年产四万吨聚脂长丝工厂设计说明书

涤纶长丝生产设计说明书30/38年产四万吨聚脂长丝工厂设计说明书班级：高分子0605姓名：冯智学号：061100721目录第一章总说明…………………………3第二章生产方法与工艺流程……………………8第三章主要设备与选台…………16第四章原材料及能源消耗量…………………32第五章生产工艺流程图…………38第六章生产车间平面图…………38第一章.总说明项目建设的理由与意义涤纶的分类和优异性能涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶主要有以下优异性能：强度高。短纤维强度为2.6～5.7cN/dtex，高强力纤维为5.6～8.0cN/dtex。由于吸湿性较低，它的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高20倍。弹性好。弹性接近羊毛，当伸长5%～6%时，几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。弹性模数为22～141cN/dtex，比锦纶高2～3倍。耐热性好，吸水性好。耐磨性好，仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。耐光性好。耐光性仅次于腈纶。耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装饰用长丝、工业用长丝以及各种差别化纤维。其中长丝又有如下几个品种：初生丝：未拉伸丝（常规纺丝）（UDY）、半预取向丝（中速纺丝）（MOY）、预取向丝（高速纺丝）（POY）、高取向丝（超高速纺丝）（HOY）拉伸丝：拉伸丝（低速拉伸丝）（DY）、全拉伸丝（纺丝拉伸一步法）（FDY）、全取丝（纺丝一步法）（FOY）变形丝：常规变形丝（DY）、拉伸变形丝（DTY）、空气变形丝（ATY）。我国长丝行业的基本状况我国涤纶工业长丝行业起步于20世纪80年代末、90年代初，与美国等发达国家相比落后了近30年。1989年无锡太极的前身——无锡合成纤维厂引进的一步法年产1,200吨的生产线是国内第一套涤纶工业长丝生产装置。随着上海石化和广东开平涤纶厂各年产6,000吨的生产线于1992年投产，标志着我国涤纶工业长丝产业正式起步。2002年6月龙涤股份年产12,000吨的涤纶工业长丝生产线的投产，是我国涤纶工业长丝产业高速扩容的开始。2003年10月，浙江海利得新材料股份有限公司年产12,000吨涤纶工业长丝生产线的投产、2004年3月韩国晓星年产3,000吨高模量低收缩涤纶工业长丝生产线在浙江嘉兴投产，我国涤纶工业长丝进入了快速发展期。20世纪90年代初，世界涤纶工业长丝产量的大部分份额集中在北美、西欧和东亚地区，其中东亚地区以日本、韩国为代表。到本世纪初期，中国的崛起打破了该格局。目前世界其他产区产量份额在逐步降低，而中国涤纶工业长丝产量份额突飞猛进，世界涤纶工业长丝的生产重心在向亚洲转移，亚洲涤纶工业长丝的生产重心在中国。2006年，世界涤纶工业长丝的总产能为130万吨，中国以占世界产能32%的份额位于榜首。我国长丝的未来发展趋势我国涤纶长丝行业未来的发展趋势主要体现在两个方面：开品开发明显加快，差别化、功能化产品的市场份额将不断提高。未来5年，随着涤纶工业丝后道加工企业不断的发展壮大，以及下游应用领域需求的不断增加，差别化涤纶工业长丝产品的市场份额将会不断提高，加之国家政策的鼓励与扶持，涤纶工业长丝产品向差别化、功能型方向发展的趋势不可逆转。我国涤纶长丝生产企业进军欧洲市场的步伐将进一步加快。欧洲地区为我国涤纶工业长丝产品的主要出口地区。与国内涤纶工业长丝制造企业数量多、规模小相比，欧洲地区生产厂商相对集中，规模都较大，FerformanceFibers/原美国霍尼韦尔和Invista/英威达在欧洲地区开设的工厂及欧洲本土Diolen/荷兰迪尔轮的工厂这三家企业几何囊括了欧洲地区的产能。与国内企业相比，欧洲地区涤纶工业长丝企业的竞争优势在于规模大、市场底蕴深厚、技术全面、研发能力强、产品质量高；竞争劣势在于设备陈旧和劳动力成本高。随着以中国为代表的其他地区的新型生产装置的增加、生产效率和技术水平的提高，以及凭借相对廉价的劳动力所带来的成本竞争力，欧洲地区本土涤纶工业长丝生产企业的产品竞争优势正逐步丧失，尤其是在普通涤纶工业长丝领域已基本处于竞争劣势。2004年以来，中国大陆产品的大量进入欧洲市场，欧洲本土普通涤纶工业长丝产能不断萎缩，赢利能力下降，甚至亏损。可以预见，未来5年内，欧洲地区本土涤纶工业长丝生产企业在差别化涤纶工业长丝领域尚能维持一席之地，但在普通涤纶工业长丝领域将逐步退出市场竞争，竞争将主要在中国大陆、台湾地区和韩国生产商之间展开。项目概要说明项目名称：年产四万吨聚脂长丝高速纺丝工程主办单位：上海某化纤厂工程承办单位：东华大学材料学院建设时间：自可行性报告批准之日起12月内建成生产规模与产品方案生产规模：年生产聚酯长丝4万吨（原料为聚酯切片）产品方案：POY预取向丝6000吨；DTY低弹丝34000吨，实际生产中可根据市场情况在68-150旦（75-165dtex）之间变换品种（以平均纤度100旦为设计基础应能达到4万吨年生产量）生产制度、车间组成与定员聚酯长丝长每年开工天数按330天计，每天24小时连续生产，采取四班三运转制。车间的组成与定员可参见表：岗位常日班（人）四班三运转（人）总计（长日班人数+3×运转班人数）男女男女纺丝车间人员切片干燥切片运送44筛料44干燥412纺丝工段纺丝3421卷绕2315油剂调配44组件处理88值班长23加弹车间人员牵伸变形原丝运送219操作工39场地清洁22分级包装分级22打包134值班长13化验物试化验32物试32公用工程空调冷冻等114保全和电工228管理及技术人员33合计（理论定员）119定员表中的定员数为理论值，还要考虑出勤率（如93%）和休假，经换算（如乘以系数1.43）即为实际定员数为170人厂址选择正确选择厂址是保障企业生产安全的重要前提。在进行区域规划、选择厂址时，经常涉及的内容有工程地质条件的优劣，厂区范围能否适应和满足总平面和安全距离的要求、自然灾害的威胁程度与抵御能力，可能出现的次生灾害，“三废”的处理，与外部的联系及协作等。为此，在选择工厂厂址时，必须统筹兼顾，正确处理局部与整体、生产与安全、重点与一般、近期与远期间的关系。基本原则：1、根据国家的规划要求，坚持工业布点要大分散小集中的原则，及要避免工业高度集中，又要考虑与邻近企业的协作关系。2、节约用地，尽量不占或少占农田。3、坚持调查研究、实事求是的原则，考虑建厂基本条件（原料、水源、地质、交通运输、动力供应等），最好有多个方案可供选择、进行比较与评价。4、注意厂址的地理环境5、注意环境保护6、政府开发政策与建厂条件呼应综合以上原则,在上海青浦工业园区选建涤纶长丝厂。气象资料：年平均温度20℃、最热月平均温度39℃、最冷月平均温度-4交通运输：沪杭、沪宁等多条高速公路及快速干道经过本境；距上海虹桥国际机场17公里、浦东国际机场70公里，上海港45公里，铁路新客站50公里，交通运输十分便捷。原材料供应：金山的上海石化公司的化工厂可为本厂提供切片原料，运输很方便。信息/技术/市场：上海经济发达，信息、技术资源广泛，江浙一带的城市市场需求大，产品销售渠道广阔。第二章.生产方法与工艺流程工艺路线的选择POY-DTY两步法生产聚酯低弹丝的工艺路线是生产变形丝最多的工艺路线，在我国的发展已经相当成熟了。POY的后加工速度通常为1200-16本工程工艺路线选用聚酯切片纺丝，经卷绕成半成品后，再加工成弹力丝，分等包装出厂。工艺路线示意如下：工艺流程说明切片预结晶和干燥筛选过的切片由脉冲式输送设备送到干燥塔上部的料仓中，靠自重落入干燥塔内的预结晶段。在预结晶段，切片被160℃-180℃干燥空气用空气有进风风机从大气中吸入，经过空气过滤器除尘后进入空气冷冻器脱湿。脱出的冷凝水由水分离器排出。脱湿后的空气分为两部分，主要部分进入脱湿器的干燥轮干燥区被进一步吸附脱湿，成为露点很低的干空气。干空气与干燥塔排出的含湿热空气在热交换器中进行热交换升温后，被进风风机送入干空气加热器。加热到工艺温度的干空气从干燥塔底部进入干燥塔，对切片进行干燥和预结晶。吸风风机将塔内的含湿热风从干燥塔顶部吸出，由旋风分离器将切片粉末分出，换热降温后排入大气。经冷冻脱湿后另一部分少量的空气被脱湿器内的再生风机吸入，被加热后进入干燥轮的再生区。螺杆挤出经预结晶、干燥的含水率小于20ppm切片被螺杆挤出机熔融挤出。螺杆挤出机具有切片的供给、熔融挤出、混合和计量挤出等功能。挤出机内分为固体区和熔体区。聚酯切片在受到外加热和机械摩擦生热后逐步从固态变成粘流态熔体，同时在螺杆的挤压作用下，熔体均匀混合，且压力增高。螺杆挤压机的螺杆直径为170mm,熔体预过滤器由于熔体内含有一定量的机械杂质和未熔透的凝胶粒子，故在纺丝之前进行过滤，以改善纺丝的性能，延长纺丝组件的使用寿命。采用不同的过滤精度的预过滤器对延长组件使用寿命的功效也不相同。预过滤器一般分为双室过滤，先使用一室，当压力超过一定值时，则切换过滤室，通常切换周期为10-20天，切换时间为2-3min。熔体经过预过滤器，增加了停留时间，熔体粘度增加。纺丝过滤后的熔体通过熔体管道，进入纺丝箱体内的熔体分配器，由纺丝泵定量、输送到纺丝组件，经喷丝板小孔喷出形成细流，经侧吹风冷却固化而成细丝。纺丝箱体有4个纺位，每个纺位有2台双叠泵和2个喷丝头，其中一个纺丝位有熔体压力显示。纺丝泵和装有喷丝头的纺丝组件均被安装到纺丝箱体上，箱体的加热由联苯锅炉加热产生的联苯整齐提供，维持工艺所需的温度，纺丝箱体外有保温罩。熔体分配管道是将聚酯熔体分配到各纺丝箱体的管道。要求它尽可能短，送至各箱体的时间均一，管道中熔体散热少，且不存在熔体死角。纺丝泵的作用是连续准确的将熔体计量输入纺丝组件，并使熔体产生一定的压力，让其顺利通过纺丝组件。纺丝组件由喷丝板、分配板和熔体过滤材料等组成。它的作用是过滤熔体，除去熔体中夹带的机械杂质与凝胶粒子，防止堵塞喷丝空；使熔体充分混合，防止熔体之间存在粘度差异；将熔体均匀地分配到喷丝板的每一个小孔中去。侧吹风装置紧接在纺丝箱体下面，每个侧吹风装置均设有空气流量调节器和使空气形成层流的整流装置。侧吹风要求恒温，恒速，由空调设备提供。集束上油纤维冷却成型后，在进入纺丝甬道之前，经行集束上油，这可降低卷绕张力，上油的方式有油盘上油和喷油嘴上油两种方式。本工艺才有油嘴上油。固化后的纤维经一个特殊形状的陶瓷油嘴上油，上油装置安装在侧吹风的下面，纺丝油剂是一种水溶液，在调配槽中配置后，送到贮槽中，由微量泵送到油嘴，上油系统包括调配槽、无离子水发生器、管道、阀门、微量泵和油嘴等。卷绕上油后的丝束通过甬道而到达卷绕机，在机头上卷绕而成一定大小的POY筒子。卷绕是高速纺丝的关键，要求卷绕张力、卷绕速度及导丝盘、摩擦辊、横动导丝器、线速度等在运转过程中保持稳定，以保证初生纤维的结构和纤度的均匀。纺丝组件的清洗纺丝组件使用一定时间后，会被脏物堵塞，纺丝组件的压力以及进出熔体过滤器的压差上升，必须用专用工具拆卸清洗后才能使用。清洗主要使用物理化学方法，将粘附的聚酯在高温下煅烧、溶解、氧化或水解出去，在进行水洗、碱洗和超声波清洗。本设计采用用真空煅烧清洗装置对组件进行清洗。真空煅烧法的工作原理是先将温度升高到300度，并保持一定的时间使被处理件上的聚酯融化。熔化后，残余的物料流下集中到炉体底部的废料收集灌中。待基本流完后，开始第二阶段的升温。大约在350度左右，残余的聚酯开始分解，此时打开真空泵抽真空，同时同入少量空气，对残留物进行氧化。在真空状态下，残留物聚酯的热分解和氧化分解较快，产生的气体和灰分微粒可被抽走。整个过程大约持续6-8h即可完成。自动控制涤纶长丝生产电气自动控制的程度较高，一盘切片干燥、纺丝、卷绕、空调、油剂调配、热力站等均设有控制室进行控制。空调空气调剂的目的是为了使室内空气保持一定的温度、湿度、流速和清洁程度，以满足生产工艺和劳动保护的需要。空调分整个区域空调及局部区域空调两种，它包括冷却、加温、去湿、净化、送风和排风等工序。空调设备由风机、喷淋箱、雾化箱、中效过滤器、高效过滤器、冷冻机、加热器、静压箱等几个主要的部分组成。空调设备配有露点控制器、压力控制器和温度控制器，以保证侧吹风的温度和压力的稳定。牵伸变形POY筒子经平衡间平衡后，放入弹力丝的机架，由第一热箱加热，再通过冷却板，经过摩擦假捻装置，牵伸加捻，然后自动退捻进入第二热箱，热定型加热，形成具有永久卷曲形态的纤维，上油后卷绕成双锥面筒子。具有卷曲形态的纤维是成品纤维，因具有“回弹性”，故被称为“弹力丝”。弹力丝第一热箱，第二热箱温度均自动控制，第一热箱采用联苯加热，第二热箱采用电加热。弹力丝机上一般都有油烟雾排出系统。原料、辅助原料、中间产品及成品的主要技术规格及质量标准聚酯切片生产单位：上海石化涤纶二厂序号项目单位规格备注1特性粘度[μ]0.64±0.012软化点℃≥2603二氧化钛含量WT%0.35-0.54灰分WT%0.37-0.475二甘醇WT%≤1.36凝聚粒子个/㎏≤0.47端羧基含量当量/吨≤278含铁量ppm≤39含水量WT%≤0.4POY质量指标外观指标序号项目单位优等品一等品二等品三等品1色泽正常正常轻度异常明显异常2毛丝只/筒0≤45-1011-163油污丝无无轻度明显4尾巴丝根/筒1（1.5圈以上）1（1.5圈以上）无尾巴多尾巴无尾巴多尾巴5成型良好较好一般偏差6拌丝（蛛网丝）根0≤4≤5≤67筒子重公斤满筒名义质量的90%以上≥3≥2≥2物理指标序号项目单位优等品一等品二等品三等品1纤度偏差%±2.0±2.5±3.5±4.52纤度变异系数CV%≤0.60≤0.80≤1.00≤1.203断裂强度CN/dtex(g/d)≥2.2-2.5≥1.9-2.2≥1.8-1.9≥1.6-1.84断裂强度变异系数CV%≤4.5≤6.00≤8.00≤10.005断裂伸长率%M±4.0M±8.00M±10.00M±12.006断裂伸长变异系数CV%≤5.00≤9.00≤11.00≤13.007条干均匀度U值CV值%CV%≤0.80<1.00≤1.20<1.50≤1.40<1.75≤1.60<2.008满筒%≥87≥80≥77≥75注：最终纤度为55.6-177.8dtex（50-60d）条干均匀度U值或CV值中考核一致染色均匀性按灰卡定等，如发现星斑丝，卷绕丝则视为外等品DTY质量指标外观指标序号项目单位优等品一等品二等品三等品1色泽%正常正常轻度异常明显异常2毛丝只/筒≤5≤4≤3≤10≤8≤6≤14≤12≤10≤24≤22≤203油污丝cm2无无<44-6（包括星点油污）4断头只/筒无无无无5尾巴丝根/筒1（1.5圈以上）1（1.5圈以上）无尾巴多尾巴无尾巴多尾巴6僵丝无无稍有较多7成型良好较好一般较差8拌丝（蛛网丝）根/筒00上端面<2下端面不允许上端面<4下端面不允许9筒重（净重）公斤满筒名义重量的90%以上≥1≥0.8≥0.5物理指标序号项目单位优等品一等品二等品三等品1纤度偏差%±2.5±3.0±4.0±5.02纤度变异系数CV%<0.06<1.40<1.60<1.803断裂强度CN/dtex>3.3>3.0>2.8>2.64断裂强度变异系数CV%<4.00<8.00<10.00<12.005断裂伸长率%M±3.0M±7.0M±8.0M±9.06断裂伸长率变异系数CV%<8.00<12.00<14.00<16.007卷曲收缩率%>15.00>13.00>11.00>9.008卷曲收缩率变异系数%<10.00<14.00<16.00<16.009卷曲稳定度%>65.0>45.0>40.0>30.010沸水收缩率%<3.00<3.5<4.00<4.5011染色均匀性灰卡级>4.0>4.0>3.5>3.0油剂质量指标1.POY油剂油剂牌号NopcostatFT-621密度1.03g/ml生产厂家德国汉高水分14%主要成分聚氧烷基醇浊点5-50℃外观澄清液体溶液粘度（10%溶液）2.3mPa·s颜色（APHA）75pH值（10%溶液）7.52.DTY油剂油剂牌号JH-2运动粘度（50℃）6-9cm2/s生产厂家上海金山石油化工研究院pH值（10%溶液）6-8外观淡黄色透明油液有效成分99%第三章.主要设备选型及配台主要参数：纤度100旦卷装速度32年生产时间330×24h切片干燥设备设备选型本项目采用张家港保税区万盛机械工业有限公司pet切片连续结晶干燥机是该厂消化吸收国外同类产品的先进技术，为了满足我国涤纶高速纺丝中，纺丝干燥切片需极低的含水量的纺丝工艺而设计制造的。

◆

供货范围

从湿切片料仓出料口至螺杆挤压机进料口为止的单元机及管道等。附加自控仪表和电控柜、分子筛除湿机，料位仪及露点仪等主要元件采用进口件。

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结晶状态

切片为连续流化状态，完全靠气流作用，切片在结晶过程中不受外加机械力。切片应均匀连续地进行预结晶，无切片停留时间差，无切片堵料现象。

◆

干燥状态

连续式逆流柱状干燥器，无切片滞留时间偏差，不发生切片及空气的短路流动，形成稳定的活塞流。

干燥能力：50～1800kg/h

湿切片含水率：≤0.5%

干切片含水率：≤0.002%

(即20ppm，

产量：0.1~5t/hr

湿切片含水率：≤0.5%

干切片含水率：≤0.002%

特点：

1.

适用于涤纶长丝、短纤等生产过程

2.

操作简单

3.

成本低涤纶切片在高温熔融过程中，切片中含有的水分会引起聚合物的降低，使聚合物的大分子断裂，粘度下降，分子量减少，造成纺丝断头、飘丝，影响纺丝的正常运转。严重时，纺丝无法正常进行。切片中含水率的高低还会直接影响牵伸加弹性能，含水率高，使得拉伸变形丝（DTY）强度下降，染色均匀性变差。因此，在纺丝前必须降低切片中的含水率。当湿切片含水率为0.4%左右时，干燥后切片按用户不同要求生产，配备不同装置，可分别达到50-40ppm或40ppm以下，以满足不同的需求。设备配台台数==41513.8/330×24×1200=4选购4台张家港保税区万盛机械工业有限公司。熔融纺丝机设备选型HYF／P系列POY长丝纺丝机；

本纺丝机可与国内、国外高速卷绕设备嫁接，组成POY长丝生产线；

本纺丝机适用于POY长丝的生产。设备特征主要结构螺杆挤压机采用上海化纤机械制造有限公司生产的JWM螺杆挤出机。JWM系列螺杆挤出机主要用于PET、PA6、PA66、PP等切片的熔融纺丝。该产品集十几年的经验与技术，在行业中每年销量巨大，目前已有数千台挤出机在700多家化纤工厂及无纺布工厂正常运行。挤出机的螺杆设计采用LTM低温混合元件，塑化性能好。由于采用了专业加工技术，使得螺杆、料筒的制造精度较高，直线性较好。并选用高精度斜齿减速箱，齿轮为硬齿面磨齿齿轮。工作平稳，噪声极小。配用超强的推力轴承，保证能承受巨大的轴向力。并可根据用户需要，选用进口轴承及密封件，耐用性好，维护简便。表11JWM螺杆挤出机参数表（螺杆直径160-180mm）JWM挤出机规格螺杆直径mm长径比L/D最大挤出量kg/h螺杆转速r/min传动功率kw加热功率kw加热区段中心高mm重量tonJWM160/25φ16025:170520-6013285.567106JWM170/25φ17025:185020-60160103.567208JWM180/25φ18025:197220-50160110780010设备配台螺杆挤出机选用直径介于160-180mm，根据上表得出：JWM170/25：螺杆挤出机台数=产量/最大挤出量=（41513.8×1000）/（800330×24）=8（台）注：为配合干燥机，所以螺杆挤出机个数以偶数为宜，故选用规格为JWM170/25型的螺杆挤出机8台。熔体预过滤器BarmagCVF650连续熔体过滤器体积小、操作方便、过滤能力大、过滤精度高、停留时间短、切换周期长、节省能源。过滤筒为熔体过滤的主要组件，4只烛型滤芯即装于筒内，筒体料流为下进上出，滤芯料流为外进内出。夹套装置主要为滤筒和三通阀的保温之用，其保温热媒为联苯加热系统的气相联苯。组件具有良好的耐压性和良好的密封性。卷绕机技术参数表14旋转拔叉横动机构系列卷绕机技术参数型号JWAR8/1380JWAR12/1500JWAR16/1600卷绕速度2500-5500m/min2500-5500m/min2500-5500m/min锭轴长1380mm1500mm1600mm纸管尺寸（内径/外径）Φ112/Φ126Φ112/Φ134Φ120/Φ134Φ120/Φ134卷装外径Φ430卷装体积/横动宽度8头10头15.7dm3/12012头11dm3/8416头9.1dm3/70W600600600H131613161316L248026002700纺丝箱体及组件整体性好、保温性能优良、熔体分配均匀、温度均一、停留时间短、压力降小、无死角。为实现对纺丝组件的理想传热和充分而均匀地加热融熔创造了最佳条件。纺丝组件为自压密封式，操作方便，密封性能良好。每只纺丝箱均配有测温点。在全机中有一只纺丝箱还配有测量组件前的熔体温度和压力的一次仪表。纺丝箱外援配有隔热效果好的保温层。联苯加热系统全机的纺丝箱、熔体分配管、预过滤器及螺杆机头配有一套联苯气相加热系统，以确保加热温度一致。联苯锅炉还配有液位计、安全阀、触点式温度压力表等安全附件。对超低温、超低压等还配有电气报警讯号、正常的运行温度显示和记录。加热管系末端配有联苯冷凝器、形成送气和回液的循环系统。整个管系还需要不同管径和部位包覆隔热。侧吹风装置为横吹式，其风道为渐缩式，内设导流板及由多孔板，不锈钢网。蜂巢板等组成的阻尼整流层，使侧吹风有比较合理的纵向速度梯度，横向风速均匀稳定，丝束冷却固化效果好；根据不同产品及品种规格的需求，对风速分布、吹风高度、吹风面长度等均采用不同的设计。上油装置喷嘴上油装置整体结构设计简洁，风阻小，上油均匀；喷嘴及导丝器的上下位置、角度及前后距离均可调整，以保证丝束在最佳的位置集束上油。全机油剂有一配油槽及每位配用一只油泵的油泵集体传动装置，电机传动采用异步变频，并有一只微型静态变频器供电，便于按工艺要求调节油泵转速。项目参数项目参数最终成品纤度56-440dtex喷丝板直径90全机箱体数6喷丝板孔径0.250.28mm每只箱体纺丝部位数4喷丝板孔数24,32,36,38每一纺丝部位组件数4纺丝部位间距900mm每个组件喷丝板数2组件间距175mm纺丝速度2500-3200m/min组件最大压力40MPa计量泵容量2×2.4过滤面积5m计量泵转速5-40过滤精度20μm滤芯数8最大过滤压力35加热总功率172KW最大切换压差10熔体预过滤器型号BarmagCVF650组件装卸方式上装过滤器总重2700Kg每纺丝部位侧吹风面积1.5×0.8过滤器外型尺寸（长×宽×高）1700×100×2500侧吹风平均风速0.6-0.8最大过滤量400-700Kg/m2h甬道长度2.89m过滤能力1500Kg/h油剂泵供油量8*0.06ml/r过滤器体积11.2dm3油剂泵转速13-185r/min设备配台湿料仓体积湿料仓体积聚酯切片年消耗总量聚酯切片年消耗总量×安全系数×每日所需储藏量年工作天数×每日工作小时数年工作天数×每日工作小时数4141513.8t×1.15×10330天×24小时330天×24小时≈60m3经验公式一吨切片体积为一个立方米，则湿料仓体积为4×15个立方米。螺杆挤出机设备配台螺杆挤出机台数=年产量/年最大挤出量＝41513.81000/（330×24700）＝8（台）纺丝卷绕机设备配台卷绕速度取v=3200m/min，则生产POY所用纺丝卷绕机每筒年产=d×v×h×60/（9000×106）吨/年=100×3200×60×330×24/（9000×106）吨/年=16.9吨/年生产DTY所用纺丝卷绕机每筒年产=1.7×d×v×h×60/（9000×106）吨/年=1.7×100×3200×60×330×24/（9000×106）吨/年=28.72吨/年公式中：d＝平均旦数（Den）v＝卷绕速度（m/min）h＝年生产小时（小时）所以，所用卷绕机总筒数=6000/16.9+34000/28.72=1540筒若选用8头的卷绕机，则所用卷绕机总数=1540/8=193台若选用10头的卷绕机，则所用卷绕机总数=1540/10=154台若选用12头的卷绕机，则所用卷绕机总数=1540/12=台=129台分析：若选用8头的卷绕机，则1根螺杆对应193/6=33个位若选用10头的卷绕机，则1根螺杆对应154/6=26个位若选用12头的卷绕机，则1根螺杆对应129/6=22个位由于22个位可以由6个4位纺丝箱组成，因此选用12头的卷绕机24×6=192台，对应192个纺丝位。一根螺杆对应6个4位的纺丝箱。纺丝箱箱体长度=（4个位间距×1.25位距+0.9m）=5牵伸加捻机设备选型采用日本村田机械公司生产的333-Ⅱ型牵伸加捻机。该机可迅速调节，易于操作，适应不同品种、不同纤度的丝线。能量消耗低，假捻器结构简单，装卸更换方便，操作安全，丝路设计合理，噪音低，轴承适应高速。设备特征主要结构原丝筒子架原丝筒子架布置在主机两侧，主要目的是便于操作，丝架为门式丝架，前后均可装丝，丝架有4层和6层两种。喂入辊皮圈式喂入辊由主动辊、皮圈和皮圈架组成。在无丝通过时，可将皮圈架抬起，皮圈与主动辊不接触；喂丝时，将皮圈架放下，皮圈与主动辊接触，皮圈运转，将丝条送出。丝条经过横动导丝器，在皮圈上产生10-15mm的位移，以减少皮圈磨损。采用皮圈式假捻器的优点是，皮圈与主动辊的接触面大，可减少主动辊轴承磨损。皮圈的使用寿命较短，一般为1-3个月。第一热箱拉伸变形机的第一热箱，采用联苯蒸汽加热。全机有18个电加热单元（即每六个热箱为一个单元）。每个热箱内有一个双凹槽金属板，每个热箱可通过两根丝。加热温度为150-250℃冷却板丝条经过第一热箱后的温度较高，故须将丝条经冷却板冷却至80℃皮圈式假捻器每个皮圈式假捻器由一对加捻传动装置组成，每对驱动装置带有一根加捻皮圈。皮圈安装在一对能使其保持张力恒定的皮带轮上。恒定的张力对于两根皮圈保持相对不变的接触部位，这对确保稳定的变形条件十分有利。两根皮圈的交叉角以12锭为一组进行调节。333-Ⅱ型牵伸加捻机改进了驱动体系，由一对交叉的皮带驱动，每对皮带的传动系统又有单独的同步发电机驱动。其优点为：降低噪音；只需按照无级变速器上的刻度盘标度作简单的调节，便可获得任何需要的加捻速度。第二热箱在加热箱中插入直径3-4mm的金属小管而组成第二热箱。管子的长度根据机器的最高速度设计。丝条在金属细管中通过时为非接触式加热。每24根管子组成一个加热箱。333-Ⅱ型牵伸加捻机的第二热箱内充有联苯，由电加热器加热产生蒸汽，再对热箱进行加热。上油装置在拉伸变形机中上油装置均采用油轮上油，且大多数在第三热辊到卷绕辊之间。上油轮由变速电动机或无级变速箱驱动，由贮油槽和油泵供给油剂。贮油槽的容积约为50L，上油轮的转速约为0-40r/min。邮轮供油槽的液面由浮球面计控制。油槽上有罩盖盖紧，以防止尘埃落入。丝条经过时与油轮的包角，可由专用的导丝器加以调节，以控制适合的包角，达到丝条最佳的上油率。丝条断头检测器和切丝器为了防止丝条断头时POY原丝继续喂入，缠绕在喂入辊上，故拉伸变形机设置断头检测器和切丝器。检测器一般装在油轮之后，由一个非接触式的电容传感器组成。当丝条在卷绕之前断头时，检测器中无丝通过，其电容值与有丝通过时不同，从而发出信号，使切丝器动作，切断并夹住喂入原丝。由于检测器靠近上油轮，故要防止油剂的渐入，损坏检测器。在检测器上装有发光二极管，无丝经过时会发光，有丝经过时便熄灭。由此可判断锭位是否断丝。切丝器由电磁铁和一对刀片组成，装在原丝架之后，第一喂入辊之前。要防止电磁铁长时间处于常闭状态，使切丝作用失灵，因而在停机时，均要关闭检测器和切丝器。卷绕系统拉伸机的卷绕系统，与常规纺弹力丝机的卷绕系统类同。它是由摩擦辊、摇架、横动导丝器和筒管组成。可卷绕成直边或双锥型筒子。锭位数216机械速度337-12加捻器型式皮圈式假捻器机器外形（长×宽×高）16920×6540×3600成品丝线密度33-333dtex可装原丝直径360拉伸辊喂丝方式皮圈第一热箱加热系统12锭/单元第一热箱长度2500mm第一热箱温度160-250第二热箱长度1500加热方式联苯热载体第二热箱加热系统24锭/单元冷却板长度2000mm上油辊转速2-20r/min卷装直径最大300mm卷装宽度250mm卷装锥角3,9,15装机容量247.5KW负荷功率219.7KW设备配台牵伸加捻机产量W=(d×v×h×n×η1×60)/9000×106=100×1200×216×24×330×60/9000×106=1368.576吨/台*年假捻变形机台数=年产量/假捻变形机产量=34000/1368.576=26台选用25台333-Ⅱ型牵伸假捻机。组件清洗设备设备选型采用盐城市宏达纺织器材有限公司制造的真空煅烧炉。设备特征真空煅烧炉法吸收了煅烧法最简便，不需要任何溶剂和辅助材料的优点，克服了煅烧法在空气中煅烧处理喷丝板不易干净和产生明火导致被处理样退火变形的缺点，是近几年来发展起来的一种新型处理方法。它可用于清洗纺丝组件、喷丝板、计量泵以及熔体过滤芯和其它纺丝部件。其特点为：操作简单，设备占地面积小设备投资费用较高，但其运行费用属于低或中等；对组件的损伤较小，应用范围广，可用于各种高聚物；对环境的污染较小，废物较易处理。本次设计中采用QXL型系列真空清洗炉，它的工作原理是利用通常化纤分子聚合物在300℃左右可融化，高于300℃隔绝空气可裂解焦化，并产生多种裂解物，高于400℃在空气中可以完全氧化这一特性。首先把清洗工作加热到300℃左右，使工件表面数量最多的高分子聚合物熔化流入到下部的收集罐中，此时，只剩下板孔中粘附在孔壁上的少量聚合物，将炉温继续升高到525℃左右，并向炉腔内通入少量空气，可使剩余的高分子聚合物充分裂解，生产氧化碳和灰尘，此时打开真空泵和水喷淋洗涤器，将灰尘和生成气体抽出，经过喷淋水洗一道排出炉外，整个过程没有污染气体排在室内，而且随水带走的灰尘也很少。电器控制采用进口温度程序控制仪进行控制，显示直观，程序准确，操作简单，工艺设置任意选择，整个程序控制系统具有完整的工艺设置和报警功能，安全可靠。型号QXL-ⅠQXL-ⅡQXL-ⅢQXL-Ⅳ规格270×400470×700600×800800×1000加热功率12KW15KW24KW27KW真空泵功率3KW3KW3KW4.5KW真空度-0.7-0.9MPa-0.7-0.9MPa-0.7-0.9MPa-0.7-0.9MPa耗水量350L/h450L/h500L/h650L/h水压0.1-0.25MPa0.1-0.25MPa0.1-0.25MPa0.1-0.25MPa控温精度±2℃±2℃±2℃±2℃清洗时间≤8h≤8h≤8h≤8h设备配台选用QXL-Ⅲ型真空清洗炉两台，用以清洗计量泵、喷丝板、滤芯等精细物品选用QXL-Ⅳ型真空清洗炉两台，用以清洗大型组件。主要工艺参数切片干燥干燥切片能力17湿切片规格3×3mm,4×4×2.3mm湿切片含水率0.4%-0.5%总装机容量140KW干燥空气露点-干燥停留时间4-5h预结晶停留时间0.75-1.3h干燥后切片含水率<20ppm冷却水用量冬5T/h;夏15T/h冷却水要求冷却塔循环水或自来水干燥空气流量1800m/h干燥机进风温度165干切片温度160熔融纺丝项目规格单位83tex/36F110tex/36F148tex/36F165tex/48FPOY卷绕丝纤度Dtex117162224243喷丝板孔数孔36363648最终产品（DTY纤度）Dtex83110148165螺杆一区温度℃270-278270-278270-278270-278螺杆二区温度℃285±2285±2285±2285±2螺杆三区温度℃288±2288±2288±2288±2螺杆四区温度℃290±2290±2290±2290±2螺杆五区温度℃290±2290±2290±2290±2卷绕速度m/min3300330033003300卷绕张力cN18-2022-2428-3032-34箱体温度可调范围℃280-300280-300280-300280-300冷去吹风温度℃19±119±119±119±1冷去吹风速度m/s0.4-0.50.4-0.50.4-0.50.4-0.5冷却吹风相对湿度%70±370±370±370±3冷却吹风网前本风压kPa0.35±0.0050.35±0.0050.35±0.0050.35±0.005喷嘴上油浓度%5-155-155-155-15导丝器横动行程mm120120120120横辊直径mm108108108108横辊超喂%5-105-105-105-10筒管外径Mm85.585.585.585.5卷装净重mm12121212POY含油剂量%0.4卷绕时间Min284206148137剩余拉伸倍数倍1.701.681.651.61卷绕间室温℃24±2卷绕间相对湿度%65±5牵伸假捻DTY规格单位83tex/36根110tex/36根148tex/36165tex/48根加工速度m/min1200120012001200拉伸比倍1.701.681.651.61第一加热器温度℃170190200200第二加热器温度℃150170180180加捻张力cN21-2332-3442-4455-59解捻张力cN25-2736-3846-5060-64定型区欠喂%9.739.7310.5310.53卷绕欠喂%5.417.148.048.04DTY上油率%3333原丝筒子架处室温℃25±225±225±225±2相对湿度%65±565±565±565±5组件清洗清洗顺序真空煅烧炉-冷却箱-碱洗-（17%KOH液）-水洗-超声波水洗-吹干部件名称煅烧冷却碱洗水洗超声波吹干组件300-350常温6-8hr2hr喷丝板300-350常温20-100常温常温常温6-8hr2hr1hr1hr2hr吹干即可计量泵300-350常温6-8hr2hr油料调配调配槽温度室温搅拌速度300-350转/分调配时间2-5小时POY油剂使用浓度8-15%DTY油剂使用浓度8-15%第四章.原材料、能源消耗量主要原料的能量消耗切片的物料衡算物料衡算一般分为三个步骤：首先，计算物料在各工序中的进出平衡情况，通常以1000公斤的成品作为物料平衡的计算基准，采用逆向流程方向，由下而上的反推法计算而的；其次，根据所算的的数据作出无聊流动平衡表；最后在根据此数据画出物料流动平衡图。物料在各工序的进出平衡情况主要原料的物料衡算：1.已知条件涤纶长丝生产各工序的损失率（kg/t成品）如下：切片筛选—0.2；干燥—5.8；纺丝和卷绕—50.8；分级1—1；假捻—35.4；分级2—4.9。涤纶长丝生产中，各工序中添加物料量：POY含油和水率2.3%，,DTY含油率2%。2．计算与结果生产任务：POY6000t（100dtex）,DTY34000t（100dtex）。采用逆流程方向，由下而上的反推法计算。求出生产每吨（1000kg）DTY需要聚酯切片的质量：从分级2出来的DTY成品量：1000kg，分级2每吨消耗量为4.9kg，则进入分级2的物料量为：1000kg+4.9kg=1004.9kg；（2）从假捻工序出来的物料量为1004.9kg，假捻工序每吨损耗量为35.4kg，进入假捻工序的物料量为：1004.9kg+35.4kg=1040.3kg（3）从分级1出来的物料量为：1040.3kg分级1每吨损耗量为1kg，油剂使用量为20kg，进入分级1的物料量为：1040.3kg+1kg—20kg=1021.3kg（4）从纺丝和卷绕工序出来的物料量为：1021.3kg纺丝和卷绕工序每吨的损耗量为50.8kg进入卷绕工序的物料量为：1021.3kg+50.8kg=1072.1kg油剂使用量为23kg，进入纺丝工序的物料量为：1072.1kg—23kg=1049.1kg（6）从干燥工序出来的物料量为：1049.1kg，干燥工序每吨的损耗量为5.8kg，进入干燥工序的物料量为：1049.1kg+5.8kg=1054.9kg（7）从切片筛选出来的物料量为：1054.9kg切片筛选每吨的损耗量为0.2kg，进入切片筛选的原料切片量为：1054.9kg+0.2kg=1055.1kg同样可以计算POY1000kg成品的物料量：进入分级1工序的物料量为：1000kg+1kg=1001kg进入纺丝和卷绕工序的物料量为：1001kg+50.8-23kg=1028.8kg进入干燥工序的切片量为：1028.8kg+5.8kg=1034.6kg进入筛选工序的切片量为：1034.6kg+0.2kg=1034.8kg综上所述，生产每吨DTY所需要的切片用量为：1055.1kg（用来生产DTY的POY为1040.3kg）；生产每吨POY所需要的切片用量为：1034.8kg；根据我们的生产任务：POY6000t（100dtex）,DTY34000t（100dtex），折算出生产DTY所需的切片用量为：6000t*1055.1kg/t=6330.6tPOY所需的切片用量为：34000t*1034.8kg/t=35183.2t所需PET切