Các máy đốt sợi vải tiết kiệm năng lượng cho quy trình sản xuất vải bền vững

Tại sao công đoạn đốt sợi lại là điểm tiêu tốn năng lượng bị bỏ qua

Chất lượng bề mặt vải thường bắt đầu bằng ngọn lửa. Máy đốt sợi vải loại bỏ các sợi thừa nhô ra khỏi vải dệt hoặc vải dệt kim bằng cách đưa vải đi nhanh qua ngọn lửa được kiểm soát hoặc bề mặt gia nhiệt. Kết quả là bề mặt vải mịn hơn, độ rõ nét khi in cao hơn và ít xù lông hơn sau mỗi lần giặt. Tuy nhiên, thao tác nhanh này tiềm ẩn một chi phí ẩn. Quá trình đốt sợi thường vận hành ở tốc độ cao với nhu cầu nhiệt liên tục, nghĩa là đầu đốt hoặc bộ phận gia nhiệt hiếm khi được nghỉ. Tại nhiều nhà máy hoàn tất, công đoạn đốt sợi chiếm một tỷ lệ đáng kể trong tổng năng lượng nhiệt tiêu thụ ở giai đoạn xử lý sơ bộ. Các chương trình bền vững bỏ qua bước này sẽ bỏ lỡ một cơ hội thực sự.

Các đầu đốt khí truyền thống gây thất thoát ẩn

Hầu hết các dây chuyền singeing truyền thống đều sử dụng đầu đốt khí gas thiên nhiên hoặc LPG. Khí gas cung cấp cường độ nhiệt cao, nhưng chỉ một phần năng lượng đó thực sự tiếp xúc với vải. Một lượng lớn năng lượng bị thất thoát qua hệ thống xả, bức xạ và quá trình cháy không tải giữa các lần chạy vải. Các vận hành viên thường để đầu đốt luôn cháy ngay cả khi dây chuyền tạm dừng trong thời gian ngắn, vì việc mồi lại tốn thời gian và có nguy cơ gây hiện tượng singeing không đồng đều khi khởi động lại. Thói quen này làm lãng phí nhiên liệu và gia tăng phát thải carbon mà không cải thiện chất lượng vải. Bảo trì cũng là một gánh nặng khác. Các vòi phun đầu đốt dễ bị tắc, tỷ lệ không khí–nhiên liệu bị lệch, và hình dạng ngọn lửa thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Một đầu đốt điều chỉnh kém có thể làm cháy xém bề mặt vải hoặc để lại các vệt chưa được singeing. Cả hai lỗi này đều dẫn đến phải xử lý lại và tiêu tốn thêm năng lượng cho mỗi mét sản phẩm hoàn thành.

Bảng này cho thấy lý do việc chuyển đổi này quan trọng hơn cả hóa đơn nhiên liệu. Việc singeing bằng điện thay đổi mô hình điều khiển từ kiểm soát ngọn lửa sang kiểm soát giá trị đặt trước (setpoint).

Singeing bằng điện định nghĩa lại quy trình singeing

Máy chà nhám điện sử dụng các con lăn, tấm hoặc bộ phận phát nhiệt thay vì ngọn lửa hở. Vải đi qua một bề mặt được duy trì ở nhiệt độ kiểm soát chặt chẽ. Thiết kế này loại bỏ quá trình cháy, nhờ đó loại bỏ khí thải và giảm tải thông gió cho nhà máy. Quan trọng hơn cả, việc kiểm soát nhiệt độ trở nên chính xác hơn nhiều. Bộ điều khiển kỹ thuật số có thể giữ nhiệt độ của con lăn trong phạm vi chỉ vài độ C, điều gần như không thể đạt được khi dùng ngọn lửa gas dao động. Độ chính xác này giúp giảm tình trạng cháy xém và cải thiện tính đồng đều trên các loại vải mỏng hoặc pha trộn. Một số nhà máy báo cáo số lượng khiếu nại về chất lượng giảm sau khi chuyển đổi, đặc biệt với các loại sợi tổng hợp nhẹ dễ cháy. Hạn chế là chà nhám điện có thể yêu cầu cấu hình tốc độ khác khi xử lý vải rất dày, vì ngọn lửa gas vẫn có ưu thế về khả năng sinh nhiệt tức thời. Đánh giá khách quan nghĩa là phải thử nghiệm cả hai phương pháp trên đúng loại vải thực tế.

Một nhà máy hoàn tất sản phẩm tại Chiết Giang cắt giảm phế liệu bằng cách tái xem xét quy trình chà nhám

Một nhà máy hoàn tất vải cotton và lanh ở tỉnh Chiết Giang đã vận hành hai dây chuyền đốt sợi bằng khí trong nhiều năm. Đánh giá năng lượng cho thấy công đoạn đốt sợi tiêu thụ gần một phần năm tổng tải nhiệt trong giai đoạn tiền xử lý, và phần lớn lượng năng lượng này bị tiêu tốn khi dây chuyền đang chờ mẻ vải tiếp theo. Nhà máy thay thế một dây chuyền đốt sợi bằng khí bằng một máy đốt sợi điện được thiết kế riêng cho khổ vải của họ. Hai tuần đầu tiên khá khó khăn. Công nhân vận hành phải từ bỏ thói quen luôn giữ ngọn lửa sẵn sàng và thay vào đó tin tưởng vào chỉ số nhiệt độ hiển thị. Sau khi điều chỉnh các thông số tốc độ và lực căng, dây chuyền mới đạt được cấp độ đốt sợi tương đương dây chuyền cũ đối với vải cotton trung bình và cải thiện độ đồng đều khi xử lý các hỗn hợp lanh. Lượng nhiên liệu tiêu thụ tại dây chuyền này giảm về mức không tại chỗ, đồng thời hệ thống xả khí hoạt động ở công suất thấp hơn. Nhà máy vẫn giữ lại một dây chuyền đốt sợi bằng khí để xử lý các loại vải bạt rất dày — đây là một giải pháp dung hòa thực tiễn chứ không phải sự thay thế mù quáng. Dự án này cho thấy hiệu quả năng lượng không chỉ nằm ở máy móc, mà còn ở việc lựa chọn máy móc phù hợp với dải sản phẩm vải và nhịp độ sản xuất.

Các tiêu chuẩn thúc đẩy ngành công nghiệp hướng tới hiệu quả có thể đo lường

Các tuyên bố về tính bền vững cần có một điểm tham chiếu. Tiêu chuẩn ISO 50001 cung cấp khung hệ thống quản lý năng lượng, và hiện nay nhiều nhà máy dệt sử dụng tiêu chuẩn này để theo dõi mức tiêu thụ năng lượng cụ thể trên mỗi kilogram vải. Các mốc chuẩn ở cấp độ máy khó tìm hơn, nhưng các cuộc kiểm toán năng lượng độc lập trong giai đoạn hoàn tất dệt thường chỉ ra rằng quá trình chà lửa (singeing) là một trong năm quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhiệt nhất trong bộ phận xử lý sơ bộ. Các bên mua đánh giá một dây chuyền chà lửa mới nên yêu cầu chỉ số tiêu thụ năng lượng cụ thể dưới điều kiện vải của họ, chứ không chỉ dựa vào công suất lắp đặt. Một máy có công suất tối đa tính bằng kilowatt thấp hơn vẫn có thể lãng phí nhiều năng lượng hơn nếu vận hành ở tải một phần với điều khiển kém. Chỉ số thực tế là kilowatt-giờ hoặc mét khối nhiên liệu trên mỗi mét thành phẩm đạt cấp độ chà lửa yêu cầu.

Schneiter tập trung vào giai đoạn chà lửa

Việc tìm kiếm một nhà cung cấp hiểu quá trình singeing không chỉ như một thiết bị riêng lẻ mà còn như một quy trình tổng thể là yếu tố then chốt đối với hiệu suất vận hành lâu dài. Schneiter, có trụ sở tại Thường Châu, sản xuất các thiết bị dệt may, bao gồm máy singeing gia nhiệt bằng điện, máy cắt vải nhung và dây chuyền kiểm tra vải. Công ty này đã xây dựng danh tiếng dựa trên khả năng điều chỉnh thiết kế sản phẩm theo yêu cầu khách hàng và duy trì hệ thống quản lý chất lượng bài bản. Đối với một nhà máy hoàn tất sản phẩm đang tìm cách giảm tiêu thụ năng lượng mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, kinh nghiệm sản xuất chuyên sâu như vậy có giá trị hơn nhiều so với một danh mục máy móc chung chung. Máy singeing phù hợp không phải là máy có brochure bắt mắt nhất, mà là máy đáp ứng đúng dải vải xử lý, tiến độ sản xuất và mục tiêu năng lượng của nhà máy.