%左右。在B、C方式中，工艺送风口安装于经纱上方，产生稳定的层流空气幕，使得经纱处的空气相对湿度达75%，确保了织布过程中的工艺环境条件。同时，回风连同灰尘以及飞花将直接进入织机下方的回风地沟，减少了车间内空气中的灰尘和纤维含量，经纱上方微尘含量可降至0.2mg/m3。这样就大大减少了能量消耗，确保了产品的质量，降低了织布工艺的操作成本。与A方式相比，B方式节能26%，节水37%；而C方式节能达34%，节水达51%。
图1-10 布机车间的三种空调方式
图1-11是对应于B方式的车间送风和工艺送风复合式空调系统，车间空调负荷和工艺空调负荷分别由两套空调喷淋室承担。图1-11中的上空调室负责把车间里的空气参数控制在相对湿度65%，温度27.9℃。其空气处理过程是：新风与回风一次混合后进入喷淋室，经喷淋室处理后的空气再次与回风混合后由送风机送入车间里，空气在车间里吸热吸湿后经回风道到达回风过滤器，过滤后的空气由回风机加压后，一部分排出室外，另一部分循环回用。图1-11中的下空调室负责把布机周围的空气相对湿度控制在75%。其空气处理过程是：新风与回风混合进入喷淋室，经喷淋室处理后的空气由送风机加压，空气经布机上方的工艺送风口形成稳定的空气幕，空气在经纱处吸热吸湿后经回风道到达回风过滤器，过滤后的空气由回风机加压后，一部分排出室外，另一部分循环回用。在冬季，还可用空气加热器来预热空气。在图1-11所示的系统中，车间里的温湿度和工艺送风口的温湿度可由温湿度传感器测得。如果偏离设定值，自控系统在比较了偏离值后，发出指令驱动各风机、水泵的变频调节器，改变风机、水泵的转速，使得车间里的温湿度和工艺送风口的温湿度回到设定值来。
图1-11 车间送风和工艺送风复合式空调系统
思考题
1.什么是纤维的回潮率？影响纤维回潮率的主要因素有哪些？
2.棉纺厂中的梳棉车间与织布车间对空气相对湿度的要求有何不同？为什么？
3.影响人体热舒适性的主要因素有哪些？
4.我国对纺织车间的空气含尘量控制标准是多少？
5.纺织环境工程的主要任务和功能有哪些？
6.纺织环境工程的主要设备有哪些？