中华人民共和国国家标准
涤纶工厂设计规范
Code for design of polyester fiber plant
GB 50508-2010
主编部门:中 国 纺 织 工 业 协 会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 1 0 年 1 2 月 1 日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第605号
关于发布国家标准《涤纶工厂设计规范》的公告
现批准《涤纶工厂设计规范》为国家标准,编号为GB 50508-2010,自2010年12月1日起实施。其中,第3.6.4、3.6.7(1)、7.3.3条(款)为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
二〇一〇年五月三十一日
前 言
本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标函〔2006〕136号)的要求,由中国纺织工业设计院会同有关单位共同编制完成的。
本规范在编制过程中,规范编制组进行了广泛的调查研究,认真总结我国涤纶工厂的设计和建设经验,特别是近年在节能、降耗、节约水资源、减少占地以及环境保护方面的经验和教训,吸收国内外涤纶生产技术的科技成果,并广泛征求了有关涤纶工厂生产、设计、施工方面专家的意见,最后经审查定稿。
本规范共分12章和1个附录,主要内容包括:总则,术语和代号,工艺设计,工艺设备及布置,工艺管道设计,辅助生产设施,自动控制和仪表,电气,总平面布置,建筑、结构,给水排水,采暖、通风和空气调节。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,中国纺织工业协会负责日常管理,中国纺织工业设计院负责具体技术内容的解释。本规范在实施过程中,如发现需要修订和补充之处,请将意见和有关资料寄给中国纺织工业设计院(地址:北京市海淀区增光路21号,邮政编码:100037,传真010-68395215),以便在今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中国纺织工业设计院
参编单位:大连合成纤维研究所有限公司
北京中丽制机化纤工程技术有限公司
主要起草人:罗伟国 孙今权 崇 杰 刘 强 秦永安 李学志 李道本 刘 凤 黄志刚 陈 钢 姜 军 范景昌 付 刚 武红艳 马英杰 武跃英 杨述英 张明成
主要审查人:黄承平 刘承彬 荣季明 郑大中 王鸣义 许其军 姜金娣
1 总 则
1.0.1 为规范涤纶工厂设计,做到技术先进、经济合理、安全节能,依据国家现行有关法律、法规,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于以聚酯熔体、聚酯切片、回收聚酯瓶片,以及再造粒聚酯切片为原料的涤纶长丝工厂(含复合长丝、单丝)、涤纶短纤维工厂(含毛条)、涤纶工业丝工厂生产装置及辅助生产设施的新建、改建和扩建工程的设计。本规范不适用于涤纶工厂内的聚酯装置设计、固相缩聚装置设计和以聚酯或涤纶为原料的非织造布工厂设计。
1.0.3 涤纶工厂设计应贯彻国家有关方针、政策和纺织行业技术政策,积极采用清洁生产技术,提高资源、能源利用率,严格控制消耗,加强资源综合利用,注重保护环境。
1.0.4 涤纶工厂设计应符合项目环境影响评估报告、职业安全卫生评估报告等有关要求。
1.0.5 涤纶工厂设计应因地制宜、认真调查研究、收集资料,积极采用经国家有关部门核准推广的新技术、新工艺、新设备、新材料,进行多方案技术经济比较,择优确定工程设计方案。
1.0.6 涤纶工厂设计除应执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和代号
2.1 术 语
2.1.1 涤纶工厂 polyester fiber plant
指以聚酯熔体或切片为原料,通过熔融纺丝而生产涤纶长丝、短纤维、工业丝、单丝的工厂;也包括以回收聚酯瓶片或再生聚酯切片为原料,通过熔融纺丝而生产再生涤纶纤维的工厂,和以聚酯为主要原料生产复合纤维的工厂。
2.1.2 纺丝 spinning
指熔体纺丝。即聚酯熔体通过纺丝泵(或计量泵)连续、定量、均匀地从喷丝板(或喷丝头)的毛细孔中挤出而成液态细流,经冷却风冷却固化成形后,再经上油、牵伸、卷绕、络筒(落桶)制成丝筒或丝条的工艺过程。
2.1.3 后加工 after treatment
指纺丝生产的初生纤维,再经过拉伸、变形、卷曲、热定型等物理处理,以增加纤维的纺织加工性能的过程。
2.1.4 加弹 texturing
指长丝的变形加工。即利用纤维的热塑性,将纤维经过变形和热定型处理,使其弹性和蓬松性增加的加工过程。
2.1.5 捻织 twisting and weaving
指涤纶工业丝的后处理工序:捻线和织布。
2.1.6 浸胶 dipping
指在涤纶帘子布或帆布表面覆盖和渗透一层胶乳,提高其与橡胶的黏着力的加工过程。
2.1.7 切片 chips
高聚物熔体经挤出、固化、切粒、干燥后,形成一定尺寸的粒状料。
2.1.8 固相缩聚 solid-state polycondensation
指固体状态聚酯切片经结晶干燥后,在高温热氮气中靠温度引发聚酯分子两端可活化的官能团,使分子链间继续进行缩聚反应并形成高分子量、高黏度的聚酯切片的过程。
2.1.9 涤纶长丝 polyester filament
长度达千米以上的单根或多根连续涤纶丝条。
2.1.10 涤纶短纤维 polyester staple fiber
涤纶长丝束经切断而成的,具有一定长度规格的纤维。
2.1.11 涤纶工业丝 polyester filament for industry;polyester industry yarn
用于工业领域,纤维线密度为222dtex~6667dtex,断裂强度大于或等于6.3cN/dtex 的连续涤纶长丝。
2.1.12 涤纶复合纤维 polyester composite fiber
由两种或两种以上聚合物,或具有不同性质的同类聚合物经复合纺丝法纺制成的纤维,包括长丝和短纤维。
2.1.13 涤纶丝束 polyester tow
用于切断成短纤维或经牵切法制成毛条的数万根连续长丝集合而成的基本无捻的长条状纤维束。
2.1.14 单丝 monofilament
指采用单孔喷丝头纺成的一根连续长丝卷绕成的无捻丝。实际生产中也包含由3孔~15孔喷丝头纺成的,可通过分丝机分成3根~15根单丝的少孔丝。
2.1.15 再生涤纶纤维 regenerated polyester fiber
指以回收的聚酯瓶片或涤纶废丝、废胶重新造粒的再生切片为原料,通过熔融纺丝而生产的涤纶纤维。
2.1.16 熔体直接纺丝工艺 melt direct spinning process
以聚酯熔体为原料,通过熔体泵把聚酯熔体直接送到纺丝箱体的纺丝工艺。
2.1.17 切片纺丝工艺 chips spinning process
以聚酯切片为原料,通过将聚酯切片结晶干燥并在螺杆挤压机内加热熔融,然后将熔体送到纺丝箱体的纺丝工艺。
2.1.18 热媒 heat transfer media (HTM)
指导热油,对涤纶工厂是指联苯-联苯醚、氢化三联苯或二芳基烷。
2.1.19 液相热媒 liquid heating medium
指液态的导热油,它传递的是液态导热油的显热。
2.1.20 气相热媒 gaseous heating medium
指气态的导热油,它传递的是气态导热油的潜热。
2.1.21 一次热媒 primary heating medium
经热媒炉直接加热的热媒。
2.1.22 二次热媒 second heating medium
用一次热媒加热、在独立的热媒回路中循环使用的热媒。
2 术语和代号
2.1 术 语
2.1.1 涤纶工厂 polyester fiber plant
指以聚酯熔体或切片为原料,通过熔融纺丝而生产涤纶长丝、短纤维、工业丝、单丝的工厂;也包括以回收聚酯瓶片或再生聚酯切片为原料,通过熔融纺丝而生产再生涤纶纤维的工厂,和以聚酯为主要原料生产复合纤维的工厂。
2.1.2 纺丝 spinning
指熔体纺丝。即聚酯熔体通过纺丝泵(或计量泵)连续、定量、均匀地从喷丝板(或喷丝头)的毛细孔中挤出而成液态细流,经冷却风冷却固化成形后,再经上油、牵伸、卷绕、络筒(落桶)制成丝筒或丝条的工艺过程。
2.1.3 后加工 after treatment
指纺丝生产的初生纤维,再经过拉伸、变形、卷曲、热定型等物理处理,以增加纤维的纺织加工性能的过程。
2.1.4 加弹 texturing
指长丝的变形加工。即利用纤维的热塑性,将纤维经过变形和热定型处理,使其弹性和蓬松性增加的加工过程。
2.1.5 捻织 twisting and weaving
指涤纶工业丝的后处理工序:捻线和织布。
2.1.6 浸胶 dipping
指在涤纶帘子布或帆布表面覆盖和渗透一层胶乳,提高其与橡胶的黏着力的加工过程。
2.1.7 切片 chips
高聚物熔体经挤出、固化、切粒、干燥后,形成一定尺寸的粒状料。
2.1.8 固相缩聚 solid-state polycondensation
指固体状态聚酯切片经结晶干燥后,在高温热氮气中靠温度引发聚酯分子两端可活化的官能团,使分子链间继续进行缩聚反应并形成高分子量、高黏度的聚酯切片的过程。
2.1.9 涤纶长丝 polyester filament
长度达千米以上的单根或多根连续涤纶丝条。
2.1.10 涤纶短纤维 polyester staple fiber
涤纶长丝束经切断而成的,具有一定长度规格的纤维。
2.1.11 涤纶工业丝 polyester filament for industry;polyester industry yarn
用于工业领域,纤维线密度为222dtex~6667dtex,断裂强度大于或等于6.3cN/dtex 的连续涤纶长丝。
2.1.12 涤纶复合纤维 polyester composite fiber
由两种或两种以上聚合物,或具有不同性质的同类聚合物经复合纺丝法纺制成的纤维,包括长丝和短纤维。
2.1.13 涤纶丝束 polyester tow
用于切断成短纤维或经牵切法制成毛条的数万根连续长丝集合而成的基本无捻的长条状纤维束。
2.1.14 单丝 monofilament
指采用单孔喷丝头纺成的一根连续长丝卷绕成的无捻丝。实际生产中也包含由3孔~15孔喷丝头纺成的,可通过分丝机分成3根~15根单丝的少孔丝。
2.1.15 再生涤纶纤维 regenerated polyester fiber
指以回收的聚酯瓶片或涤纶废丝、废胶重新造粒的再生切片为原料,通过熔融纺丝而生产的涤纶纤维。
2.1.16 熔体直接纺丝工艺 melt direct spinning process
以聚酯熔体为原料,通过熔体泵把聚酯熔体直接送到纺丝箱体的纺丝工艺。
2.1.17 切片纺丝工艺 chips spinning process
以聚酯切片为原料,通过将聚酯切片结晶干燥并在螺杆挤压机内加热熔融,然后将熔体送到纺丝箱体的纺丝工艺。
2.1.18 热媒 heat transfer media (HTM)
指导热油,对涤纶工厂是指联苯-联苯醚、氢化三联苯或二芳基烷。
2.1.19 液相热媒 liquid heating medium
指液态的导热油,它传递的是液态导热油的显热。
2.1.20 气相热媒 gaseous heating medium
指气态的导热油,它传递的是气态导热油的潜热。
2.1.21 一次热媒 primary heating medium
经热媒炉直接加热的热媒。
2.1.22 二次热媒 second heating medium
用一次热媒加热、在独立的热媒回路中循环使用的热媒。
2.2 代号
ATY——空气变形丝(air texturing yarn)
CO-PET——共聚酯(copolyester)
DT——牵伸加捻(draw twist)
DTY——牵伸变形丝(draw textured yarn)
DY——牵伸丝(draw yarn)
FDY——全牵伸丝(fully drawn yarn)
HART——可寻址远程传感器高速通道(Highway Addressable Remote Transducer)
HOY——高取向丝(high oriented yarn)
HTM——热媒(heat transfer media)
PBT——聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)
PET——聚酯(polyerster)
POY——预取向丝,部分取向丝(partially oriented yarn,preoriented yarn)
PTT——聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethylene terephthalate)
SSP——固相缩聚(solid-state polycondensation)
TEG——三甘醇(triethylene glycol)
UDY——未牵伸丝(undraw yarn)
3 工艺设计
3.1 一般规定
3.1.1 涤纶工厂的工艺设计范围应符合下列规定:
1 采用切片纺丝工艺的涤纶长丝工厂从聚酯切片卸料开始,应经输送、预结晶、干燥、熔融、(过滤)、纺丝、冷却、上油、牵伸、卷绕,到 POY 或 FDY、HOY 等的包装;后加工产品应到 DTY、ATY、DT 等的包装;
2 采用切片纺丝工艺的涤纶短纤维工厂从聚酯切片卸料开始,应经输送、预结晶、干燥、熔融、(过滤)、纺丝、冷却、上油、落桶、集束、上油、多道牵伸、热定型、卷曲、松弛热定型或干燥、切断,到短纤维打包;
涤纶丝束生产应从松弛热定型或干燥后进入长丝束打包;
涤纶毛条生产应从松弛热定型后经丝束落桶、集束、牵切、梳理、成条,到毛条包装;
3 采用熔体直接纺丝工艺的涤纶工厂,应从熔体增压泵开始。纺丝以后各后道工序应分别同切片纺长丝和短纤维工艺;
4 涤纶工业丝工厂从增粘切片来料喂入料斗开始,应经熔融、纺丝、上油、牵伸、卷绕,到工业丝包装;配套有帘子布和帆布生产的工厂,还应包括捻线、织布、浸胶,到包装。
3.1.2 涤纶工厂的设计生产能力,应以产品方案中各典型产品的平均纤度为计算依据,并应以“t/a”作为单位表示。
配套建设有帘子布或帆布生产的涤纶工业丝工厂,其设计生产能力应以产品方案中帘子布或帆布各典型产品的平均每平方米克重为计算依据,并应以“t/a”作为单位表示。
3.1.3 涤纶工厂的设计年生产天数宜按350 d计。
3.1.4 纺丝箱体及熔体分配管道夹套宜采用气相热媒作为伴热载体;熔体直接纺丝的熔体输送管道夹套可采用液相热媒或气相热媒作为伴热载体。
3.1.5 纺丝热媒系统内蒸发器应设超温报警断电联锁和超压泄放及热媒接收装置;热媒接收槽的排气管线上应设冷却器和阻火器。热媒蒸发器应符合现行国家标准《有机热载体炉》GB/T 17410的有关规定。
3.1.6 辅助工艺设施,宜布置在有外墙的车间附房内,并应靠近所服务的主工艺装置。
3.1.7 有多套生产装置的企业,宜集中设中心化验室;与聚酯工厂合建的熔体直纺涤纶长丝、涤纶短纤维装置,化验室可与聚酯工厂合并建一个。但物检室应设在纺丝车间内。
3.1.8 气相热媒应采用联苯-联苯醚混合物,液相热媒宜采用氢化三联苯或二芳基烷。
3.1.9 涤纶生产工厂可配置色母粒或其他添加剂的干燥、熔融、喂入、计量等设备。
3.1.10 切片纺丝工艺装置的切片干燥宜采用除湿压缩空气。
3.1.11 切片纺涤纶工厂的聚酯切片运送,可根据与聚酯工厂距离远近,采用密相气流输送、槽车运送或吨包装袋运送。
3.1.12 固相缩聚后的聚酯切片应采用高纯度氮气输送和保护。
3.1.13 进入主生产车间的各种公用工程介质管道应设置切断阀和计量仪表。
3.1.14 物检室、化验室、仪表控制室、变配电室的上一层对应位置房间及所在层相邻的房间应避免布置潮湿、有水、灰尘较大、有振动的附房或设备。
3 工艺设计
3.1 一般规定
3.1.1 涤纶工厂的工艺设计范围应符合下列规定:
1 采用切片纺丝工艺的涤纶长丝工厂从聚酯切片卸料开始,应经输送、预结晶、干燥、熔融、(过滤)、纺丝、冷却、上油、牵伸、卷绕,到 POY 或 FDY、HOY 等的包装;后加工产品应到 DTY、ATY、DT 等的包装;
2 采用切片纺丝工艺的涤纶短纤维工厂从聚酯切片卸料开始,应经输送、预结晶、干燥、熔融、(过滤)、纺丝、冷却、上油、落桶、集束、上油、多道牵伸、热定型、卷曲、松弛热定型或干燥、切断,到短纤维打包;
涤纶丝束生产应从松弛热定型或干燥后进入长丝束打包;
涤纶毛条生产应从松弛热定型后经丝束落桶、集束、牵切、梳理、成条,到毛条包装;
3 采用熔体直接纺丝工艺的涤纶工厂,应从熔体增压泵开始。纺丝以后各后道工序应分别同切片纺长丝和短纤维工艺;
4 涤纶工业丝工厂从增粘切片来料喂入料斗开始,应经熔融、纺丝、上油、牵伸、卷绕,到工业丝包装;配套有帘子布和帆布生产的工厂,还应包括捻线、织布、浸胶,到包装。
3.1.2 涤纶工厂的设计生产能力,应以产品方案中各典型产品的平均纤度为计算依据,并应以“t/a”作为单位表示。
配套建设有帘子布或帆布生产的涤纶工业丝工厂,其设计生产能力应以产品方案中帘子布或帆布各典型产品的平均每平方米克重为计算依据,并应以“t/a”作为单位表示。
3.1.3 涤纶工厂的设计年生产天数宜按350 d计。
3.1.4 纺丝箱体及熔体分配管道夹套宜采用气相热媒作为伴热载体;熔体直接纺丝的熔体输送管道夹套可采用液相热媒或气相热媒作为伴热载体。
3.1.5 纺丝热媒系统内蒸发器应设超温报警断电联锁和超压泄放及热媒接收装置;热媒接收槽的排气管线上应设冷却器和阻火器。热媒蒸发器应符合现行国家标准《有机热载体炉》GB/T 17410的有关规定。
3.1.6 辅助工艺设施,宜布置在有外墙的车间附房内,并应靠近所服务的主工艺装置。
3.1.7 有多套生产装置的企业,宜集中设中心化验室;与聚酯工厂合建的熔体直纺涤纶长丝、涤纶短纤维装置,化验室可与聚酯工厂合并建一个。但物检室应设在纺丝车间内。
3.1.8 气相热媒应采用联苯-联苯醚混合物,液相热媒宜采用氢化三联苯或二芳基烷。
3.1.9 涤纶生产工厂可配置色母粒或其他添加剂的干燥、熔融、喂入、计量等设备。
3.1.10 切片纺丝工艺装置的切片干燥宜采用除湿压缩空气。
3.1.11 切片纺涤纶工厂的聚酯切片运送,可根据与聚酯工厂距离远近,采用密相气流输送、槽车运送或吨包装袋运送。
3.1.12 固相缩聚后的聚酯切片应采用高纯度氮气输送和保护。
3.1.13 进入主生产车间的各种公用工程介质管道应设置切断阀和计量仪表。
3.1.14 物检室、化验室、仪表控制室、变配电室的上一层对应位置房间及所在层相邻的房间应避免布置潮湿、有水、灰尘较大、有振动的附房或设备。
3.2 设计原则
3.2.1 涤纶工厂工艺设计应满足先进、可靠、安全、环保、节能、节水、经济实用的要求。
3.2.2 涤纶工厂工艺设计中首次采用的新工艺、新技术、新设备必须是通过工业化试验并鉴定通过,或经过实际生产检验是先进、可靠的。
3.2.3 涤纶工厂工艺设备应按流程顺序布置,应避免往返交叉。
3.2.4 热媒存放、涤纶工业丝浸胶用化学品库、胶料调配间等有可燃、可爆、有毒、腐蚀性介质的储存和使用场所,应严格按照国家相关的规范要求设计,并在设计中应采取可靠的防范措施。
3.2.5 下列设备宜布置在不直接受大气环境干扰的厂房内:
1 涤纶长丝的纺丝冷却、牵伸、卷绕设备;
2 涤纶短纤维的纺丝冷却设备;
3 涤纶毛条生产设备。
3.2.6 涤纶工业丝装置宜与 SSP 装置建在厂区同一区域内;采用熔体增粘直接纺丝工艺的涤纶工业丝装置,熔体增粘釜应设在纺丝车间。
3.2.7 采用 POY-DTY 工艺路线的涤纶长丝工厂和配置有捻织浸胶的涤纶工业丝工厂,在纺丝车间与后加工车间之间应设平衡间。
3.2.8 涤纶复合纤维工厂设计应满足非聚酯组分对工艺及设备的要求。
3.2.9 常规涤纶短纤维生产线宜选用现行经济规模的装置。
3.2.10 涤纶工厂设计应根据企业的发展规划,科学合理地预留纺丝线位置和后加工区面积。
3.3 流程选择
3.3.1 工艺流程应根据生产规模、产品方案、产品质量要求确定。
3.3.2 单线生产能力超过15kt/a的常规品种涤纶短纤维和单线生产能力超过10kt/a的常规品种民用涤纶长丝,应采用熔体直接纺丝工艺流程;生产小批量、多品种和差别化涤纶产品,宜采用切片纺丝工艺流程。
3.3.3 除单丝外,新建涤纶工厂的常规涤纶产品不应采用低速纺丝工艺流程。
3.3.4 涤纶工业丝生产应采用纺丝-牵伸-卷绕一步法工艺流程。
3.3.5 涤纶复合纤维和单丝生产宜采用切片纺丝工艺流程。
3.3.6 熔体直接纺丝工艺的熔体管道上应设熔体冷却器。
3.3.7 切片纺涤纶工厂的切片输送宜采用密相气流输送流程。
3.3.8 再生涤纶纤维工厂内的瓶片或再造粒切片输送,宜采用下列方式:
1 采用连续结晶干燥工艺流程时,宜采用密相气流输送流程;
2 采用真空转鼓结晶干燥工艺流程时,宜采用电动葫芦吊运并直接投料方式。
3.3.9 再生涤纶长丝工厂的熔体过滤应采用两道过滤;再生涤纶短纤维工厂的熔体过滤可采用一道过滤或两道过滤。
3.3.10 熔体直接纺丝工艺的熔体输送距离较长,且熔体停留时间或压力降不能满足纺丝要求时,可采用两台熔体增压泵串联的输送方式。
3.3.11 涤纶工业丝的浸胶工艺可采用二浴流程或一浴流程。
3.3.12 生产11dtex~56dtex 单丝宜采用风冷立式纺丝工艺;生产56dtex~555dtex 单丝应采用水冷卧式纺丝工艺。
3.4 工艺计算
3.4.1 熔体输送,切片输送、结晶、干燥,纺丝及后加工工艺设备配置,应以单台(套)设备的生产能力为基本依据,并应结合产品方案的产量、设备运转效率,计算所需台(套)数。
3.4.2 纺丝和熔体输送设备及熔体夹套管应进行热量衡算。
3.4.3 组件清洗设备配置,应根据设备清洗能力和清洗周期,以及需清洗的纺丝组件、计量泵、过滤芯的数量,计算所需台(套)数。
3.4.4 纺丝熔体管道应进行下列计算:
1 应通过计算保证所选熔体管道的管径分配和长度,满足到达生产相同产品的每个纺丝箱体的熔体输送管道内的熔体压力降和熔体停留时间相等,且熔体黏度在纺丝允许范围内;
2 纺丝熔体管道设计应进行管道系统的热应力分析计算,在满足安全性的前提下,力求管道长度最短;
3 纺丝熔体管道设计应进行管道系统熔体压力降、熔体停留时间和黏度降计算,求得优化的熔体管道内径和长度。
3.4.5 熔体直接纺丝工艺应根据熔体增压泵出口熔体温度和生产能力,计算熔体冷却器的热负荷及换热面积。
3.4.6 热媒空冷器的换热面积应根据热负荷计算确定。
3.4.7 每条纺丝生产线的热媒加热设备的能力及热媒循环量,应根据工艺参数和装置生产能力计算。
3.4.8 纺丝机丝束冷却风的风量和风速应根据产品方案计算。
3.4.9 油剂调配系统的能力及配置应根据产品方案计算。
3.5 节能降耗
3.5.1 全厂总图布置应合理,并应减少物料的运输或输送距离。
3.5.2 工艺设备应按流程合理布置,并应充分利用物料位差和避免物料的往返。
3.5.3 工艺参数应优化,应降低能量消耗。
3.5.4 温度和湿度要求严格的房间,宜采用不直接受大气环境干扰的厂房。
3.5.5 设有浸胶车间的涤纶工业丝工厂,蒸汽锅炉的给水或其他需预热的介质宜利用烘干机的排烟余热。
3.5.6 浸胶车间的烘干机宜采用直接加热的方式。
3.5.7 工艺设备应选用节能产品,所配电机应选用高效电机。
3.5.8 蒸汽凝结水应集中回收,应减少软化水或除盐水的用量。
3.5.9 高温和低温的设备及管道,应采取保温、保冷措施。
3.5.10 常规涤纶 POY 的聚酯原料消耗应符合下列要求:
1 直接纺丝工艺不应超过1013kg/t POY 产品;
2 切片纺丝工艺不应超过1018kg/t POY 产品。
3.5.11 常规涤纶 DTY 产品对原料 POY 的消耗不应超过999kg/t DTY 产品。
3.5.12 常规涤纶 FDY 产品的聚酯原料消耗应符合下列规定:
1 直接纺丝工艺不应超过1020kg/t产品;
2 切片纺丝工艺不应超过1025kg/t产品。
3.5.13 常规涤纶短纤维的聚酯原料消耗应符合下列规定:
1 直接纺丝工艺不应超过1008kg/t产品;
2 切片纺丝工艺不应超过1020kg/t产品。
3.5.14 常规涤纶工业丝的聚酯原料消耗不应超过1035kg/t产品;高模低缩涤纶工业丝的聚酯切片消耗不应超过1050kg/t产品。
3.5.15 生产过程中产生的废聚酯、废丝以及不合格产品,应进行回收利用。
3.5.16 工艺压缩空气规格应符合现行国家标准《一般用压缩空气质量等级》GB/T 13277 的有关规定。
3.5.17 纺丝和后加工应采用新型网络喷嘴。
3.5.18 采用蒸汽作为加热源的生产工艺,应采用串级式蒸汽系统和凝结水回收。
3.6 其他规定
3.6.1 连续高噪声岗位应采取降低噪声的措施或减少操作人员日接触噪声时间,并应符合国家有关工业企业设计卫生标准和工作场所有害因素职业接触限值(物理因素)的规定。
3.6.2 涤纶生产车间空气中的联苯-联苯醚混合物的最高容许浓度不应大于7mg/m3。
3.6.3 牵伸卷绕机的操作钢平台应做防滑处理。其他安全措施应符合现行国家标准《纺织工业企业职业安全卫生设计规范》GB 50477的有关规定。
3.6.4 热媒蒸发器超压泄放气体严禁通过管道直接引向大气排放。
3.6.5 生产工艺无温度和湿度要求的操作间,室内温度应符合国家有关工业企业设计卫生标准的规定。
3.6.6 涤纶短纤维工厂盛丝桶搬运车的电瓶充电场所,应通风良好,并应符合现行国家标准《通用用电设备配电设计规范》GB 50055的有关规定。
3.6.7 配套建设有帘子布或帆布生产的涤纶工业丝工厂,其浸胶车间及相关设施设计应符合下列规定:
1 胶料调配间和甲醛水溶液储存间应设机械排风设施;
2 胶料调配间和甲醛水溶液储存间的操作区内,空气中各种有害物质的浓度不得超过国家有关工作场所有害因素职业接触限值(化学有害因素)标准的规定;
3 甲醛水溶液储存间应保证通风良好;以储罐形式存放甲醛水溶液的甲醛水溶液储存间,其操作区应设排风罩,并应保证操作人员进入房间前能开启排风机;排风管应引向车间屋顶3.5m以上放空;
4 胶料调配间临时存放的化工原料,应保证置于通风、阴凉、干燥处;
5 为浸胶车间服务的化学品库、甲醛水溶液储存间和胶料调配间附近应设事故淋浴及洗眼器;
6 甲醛水溶液储存间环境应为爆炸性气体环境2区;
7 浸胶车间的胶料调配间,其爆炸性气体危险区域范围应符合下列规定:
1)以间-甲树脂反应槽的投料口为释放源,当机械通风等级为中级、有效性为一般时,在水平方向距间-甲树脂反应槽外壁1m,从释放源上方1m到操作地面范围内,并延伸到水平方向距间-甲树脂反应槽外壁2m,操作地面上高度1m的区域,应划为爆炸性气体环境1区;
2)水平方向距间-甲树脂反应槽外壁4m,操作地面上高度1m的非1区范围的区域,应划为爆炸性气体环境2区(图3.6.7)。
3.6.8 热媒系统空气冷却器四周应设隔离栏杆或警示牌。
3.6.9 涤纶短纤维工厂后处理车间散发湿热较大的设备上方应设置排除湿热蒸汽的设施。
3.6.10 生产车间应设置合理的疏散通道及疏散标志。
3.6.11 工厂噪声控制设计应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87 的有关规定,工作地点噪声声级的卫生限值应符合国家有关工作场所有害因素职业接触限值(物理因素)和工业企业设计卫生标准的规定。
3.6.12 涤纶工厂可燃、可爆和有毒物质参数可采用本规范附录A的数据。
4 工艺设备及布置
4.1 一般规定
4.1.1 工艺设备及布置应满足生产工艺和产品方案的要求。
4.1.2 与纺丝熔体直接接触的设备应采用不锈钢材质。
4.1.3 纺丝熔体经过的设备流道不得有死角,流道应进行抛光处理,粗糙度级别不应低于现行国家标准《表面粗糙度参数及数值》GB/T 1031中的 Ra3.2。
4.1.4 纺丝箱体和配套的热媒系统安装后应进行正压和负压试验。
4.1.5 纺丝箱体控温精度的允许偏差应为±1℃。
4.1.6 螺杆挤出机各区加热控温精度的允许偏差应为±1.5℃;螺杆挤压机熔体压力波动的允许偏差应为±0.5MPa。
4.1.7 纺丝的丝束冷却风装置应吹风均匀、风速稳定;长丝的侧吹风装置横向吹风速度级差应小于10%。
4.1.8 牵伸辊、热辊和卷绕机安装前应经动平衡试验合格。
4.1.9 与生产设备(部件)检维修相关的工作间宜就近布置,并应配置动力电源和公用工程管线接口,以及拆卸、组装、搬运和吊运工具。
4 工艺设备及布置
4.1 一般规定
4.1.1 工艺设备及布置应满足生产工艺和产品方案的要求。
4.1.2 与纺丝熔体直接接触的设备应采用不锈钢材质。
4.1.3 纺丝熔体经过的设备流道不得有死角,流道应进行抛光处理,粗糙度级别不应低于现行国家标准《表面粗糙度参数及数值》GB/T 1031中的 Ra3.2。
4.1.4 纺丝箱体和配套的热媒系统安装后应进行正压和负压试验。
4.1.5 纺丝箱体控温精度的允许偏差应为±1℃。
4.1.6 螺杆挤出机各区加热控温精度的允许偏差应为±1.5℃;螺杆挤压机熔体压力波动的允许偏差应为±0.5MPa。
4.1.7 纺丝的丝束冷却风装置应吹风均匀、风速稳定;长丝的侧吹风装置横向吹风速度级差应小于10%。
4.1.8 牵伸辊、热辊和卷绕机安装前应经动平衡试验合格。
4.1.9 与生产设备(部件)检维修相关的工作间宜就近布置,并应配置动力电源和公用工程管线接口,以及拆卸、组装、搬运和吊运工具。
4.2 设备选型
4.2.1 工艺主机设备和辅助设备应选用经过鉴定的定型产品,或经过生产实践证明是先进、可靠的设备。
4.2.2 通用型设备应选择性能良好的节能型产品,不得选用已淘汰的、能耗大的产品。
4.2.3 涤纶工业丝宜采用纺丝-牵伸-卷绕联合机。
4.2.4 长丝卷绕机宜选用与变频器一体的机型。纺速在4000m/min以下,卷绕头数在10头及以下,宜选择兔子头式自动切换高速卷绕头;纺速在4000m/min以上,宜选择拨叉式自动切换高速卷绕头。
4.2.5 帘子布捻线宜采用直捻机;帆布捻线宜采用环锭加捻机。
4.2.6 帘子布织布宜采用喷气织机;帆布织布宜采用剑杆织机或片梭织机。
4.2.7 帘子布或帆布浸胶烘干机宜采用直接加热型设备。
4.2.8 以聚酯瓶片为原料的再生涤纶纤维工厂的瓶片干燥装置可采用真空转鼓式干燥设备,或连续结晶干燥设备。
4.2.9 采用切片纺丝工艺的涤纶纤维工厂,切片的干燥宜采用连续结晶干燥设备。
4.2.10 采用熔体直接纺丝的熔体冷却器及其夹套热媒宜采用带翅片的空气冷却器冷却。
4.2.11 热媒输送泵宜采用屏蔽泵或磁力泵,也可采用密封性能良好的离心泵。
4.2.12 工业丝浸胶的胶料输送宜采用隔膜泵;甲醛输送和卸料泵宜采用屏蔽泵或磁力泵。
4.3 设备配置
4.3.1 工艺设备配置应符合涤纶工厂的设计公称能力、产品方案和工艺流程的要求。
4.3.2 主工艺设备和辅助工艺设备配置,应按产品方案、单台(套)设备生产能力及效率、设备使用频率及周期,经过计算确定。
4.3.3 生产差别化和多品种的涤纶生产线应配置相应的辅助设备。
4.3.4 连续运行的热媒泵应采用在线一用一备或多用一备的形式。
4.3.5 日产100t以上涤纶短纤维生产线的卷曲机应在线备一套卷曲头。
4.3.6 切片纺涤纶生产线的连续结晶干燥装置,宜采用多条纺丝线共用形式。
4.3.7 涤纶生产的纺丝计量泵、喷丝板、纺丝组件、牵伸辊、长丝卷绕机、熔体滤芯等,应根据不同规格型号,分别配置备台、备件。
4.3.8 涤纶长丝工厂宜根据生产规模,设一台或多台动平衡试验机。
4.3.9 大型涤纶工厂宜配置计量泵校验设备。
4.4 设备布置
4.4.1 设备布置应遵循适当集中、合理层高、减少能耗、方便操作、易于安装维护的原则。工艺设备布置还应兼顾其他专业设备对车间布置的要求。
4.4.2 工艺设备布置应保证生产过程在垂直方向和水平方向的连续性和最佳路径,应避免交叉运输。竖向布置应充分利用物料的重力和位差。
4.4.3 设备布置应保证设备之间、设备与建筑物之间的间距和净空高度满足设备的操作、安装、拆卸、检修的要求,并应为工艺管道、运输吊轨及空调的送、回风管道和电气、仪表的线缆槽架留出合理的安装空间。
4.4.4 纺丝设备应按系列平行布置,操作面应采用面对面方式。
4.4.5 熔体直接纺丝的大型涤纶长丝工厂的纺丝线布置,多种品种同时生产时,生产细旦产品的纺丝生产线宜布置在靠近熔体分配阀处,生产粗旦产品的纺丝生产线可布置在距离熔体分配阀较远处。
4.4.6 设备不得布置在土建变形缝上。
4.4.7 切片纺复合纤维的螺杆挤压机宜对称布置。
4.4.8 纺丝用热媒蒸发器应布置在纺丝箱体下方,气相热媒的凝液应能自流回热媒蒸发器。
4.4.9 设备布置应满足生产预留及发展的需要。
4.4.10 涤纶工业丝的浸胶设备及调配系统应布置在厂区全年最小频率风的上风侧。
4.4.11 车间内设备平面布置应有合理的工艺车辆存放区和运输通道。
5 工艺管道设计
5.1 一般规定
5.1.1 管道设计应符合工艺管道和仪表流程图以及管道规格书的要求。
5.1.2 管道设计应符合国家现行标准《工业金属管道设计规范》GB 50316和《石油化工管道设计器材选用通则》SH 3059的有关规定。
5.1.3 高温管道的柔性设计应符合现行行业标准《石油化工管道柔性设计规范》SH/T 3041的有关规定。
5.1.4 金属内压直管的壁厚应符合现行行业标准《石油化工管道设计器材选用通则》SH 3059的有关规定。
5.1.5 在液相、气相热媒管道系统的每个最高点应设排气管道;最低点应设排净管道。
5.1.6 工艺管道坡度宜按下列要求设计:
1 熔体夹套管的顺坡坡度不宜小于1.5%;
2 气相热媒管道的逆坡坡度不宜小于3%;
3 液相热媒低排管道的顺坡坡度不宜小于1%;
4 油剂输送管道的顺坡坡度不宜小于0.3%;
5 废水管道顺坡坡度不宜小于0.5%;
6 蒸汽冷凝水管道的逆坡坡度不宜小于0.5%。
5.1.7 高温或低温管道应采取绝热措施,并应符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264的有关规定。
5.1.8 采用熔体直接纺丝工艺的涤纶工厂,其一次热媒和二次热媒管道的设计应符合现行国家标准《聚酯工厂设计规范》GB 50492的有关规定。
5.1.9 工厂设计文件应规定特殊管道和管件的制作和检验要求。
5 工艺管道设计
5.1 一般规定
5.1.1 管道设计应符合工艺管道和仪表流程图以及管道规格书的要求。
5.1.2 管道设计应符合国家现行标准《工业金属管道设计规范》GB 50316和《石油化工管道设计器材选用通则》SH 3059的有关规定。
5.1.3 高温管道的柔性设计应符合现行行业标准《石油化工管道柔性设计规范》SH/T 3041的有关规定。
5.1.4 金属内压直管的壁厚应符合现行行业标准《石油化工管道设计器材选用通则》SH 3059的有关规定。
5.1.5 在液相、气相热媒管道系统的每个最高点应设排气管道;最低点应设排净管道。
5.1.6 工艺管道坡度宜按下列要求设计:
1 熔体夹套管的顺坡坡度不宜小于1.5%;
2 气相热媒管道的逆坡坡度不宜小于3%;
3 液相热媒低排管道的顺坡坡度不宜小于1%;
4 油剂输送管道的顺坡坡度不宜小于0.3%;
5 废水管道顺坡坡度不宜小于0.5%;
6 蒸汽冷凝水管道的逆坡坡度不宜小于0.5%。
5.1.7 高温或低温管道应采取绝热措施,并应符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264的有关规定。
5.1.8 采用熔体直接纺丝工艺的涤纶工厂,其一次热媒和二次热媒管道的设计应符合现行国家标准《聚酯工厂设计规范》GB 50492的有关规定。
5.1.9 工厂设计文件应规定特殊管道和管件的制作和检验要求。
5.2 管道布置
5.2.1 生产车间内工艺管道和其他专业的管道、管线应进行统筹规划,并合理安排其空间位置和走向。
5.2.2 生产车间内管道应集中布置,并应便于安装和维修;管道的法兰和焊接点应避免通过电机、电气柜和仪表盘的上空。
5.2.3 高温热媒管道应避免与仪表及电气的电缆线槽相邻敷设。相邻敷设时,其平行净距离不宜小于1m;当管道采用焊接且无阀门时,其平行净距离不宜小于0.5m;其交叉净距离不应小于0.5m。
5.2.4 进入生产车间管道上设置的计量仪表和阀门,安装位置应相对集中,且应便于操作、维护。
5.2.5 管道布置除应满足正常生产外,还应满足安装、吹扫、试压和开车、停车,事故处理以及分区检修时的要求。管道布置应做到整齐、美观,管道支吊架设计应牢固、合理。
5.2.6 高温热媒管道的布置,应使管道系统具有必要的柔性。
5.2.7 管道布置应避免出现垂直方向的U形弯曲。
5.2.8 管道布置不得妨碍设备、机泵以及电气、仪表的安装和检修。
5.2.9 室内管道除排水管道外,应采用架空或地上布置。
5.2.10 室内布置的管道不得穿过配电室、控制室。
5.2.11 厂区管线设计应结合公用工程设施的位置合理布置。
5.3 管道材质选择
5.3.1 熔体夹套管内管材质宜选用 0Cr18Ni9 的无缝不锈钢管;外管材质宜选用现行行业标准《化工装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求》HG 20537.3和《化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求》HG 20537.4中材质为0Cr18Ni9的焊接不锈钢管。
5.3.2 热媒输送管道材质应选用20#无缝钢管。
5.3.3 输送设计压力小于或等于1.6MPa,且设计温度在0℃~200℃的循环冷却水、工艺压缩空气、仪表压缩空气(车间干管)、氮气、蒸汽的管道,宜选用材质为Q235的焊接钢管。
5.3.4 输送设计压力大于1.6MPa,且设计温度大于200℃的蒸汽管道,应选用材质为20#的无缝钢管。
5.3.5 车间内的仪表压缩空气管道可选用材质为Q235的热镀锌焊接钢管,也可选用现行国家标准《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T 12771中材质为0Cr18Ni9的焊接不锈钢管。
5.3.6 输送软化水、除盐水、纺丝油剂和工艺废水的管道,可选用现行国家标准《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T 12771中材质为0Cr18Ni9的焊接不锈钢管。
5.3.7 输送聚酯切片的管道,应选用材质为0Cr18Ni9的无缝不锈钢管。
5.3.8 熔体夹套管外管上与热媒连接的短管,宜选用与外管相同的材质。
5.3.9 涤纶工业丝工厂浸胶车间的化学品流体输送,应选用材质为0Cr18Ni9的无缝不锈钢管。
5.4 特殊管道设计
5.4.1 熔体夹套管设计必须符合现行行业标准《夹套管施工及验收规范》FJJ 211的有关规定。
5.4.2 纺丝熔体经过的管道和管件必须无死角;内壁宜进行抛光处理,粗糙度级别不应低于现行国家标准《表面粗糙度参数及数值》GB/T 1031中的Ra3.2。
5.4.3 熔体夹套管内管弯头曲率半径宜选用管径的2.0倍~3.0倍。
5.4.4 内管公称直径大于或等于DN80的熔体夹套管,其内管外壁上宜焊热媒导流线或导流板。
5.4.5 纺丝熔体管道分支应采用熔体多通阀或熔体一进多出分配器;纺丝熔体管道的分支点前、后宜设静态混合器。
5.4.6 切片纺丝工艺生产长丝和复合长丝的熔体管道上应设置熔体过滤器;熔体直接纺丝工艺的熔体管道上,聚酯车间设有熔体最终过滤器时,纺丝车间的熔体管道上可不再设熔体过滤器;聚酯车间没有设熔体最终过滤器时,纺丝车间的熔体管道上应设熔体过滤器。
5.4.7 纺丝熔体管道设计在满足管道柔性的前提下应短捷。
5.4.8 生产相同产品的纺丝生产线,纺丝熔体管道设计宜对称等长布置。
5.4.9 聚酯切片输送管道和涤纶短纤维、废丝输送管道及其容器应采取防静电的接地措施,法兰间应采取铜线跨接,其管道弯头的曲率半径不应小于管径的5倍。
5.4.10 切片纺丝工艺靠自重下料的聚酯切片管道,其与垂直方向的夹角不应大于45°。
5.4.11 温度大于100℃的热媒管道宜采用波纹管密封阀门。
5.4.12 热媒管道除必须设置法兰处外,应采用焊接方式连接,在穿过通道和设备等上空时,不得有焊点。
5.4.13 与热媒循环泵连接、温度大于或等于200℃、管径大于或等于DN65的热媒管道应进行应力计算,并应充分利用管道走向的自然补偿。
5.4.14 气相热媒管道的水平管段应有逆流坡度。
5.4.15 对于特殊管件的制作和安装,应满足设计要求。
5.4.16 夹套管中的定位板、导流板、隔板的材质应与主管材质一致。
5.4.17 直接纺丝的熔体夹套管道和熔体冷却器的热媒循环系统,其一次热媒进、出管道在热媒循环管道上的管口中心距离不宜小于2m,且一次热媒进入管道应在返回管道的下游。
5.4.18 熔体夹套管的每个直管段上必须设置至少一组定位板;熔体夹套管的每个管架处应设置定位板。水平管道上的定位板,应保证其中一块定位板垂直安装。
5.5 管道安装及检验要求
5.5.1 熔体夹套管道的安装及检验应符合现行行业标准《夹套管施工及验收规范》FJJ 211的有关规定。
5.5.2 非夹套金属管道的安装及检验应符合国家现行标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236和《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》SH 3022的有关规定。
5.5.3 涤纶工厂的管道探伤应符合下列规定:
1 所有纺丝熔体夹套管的内管焊缝应进行100%的射线探伤检验,Ⅰ级合格;
2 所有夹套管内管的角焊缝和法兰焊缝应进行100%的着色检验,Ⅰ级合格;
3 所有夹套管的外管焊缝应进行不低于20%的射线探伤检验,Ⅱ级合格;
4 所有热媒管道的焊缝应进行不低于10%的射线探伤检验,Ⅱ级合格。
5.5.4 管道的射线探伤检验应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB 3323的有关规定。
5.5.5 管道的着色检验应符合现行行业标准《承压设备无损检测》JB/T 4730的有关规定。
5.5.6 管道安装前应对管道、管件、阀门按规定进行检验,并应在合格后再安装。
5.5.7 热媒管道不应以水作为介质进行压力试验。
5.5.8 熔体夹套管的内管必须经焊缝的射线探伤检验和着色检验合格后,再封入外套管中。熔体夹套管道安装和试压完成后,应进行热媒的热冲击试验。
5.5.9 熔体夹套管道和热媒管道必须进行泄漏性试验。
5.5.10 热媒管道焊接除应符合现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235的有关规定外,宜先用氩弧焊打底。
6 辅助生产设施
6.1 化 验 室
6.1.1 车间化验室宜设在有外墙并避免阳光直接照射的车间附房内,并应远离空调间、变电所、热力站等设施。
6.1.2 化验室应进行功能分区:天平室和烘箱间宜分别单独设在不同房间;化验台宜采用中央岛式化验台,并应与有窗外墙垂直布置。
6.1.3 天平室宜布置在不受外界气流干扰的房间内。
6.1.4 每个化验室应设置通风柜,并布置在靠墙或房间拐角处。
6 辅助生产设施
6.1 化 验 室
6.1.1 车间化验室宜设在有外墙并避免阳光直接照射的车间附房内,并应远离空调间、变电所、热力站等设施。
6.1.2 化验室应进行功能分区:天平室和烘箱间宜分别单独设在不同房间;化验台宜采用中央岛式化验台,并应与有窗外墙垂直布置。
6.1.3 天平室宜布置在不受外界气流干扰的房间内。
6.1.4 每个化验室应设置通风柜,并布置在靠墙或房间拐角处。
6.2 物 检 室
6.2.1 物检室应布置在主生产车间附房内,并靠近产品待检区。
6.2.2 物检室应远离振动和噪声较大的区域。
6.2.3 涤纶短纤维工厂可在全厂设一个物检室。
6.2.4 涤纶长丝工厂和涤纶工业丝工厂的纺丝车间应设物检室;涤纶长丝工厂也可在纺丝车间和加弹车间分别设物检室。
6.2.5 物检室应根据功能分区。染色和干燥区应靠外墙单独设一房间,并应设排风和排水设施;判色间应与染色间相邻;烘箱间、含油分析间、天平间宜分别单独布置;仪器检测间宜布置在物检室的中心区域,并应控制温度和相对湿度。
6.3 纺丝油剂调配间
6.3.1 纺丝油剂调配间宜设在纺丝车间一层附房内,并宜布置在厂房无阳光直接照射一侧。
6.3.2 纺丝油剂调配间内应设暖房或加热设施。
6.3.3 油剂调配设备宜布置在同一附房内。油剂高位槽应放在纺丝层。
6.3.4 纺丝油剂调配间宜合理规划桶装油剂的储存区和进、出路线。
6.4 纺丝组件清洗间
6.4.1 纺丝组件清洗间应布置在纺丝车间有外墙的附房内。上装式纺丝组件,宜设在熔体管道分配间或螺杆挤压机间附近的附房内;下装式纺丝组件,宜设在纺丝所在楼层附近的附房内。
6.4.2 喷丝板和纺丝计量泵清洗宜采用真空煅烧炉或三甘醇清洗炉;复合纤维喷丝板和分配板,宜采用三甘醇清洗炉清洗;组件外壳清洗可采用煅烧炉。
6.4.3 熔体过滤芯清洗宜采用水解炉或三甘醇清洗炉。
6.4.4 涤纶工厂的纺丝组件清洗不应采用三氧化二铝流化床和盐浴炉。
6.4.5 采用三甘醇清洗炉清洗纺丝组件,三甘醇废液应回收处理,不得直接排放。
6.4.6 采用真空煅烧炉清洗纺丝组件,其排气系统应设过滤或洗涤设施;采用三甘醇清洗炉清洗纺丝组件,其排气系统应设冷却器和阻火器。
6.4.7 三甘醇清洗炉的房间,以三甘醇清洗炉的炉盖法兰为释放源,当机械通风等级为中级、有效性为一般时,在水平方向距三甘醇清洗炉上盖法兰外沿2m、从释放源上方1m到楼面范围内的区域,应划为爆炸性气体环境2区。
6.4.8 纺丝组件清洗间的吊装用电动葫芦应符合下列规定:
1 真空煅烧炉宜采用电动葫芦;
2 当三甘醇清洗炉房间达不到机械通风等级为中级、有效性为一般的要求时,应采用防爆型电动葫芦,也可采用气动或手动葫芦。
6.4.9 纺丝组件清洗间应具备通风条件。
6.4.10 超声波清洗设备宜设在与组件清洗设备相邻的单独房间内。
6.4.11 喷丝板镜检室宜设在纺丝组件清洗间内无阳光直接照射的单独房间里。
6.4.12 涤纶工厂的熔体过滤芯异丙醇检验设施应靠外墙并单独布置。当机械通风等级为中级、有效性为良好时,在距异丙醇液槽外沿2m范围内、从地面到液槽上方排风设备之间的区域,应划为爆炸性气体环境1区。异丙醇检测槽上方应设局部排风系统。
6.4.13 组件清洗间应配置碱洗槽、水洗槽,并宜配置高压水冲洗设备。
6.5 热媒间(站)
6.5.1 纺丝车间应设热媒收集间,热媒接收槽容积应大于或等于车间热媒蒸发器总容积的30%;热媒收集间宜布置在纺丝生产车间一层的附房内,并应有对外的通风条件。
6.5.2 采用熔体直接纺丝工艺的涤纶工厂,热媒站应与聚酯装置合用,不应单独设置。
6.5.3 涤纶工业丝工厂浸胶车间的热媒站,宜布置在浸胶帘子布(帆布)干燥机附近。
6.5.4 燃煤和燃油热媒炉的烟气应达到国家以及工厂所在地政府规定的烟尘排放指标的要求后再排放。
6.6 原料库和成品库
6.6.1 涤纶工厂应设原料库、成品库、备品备件库等。
6.6.2 仓库应靠近主生产装置,且运输方便的位置。
6.6.3 涤纶工厂仓库设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
6.6.4 设置有浸胶车间的涤纶工业丝工厂应设计独立的化学品库。化学品库应设防冻和降温设施,并应保证干燥、通风,避免阳光直晒化学品。
6.6.5 涤纶工业丝工厂浸胶使用的甲醛,其贮存间宜设在浸胶车间一层有外墙并避免阳光直接照射的附房内。
6.6.6 涤纶短纤维生产在打包机后宜设产品中间库。
6.6.7 涤纶工业丝工厂的捻织车间内应设纬纱贮存间(区)。
6.7 维 修 间
6.7.1 涤纶工厂应设维修设施。
6.7.2 涤纶工厂的机修、仪修和电修可按中、小修配置人员和设备。
6.7.3 涤纶装置与聚酯装置合建在一起的企业,机修、仪修和电修人员和设备应统一配置。
6.7.4 涤纶工厂的纺丝车间和后加工车间应设保全维修间。长丝的卷绕保全间应靠近卷绕机室布置。
7 自动控制和仪表
7.1 一般规定
7.1.1 自控设计应符合安全可靠、经济合理、技术先进、操作维护方便的原则。
7.1.2 现场仪表及控制系统选型应根据工艺装置的规模、流程特点、操作控制要求等因素确定。
7.1.3 仪表选型应减少仪表的品种、规格。
7.1.4 爆炸和火灾危险场所的自控设计应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
7 自动控制和仪表
7.1 一般规定
7.1.1 自控设计应符合安全可靠、经济合理、技术先进、操作维护方便的原则。
7.1.2 现场仪表及控制系统选型应根据工艺装置的规模、流程特点、操作控制要求等因素确定。
7.1.3 仪表选型应减少仪表的品种、规格。
7.1.4 爆炸和火灾危险场所的自控设计应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
7.2 控制水平
7.2.1 涤纶工厂的主生产装置宜采用过程控制系统进行集中监视、控制和管理。
7.2.2 生产线的单机、整装单元设备宜随机配带控制单元,并应根据需要将主要信号传送到过程控制系统进行显示和报警。信号传输可采用硬接线或通讯总线。
7.2.3 转动设备的运行状态、故障报警应根据工艺要求引入过程控制系统显示、报警和控制。
7.2.4 丝束冷却风宜采用可编程序控制器、专用工控机或主生产装置的过程控制系统进行监控。
7.2.5 油剂调配、组件清洗、胶液调配,宜设置就地控制柜,可采用可编程序控制器或数显仪表对工艺过程进行就地手动/自动控制和监视。
7.2.6 环境空调宜单独设置控制系统,可采用可编程序控制器、专用工控机或数显仪表进行集中或就地监控。
7.3 主要控制方案
7.3.1 熔体直接纺丝工艺中的压力控制应通过控制熔体增压泵的转速实现;切片纺丝工艺中的压力控制应通过控制螺杆挤压机的转速实现。
7.3.2 熔体管道中熔体温度控制应通过控制熔体管道夹套中热媒的温度实现。
7.3.3 容积式输送泵的出口必须设置压力高限联锁停泵控制系统。
7.4 特殊仪表选型
7.4.1 熔体管道中熔体温度测量应采用特殊结构的三线制Pt100铂热温度计,其接触熔体部分的长度,宜根据管径大小确定为5mm~25mm。
7.4.2 熔体管道中熔体压力测量应采用高温膜片压力变送器,其测量膜片应与管道内表面平齐。
7.4.3 容积式输送泵出口用于保护设备的压力高限报警开关宜选用电接点压力表,接点形式应为接近感应式。对于熔体应采用高温膜片密封压力表。
7.4.4 切片料仓的料位宜采用音叉式或振动棒式料位开关。
7.4.5 热媒介质的控制阀宜选用波纹管密封气动薄膜调节阀。
7.4.6 仪表与工艺介质接触部分的材质,不应低于设备和管道的材质。
7.4.7 主要的现场仪表变送器宜选用带有HART通讯协议。
7.4.8 直接安装在机械设备上的一次仪表宜随机械设备配带。
7.5 控制系统配置
7.5.1 操作站的配置应符合下列要求:
1 应按操作区域、生产线、操作单元的划分配置操作站;
2 应按过程检测、控制点数及其复杂程度配置操作站;
3 操作站的显示器宜采用19″~22″液晶显示器;
4 操作站应配置操作员键盘、硬盘、光盘驱动器、鼠标或球标。
7.5.2 操作站不具备组态、编程功能时,控制系统应配备一台工程师站。
7.5.3 控制站应根据输入/输出点数进行配置,并可根据检测控制点的数量和分布情况选择控制室集中或现场分散的数据采集模式。
7.5.4 控制站的中央处理单元、电源模块、通讯系统、重要模拟控制回路的输入/输出卡应1:1冗余配置。
7.5.5 控制系统的输入/输出通道宜留有实际使用点10%~15%的备用通道,各种机柜(架)宜留有10%~15%的备用空间。
7.5.6 控制站的负荷应低于额定能力的70%,系统的通讯负荷应低于额定能力的60%。
7.5.7 操作站宜配置报警打印机和报表打印机各1台。
7.5.8 1min采样周期的历史数据贮存时间不应少于7d。
7.5.9 系统实时数据采集和处理周期应满足工艺要求。
7.5.10 主生产装置的过程控制系统应采用不间断电源供电。
7.6 控 制 室
7.6.1 控制室的设置应符合操作、管理方便,电缆敷设合理的原则。涤纶长丝装置宜设置一个控制室,涤纶短纤维装置宜设置纺丝和后处理两个控制室,涤纶工业丝装置纺丝、捻织和浸胶宜分开设置控制室。
7.6.2 主生产装置控制室应包括操作室和机柜室。装置规模较小时,操作室和机柜室或操作室和值班室可合用。
7.6.3 控制室应设置在安全和管理方便的区域。
7.6.4 纺丝、卷绕、后处理、浸胶的机柜室宜单独设置,控制室可共用。
7.6.5 操作室的面积应根据操作站的数量确定,两个操作站的操作室面积宜为40m2~50m2,每增加一个操作站应增加6m2~10m2。
7.6.6 操作站的显示屏应避免室外光线直接照射,操作台距墙应大于1.5m。
7.6.7 机柜室面积应根据机柜的尺寸和数量确定。背面开门的机柜距墙应大于1.5m,两列前后开门的机柜间净距离不应小于2.0m。机柜布置时,应使柜间电缆走向合理、交叉最少、距离最短。
7.6.8 控制室应采取静电防护措施,采用抗静电架空地板时,地板的架空高度宜为300mm~600mm。
7.6.9 控制室架空地板下宜设置电缆托盘,并应将电缆按种类分开敷设。
7.7 仪表安全措施
7.7.1 在有爆炸性危险环境内使用的电动仪表必须选用满足使用场所要求的防爆型仪表。
7.7.2 各种现场仪表开关、报警接点应为正常生产时闭合、故障或报警时断开。
7.7.3 联锁电磁阀应正常时得电、联锁时失电。
7.7.4 重要的安全联锁应采用硬接线联锁。
7.7.5 控制系统冗余的通讯电缆敷设时,应采用不同的敷设路径。
7.7.6 电缆应按信号种类分开敷设,在同一电缆槽中敷设时,应采用金属隔板分开。
7.7.7 仪表信号电缆与电力电缆的敷设间距应按国家现行的有关标准执行。
7.7.8 模拟信号电缆应采用屏蔽对绞电缆,开关接点信号电缆可采用总屏蔽电缆。
7.7.9 检测、控制回路的线芯截面应满足线路阻抗和线缆机械强度的要求。
7.7.10 仪表和控制系统的接地应符合现行行业标准《石油化工仪表接地设计规范》SH/T 3081和《仪表系统接地设计规定》HG/T 20513的有关规定。
7.7.11 热媒站、热媒炉的自控设计应符合国家现行标准的有关安全规定。
8 电 气
8.1 一般规定
8.1.1 电气设计应符合安全可靠、经济合理、技术先进、维护方便的要求。
8.1.2 电气设计应合理确定设计方案和变配电装置的布局,应采用成熟、有效的节能措施,推广节能技术和节能产品,降低电能损耗。
8 电 气
8.1 一般规定
8.1.1 电气设计应符合安全可靠、经济合理、技术先进、维护方便的要求。
8.1.2 电气设计应合理确定设计方案和变配电装置的布局,应采用成熟、有效的节能措施,推广节能技术和节能产品,降低电能损耗。
8.2 供 配 电
8.2.1 涤纶工厂纺丝连续生产装置和纺丝冷却风等生产用电负荷应为二级负荷;气体爆炸场所用于稀释爆炸介质浓度的通风机应为二级负荷;消防用电负荷应为二级负荷;其他用电负荷可为三级负荷。
8.2.2 涤纶工厂的两回路电源宜由电力系统不同母线段提供,每回路应能满足工厂连续性生产负荷和其他重要负荷的用电。
8.2.3 涤纶工厂的配变电所宜采用分段单母线接线。
8.2.4 变电所应装设两台及以上配电变压器。当其中一台变压器断开时,其余变压器的容量应能满足工厂全部二级负荷的用电。
8.2.5 涤纶工厂爆炸危险环境的电气设计,应符合下列规定:
1 三甘醇清洗炉、甲醛贮存间、胶料调配间调配槽、过滤器滤芯检验用异丙醇槽、短纤维电瓶车充电间(区)的爆炸危险环境区域,应按现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058和《爆炸性气体环境用电设备 第14部分:危险场所分类》GB 3836.14的有关规定划分,并应符合本规范第3.6节和第6.4节的有关规定;
2 涤纶工厂中主要可燃性气体的分级、分组,应符合下列规定:
1)三甘醇的分级、分组:ⅡAT2;
2)氢气的分级、分组:ⅡCT1;
3)联苯、联苯醚的分级、分组:ⅡAT1;
4)燃料油的分级、分组:ⅡAT3;
5)异丙醇的分级、分组:ⅡAT2;
6)甲醛的分级、分组:ⅡBT2。
3 爆炸危险环境电气装置的设计,应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
8.2.6 配电设备的防护等级应适合使用场所,并不应低于IP4X。
8.2.7 涤纶工厂设计应采取下列主要节能措施:
1 涤纶工厂设计应根据用电性质、用电容量,选择合理供电电压和供电方式;
2 变电所的位置应接近负荷中心、缩短供电半径,并应减少变压器级数;
3 用电设备的供电电压偏移值不应超过额定电压±5%;
4 单相用电设备应均匀地接在三相网络上,供电网络的电压不平衡度应小于2%;
5 功率因数应满足供电部门的规定。在提高自然功率因数的基础上,应合理设置集中与就地无功补偿设备;
6 配变电所内的配电、变电设备应配置相应的测量和计量仪表;
7 涤纶工厂电网接入处的谐波应符合现行国家标准《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549的有关规定。
8.3 照 明
8.3.1 涤纶工厂的疏散照明、安全照明、备用照明等应急照明系统,应由专用的馈电线路供电。
8.3.2 涤纶工厂应急照明系统可选用蓄电池作为备用电源。
8.3.3 涤纶工厂的照明及照明节能设计应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034的有关规定。
8.3.4 涤纶工厂爆炸危险环境的照明设计应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
8.4 防 雷
8.4.1 涤纶工厂的防雷设计应符合下列规定:
1 涤纶生产装置厂房应为第三类防雷建筑物;
2 公用工程厂房应为第三类防雷建筑物;
3 使用氢化三联苯或二芳基烷作为热媒的热媒站应为第三类防雷建筑物;使用联苯、联苯醚作为热媒介质的热媒站,应为第二类防雷建筑物。
8.4.2 涤纶工厂配变电所电力变压器高、低压侧,应设置避雷器或电涌保护器。
8.4.3 燃料油储罐的防雷设计应按现行国家标准《石油库设计规范》GB 50074的有关规定执行。
8.4.4 涤纶工厂建(构)筑物的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。
8.5 接 地
8.5.1 涤纶工厂的功能性接地、保护性接地、防静电接地、防雷接地、等电位联结接地等,宜共用同一接地装置。接地装置的接地电阻,应符合其中最小值的要求。
8.5.2 涤纶工厂的爆炸危险环境应采取静电防护措施。
8.5.3 静电防护措施应符合现行国家标准《防止静电事故通用导则》GB 12158的有关规定。
8.6 火灾自动报警
8.6.1 涤纶长丝生产装置、涤纶工业丝生产装置、涤纶短纤维生产装置火灾自动报警系统,应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定设置。
8.6.2 保护对象应按现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116的有关规定进行分级和设计火灾自动报警系统。
8.6.3 火灾自动报警与联动系统的设计,应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116的有关规定。
8.6.4 爆炸危险环境的火灾报警系统设计,应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
9 总平面布置
9.1 一般规定
9.1.1 涤纶工厂总平面布置应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定,并应满足现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565和国家现行有关安全、卫生防护、环境保护以及防洪等标准的要求。
9.1.2 涤纶工厂的厂址应符合区域规划或地区总体规划的要求。厂址与居住区的卫生防护距离应满足有关安全、卫生标准,并宜布置在居住区全年最小频率风向的上风侧。
9.1.3 厂区总平面布置应贯彻执行节约用地的方针,因地制宜,合理布置。
9.1.4 厂区总平面布置的建筑系数、容积率、绿地率等有关技术经济指标应符合国家及地方有关行政主管部门的规定。
9.1.5 厂区总平面布置应满足生产工艺流程的要求,功能分区应明确、合理,并按功能分区合理确定通道宽度。功能相近的建筑物和构筑物宜采用联合、多层布置。
9.1.6 厂区总平面布置宜根据工厂远期发展规划的需要,适当留有发展余地。
9 总平面布置
9.1 一般规定
9.1.1 涤纶工厂总平面布置应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定,并应满足现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565和国家现行有关安全、卫生防护、环境保护以及防洪等标准的要求。
9.1.2 涤纶工厂的厂址应符合区域规划或地区总体规划的要求。厂址与居住区的卫生防护距离应满足有关安全、卫生标准,并宜布置在居住区全年最小频率风向的上风侧。
9.1.3 厂区总平面布置应贯彻执行节约用地的方针,因地制宜,合理布置。
9.1.4 厂区总平面布置的建筑系数、容积率、绿地率等有关技术经济指标应符合国家及地方有关行政主管部门的规定。
9.1.5 厂区总平面布置应满足生产工艺流程的要求,功能分区应明确、合理,并按功能分区合理确定通道宽度。功能相近的建筑物和构筑物宜采用联合、多层布置。
9.1.6 厂区总平面布置宜根据工厂远期发展规划的需要,适当留有发展余地。
9.2 总平面布置
9.2.1 生产厂房宜布置在厂区中部,辅助生产设施及公用工程设施宜靠近生产厂房或负荷中心布置。
9.2.2 采用切片纺丝工艺时,切片库宜靠近生产厂房的干燥、纺丝车间。采用熔体直接纺丝时,纺丝车间应靠近聚酯车间布置。
9.2.3 涤纶长丝、涤纶工业丝及涤纶复合长丝工厂的成品库,宜靠近生产厂房的分级包装间布置,涤纶短纤维工厂的成品库宜靠近生产厂房的打包间布置,且宜靠近厂区主要货流出入口。
9.2.4 热媒站及污水(预)处理站宜布置在厂区全年最小频率风向的上风侧,污水(预)处理站尚宜靠近厂区排水出口位置。厂区变电站(降压站)应布置在进线方向的厂区边缘处。
9.2.5 厂区总平面布置应合理组织人流与货流。厂区出入口不应少于2个,并宜人、货分流。大中型涤纶工厂的出入口宜位于厂区的不同方位。
9.2.6 厂区通道宽度应根据建(构)筑物防火间距、消防车道、货物运输与装卸、地上与地下工程管线、大型设备吊装与检修、挡土墙与护坡以及厂区绿化等要求合理确定,并宜紧凑布置。
9.2.7 厂区道路宜为城市型、环状布置,消防车道应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。道路的路面结构、道路宽度、道路纵坡及路口转弯半径等均应满足所使用车辆的行驶要求。仓库区域宜设置停车场或装卸区。
9.2.8 厂区系统管线的管架宜采用纵梁式管架,也可采用独立式管架。
9.3 竖向布置
9.3.1 厂区竖向布置应满足防洪标准及防涝的要求,并应使厂区雨水能够及时排除。
9.3.2 厂区竖向布置宜采用平坡式,场地平整宜采用连续式。在山区建厂或困难情况时也可采用阶梯式布置。
9.3.3 厂内道路设计标高应与厂外道路相适应,并合理衔接,厂区出入口道路宜略高于厂外道路。
9.3.4 厂区内场地平整标高应根据防洪、防涝、厂外道路与场地现有高程,减少土(石)方工程量以及挖填基本平衡等因素确定。
9.3.5 厂区内设铁路专用线或水运码头,应与有关主管部门协调,合理确定铁路或码头的设计标高。
10 建筑、结构
10.1 一般规定
10.1.1 涤纶工厂生产厂房和辅助生产设施的建筑、结构设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。建设在湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土等地区的厂房,应符合国家现行有关标准的规定。
10.1.2 建筑、结构设计应满足生产工艺要求,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
10.1.3 建筑、结构设计应根据需要和可能采用成熟可靠的新材料、新技术,合理利用地方材料和工业废料,满足所在地区建设及节能等方面的要求。
10 建筑、结构
10.1 一般规定
10.1.1 涤纶工厂生产厂房和辅助生产设施的建筑、结构设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。建设在湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土等地区的厂房,应符合国家现行有关标准的规定。
10.1.2 建筑、结构设计应满足生产工艺要求,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
10.1.3 建筑、结构设计应根据需要和可能采用成熟可靠的新材料、新技术,合理利用地方材料和工业废料,满足所在地区建设及节能等方面的要求。
10.2 生产厂房
10.2.1 生产厂房建筑结构形式宜采用现浇钢筋混凝土框架结构,单层厂房宜采用现浇或预制钢筋混凝土排架结构,也可采用钢结构。厂房建筑结构的安全等级应为二级,建筑抗震设防类别宜为标准设防类,简称丙类,地基基础设计等级可为丙级。生产厂房的耐火等级应为一、二级,屋面防水等级宜为Ⅱ级。
10.2.2 生产厂房的设备荷载应按设备条件确定,并应依据动荷载的影响作计算。楼面安装、维修荷载的数值和范围应与重型设备的运输路线相适应,外墙应根据安装运输路线预留必要的供大型设备运入的安装孔。非设备区的楼面等效均布活荷载,主梁可按4.0kN/m2~5.0kN/m2计算,板及次梁可按6.0kN/m2~7.0kN/m2计算。
10.2.3 生产厂房的体型宜简单,平面设计宜规整、紧凑,应合理布置、充分利用空间;剖面设计宜避免错层、减少层高的种类;立面设计宜简洁。
10.2.4 生产厂房与辅助生产设施宜紧凑布置,或组成联合厂房。组成联合厂房时,应妥善处理防火、采光、屋面排水、振动和建筑结构构造。
10.2.5 生产厂房宜充分利用自然光,天然采光设计宜符合现行国家标准《建筑采光设计标准》GB/T 50033的有关规定。
10.2.6 严寒地区、寒冷地区及夏热冬冷地区,室内相对湿度较高的涤纶短纤维后加工车间、涤纶工业丝浸胶车间等,应对厂房进行建筑围护结构防结露验算,并采取有效的防结露措施。
10.2.7 对于有一定温、湿度要求的涤纶纺丝车间、卷绕间、平衡间、涤纶工业丝捻织车间、加弹车间及毛条车间等,围护结构传热系数限值应符合本规范第12章的有关规定。
10.2.8 对于噪声较大且操作人员较多的涤纶工业丝捻线和织布车间等,宜采取吸声减噪措施,并应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87和有关工业企业设计卫生标准的规定。
10.2.9 下列生产车间(部位)的地面应采用易于清洁、耐压及耐磨的材料:
1 涤纶长丝纺丝车间的卷绕间、分级包装间;
2 涤纶短纤维车间的落桶间、集束间、打包间、中间库;
3 涤纶工业丝纺丝车间的卷绕间、分级包装间;
4 加弹车间;
5 捻织车间的中间库、捻线间、织布间。
10.2.10 涤纶短纤维车间后加工从集束至卷曲机的地面应做防滑地面。
10.2.11 生产厂房内应满足原料及半成品、成品的运输要求。门的数量、位置、尺寸、开启方式及方向等,均应与运输工具相适应。
10.2.12 位于楼层的空调机房的楼板应采取排水和防水措施。
10.2.13 生产厂房内的沟道布置在满足生产要求的情况下,应减少沟道的长度、深度、交叉和避开设备基础,并应根据沟道的使用要求和地下水位情况,采取沟道防水或防渗措施。
10.3 生产厂房附房
10.3.1 生产性附房的设备荷载应根据设备条件确定,其他附房的活荷载宜按将来可改造为生产性附房确定。
10.3.2 生产厂房内的辅助生产、生活和行政管理用房宜靠近所服务的车间,并应布置合理、使用方便。
10.3.3 车间办公室、休息室、饮水室、餐室、更衣室、厕所等管理及生活用房,可根据有关工业企业设计卫生标准的规定和工厂实际需要设置。
10.3.4 房间长度大于7.0m的高压开关室和低压配电室,应在两端各设1个出口。楼地面应采用易于清洁的材料,也可采用抗静电架空地板。采用电缆沟布线时,应采取防止小动物、地下水或地表水进入电缆沟内的措施。
10.3.5 房间长度大于15.0m的控制室,应在两端各设1个出口,楼地面宜采用抗静电架空地板。
10.3.6 化验室外窗不宜采用有色玻璃,门应向人员疏散方向开启,楼地面和墙面应采用易于清洁的材料,楼地面应采取排水和防水措施。
10.3.7 物检室的检测间及组件清洗间内必要时设置的计量泵校验间,围护结构热工设计应满足工艺及暖通专业要求。其楼地面和墙面应采用易于清洁的材料,并采取防尘措施。
10.3.8 油剂调配间的地面应易于清洁、防滑,并应有良好的排水措施。
10.3.9 纺丝车间热媒收集槽间应至少设一个直通室外的安全出口。
10.3.10 当管理及生活附房集中设置时,围护结构热工设计应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的有关规定。
10.4 厂区工程
10.4.1 厂区辅助生产设施可两项或数项合并设置。
10.4.2 厂区辅助生产设施建筑的结构形式,可采用钢筋混凝土框架、钢筋混凝土排架、砌体结构或钢结构。其平面设计应紧凑、规整、柱网简单。建筑物耐火等级应为一、二级。屋面防水等级不应低于Ⅲ级。
10.4.3 涤纶工厂的原料库、成品库及备品备件库计算面积利用系数可为0.5~0.6。仓库的高度应满足货物堆高和装卸、运输要求。仓库地面应采用易于清洁及耐压、耐磨的材料。其外门应满足通行运输车辆的要求,并应便于管理。原料及成品仓库宜有良好的自然通风与采光。
10.4.4 涤纶工业丝化学品库应有良好的自然通风,避免阳光直射,并应根据储存化学品的物理、化学性质,采取保温(或降温)措施。甲醛储存间应按本规范第10.5.7条的规定采取防爆措施。
10.4.5 燃煤热媒站厂房可采用开敞或半开敞式钢结构,也可采用钢筋混凝土排架结构。燃油(燃气)热媒站可露天布置。
10.5 建筑防火、防爆、防腐蚀
10.5.1 涤纶工厂的生产厂房(含附房)及全部辅助生产设施的建筑防火设计,均应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
10.5.2 涤纶长丝、涤纶短纤维、涤纶工业丝、涤纶复合纤维及其他涤纶产品生产的火灾危险性应为丙类。原料仓库、成品仓库储存物品的火灾危险性应为丙类。
10.5.3 生产厂房内附设原料库或成品(中间)库时,应采用防火墙和耐火极限不低于1.50h的楼板与生产车间隔开,防火墙上的门应为甲级防火门。生产车间与原料库或成品(中间)库应划分为各自独立的防火分区,并应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
10.5.4 生产火灾危险性为丙类可燃液体的车间或附房,应采用耐火极限不低于2.50h的不燃烧体隔墙和1.00h的楼板与生产车间隔开,隔墙上的门应为乙级防火门。
10.5.5 生产厂房防火分区最大允许建筑面积应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。涤纶长丝、涤纶短纤维、涤纶工业丝纺丝车间上下楼层为不同的防火分区时,被纺丝甬道贯穿的楼板可不做防火封堵,但应同时满足下列要求:
1 生产厂房的建筑耐火等级应为一级;
2 生产厂房与附房之间应用耐火极限不低于2.50h的不燃烧体隔墙和1.50h的楼板隔开,隔墙上的门应为甲级防火门;
3 每层均应有2个或2个以上分散布置的安全出口,疏散距离及总净宽应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
10.5.6 生产厂房安全疏散应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。涤纶长丝、涤纶短纤维、涤纶工业丝纺丝车间,当有多个防火分区相邻布置,并采用防火墙分隔时,每个防火分区可利用防火墙上通向相邻防火分区的甲级防火门作为辅助安全出口,但应同时满足下列要求:
1 生产厂房的建筑耐火等级应为一级;
2 生产厂房与附房之间应用耐火极限不低于2.50h的不燃烧体隔墙和1.50h的楼板隔开,隔墙上的门应为甲级防火门;
3 每个防火分区均应有2个或2个以上分散布置的安全出口,疏散距离及总净宽应符合国家有关防火标准的规定。
10.5.7 涤纶生产厂房的热媒收集间、三甘醇清洗间、三甘醇储存间,涤纶工业丝浸胶车间的胶料调配间等应靠外墙布置,并应将其与生产厂房其他部分之间用耐火极限不低于2.50h的不燃烧体隔墙和1.00h的楼板隔开,隔墙上的门应为乙级防火门,地面应采用不发生火花的材料。涤纶工业丝浸胶车间的甲醛储存间应靠外墙布置,外墙应设泄压设施,泄压面积应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565标准的规定。甲醛储存间与车间之间的隔墙应用防爆墙和耐火极限不低于1.50h的楼板隔开,地面应采用不发生火花的材料。
10.5.8 建筑防腐蚀设计应贯彻以预防为主的方针,应采取防止设备跑、冒、滴、漏的措施,并在设计文件中要求加强对设备的日常管理、维护工作。
10.5.9 建筑防腐蚀设计应根据腐蚀性介质的种类、pH值、浓度、温度及使用环境相对湿度等条件,合理确定防腐蚀的部位、范围、材料及做法。
10.5.10 有腐蚀性介质的生产宜相对集中,并宜靠建筑物的外墙布置。
10.5.11 涤纶生产的组件清洗间、涤纶短纤维生产的后加工间、涤纶工业丝生产的浸胶间,以及化学品库、污水(预)处理站等有腐蚀性介质的建筑物或构筑物,应采取防腐蚀措施,并宜设置自然通风或机械排风设施。
10.5.12 输送腐蚀性液体的地下管道应布置在管沟内。
10.5.13 建筑防腐蚀设计应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。
11 给水排水
11.1 一般规定
11.1.1 给水排水管道的平面布置与埋深应根据工厂地形、工程地质、总平面布置、地下水位、冰冻深度、管道材料、施工条件等因素确定。
11.1.2 各车间给水排水管道的进、出口方位应按生产工艺要求,结合全厂给水排水管道的布置确定,应减少进、出口接管的数量,并应缩短管道的长度。
11.1.3 给水排水管道不得穿过设备基础,不宜穿过建筑物的变形缝。如需穿过时,应采取防止管道被损坏的措施。给水排水管道穿过承重墙或建筑物基础时,应预留孔洞或设置套管。管顶上部净空不应小于建筑物的沉降量,且不应小于0.1m。
11.1.4 室内给排水管道不得穿过变配电室、控制室。生活、生产和消防给水管道宜明敷。生产给水管道宜与工艺管道共架布置。消防给水管道宜单独敷设,并应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
11.1.5 下列管道应进行防腐处理:
1 埋地敷设金属管道的外壁;
2 架空敷设的碳钢管道的外壁。
11 给水排水
11.1 一般规定
11.1.1 给水排水管道的平面布置与埋深应根据工厂地形、工程地质、总平面布置、地下水位、冰冻深度、管道材料、施工条件等因素确定。
11.1.2 各车间给水排水管道的进、出口方位应按生产工艺要求,结合全厂给水排水管道的布置确定,应减少进、出口接管的数量,并应缩短管道的长度。
11.1.3 给水排水管道不得穿过设备基础,不宜穿过建筑物的变形缝。如需穿过时,应采取防止管道被损坏的措施。给水排水管道穿过承重墙或建筑物基础时,应预留孔洞或设置套管。管顶上部净空不应小于建筑物的沉降量,且不应小于0.1m。
11.1.4 室内给排水管道不得穿过变配电室、控制室。生活、生产和消防给水管道宜明敷。生产给水管道宜与工艺管道共架布置。消防给水管道宜单独敷设,并应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
11.1.5 下列管道应进行防腐处理:
1 埋地敷设金属管道的外壁;
2 架空敷设的碳钢管道的外壁。
11.2 给 水
11.2.1 给水系统的划分应根据生产、生活和消防等各项用水对水质、水温、水压和水量的要求,分别设置直流、循环或重复利用的管道系统。
11.2.2 涤纶生产所需的生产用水、除盐水、循环冷却水的水质、水温、水压和水量,应根据生产工艺的要求确定。全厂新鲜水的总用水量,应根据生活用水量、生产用水量、除盐水制备用水量、循环冷却水和冷冻水的补充水量、公用设施用水量及未预见用水量之和计算,未预见用水量可按10%~15%计算。总用水量应结合用水同时使用情况计算。
11.2.3 涤纶工厂循环冷却水的浓缩倍数不宜小于3倍,并应设置水质稳定处理设施。
11.2.4 全厂水的重复使用率不应小于95%。
11.2.5 各给水系统设计流量应按最高日最大小时用水量确定,支管道设计宜按秒流量计算。管道设计压力应按设计流量及最不利点所需压力,结合管网布置,经计算确定。当采用生产、消防合用给水系统时,尚应按消防时的合并流量、压力进行复核。
11.3 排 水
11.3.1 排水系统应根据生产、生活排水的污水性质、水量等特点,按质分类、清污分流,合理划分排水系统。
11.3.2 排水量应按下列规定确定:
1 生产污水系统的设计排水量,应为连续排水量和同时发生的最大小时的间断排水量与未预见排水量之和。未预见小时排水量,应按连续排水量和同时发生的最大小时间断排水量之和的10%~20%计算。当采用清洁废水与雨水合流排水系统时,其设计流量应为清洁废水设计最大小时流量与设计雨水量之和;
2 生活污水系统的设计排水量,宜按生活用水的设计小时用水量的90%计算。
11.3.3 设备排水不宜直接与重力流管道相连接,应在其排出口以下部位设置水封装置,水封高度不得小于50mm。
11.3.4 空调机组排水宜采用金属排水管道,当排水管道敷设在楼板下时宜做防结露保温层。
11.3.5 生产污水应根据水质、水温选择排水管道材质。
11.4 污水处理
11.4.1 涤纶工厂浓废油剂应回收处理,生产中产生的油剂废水宜预处理后再与其他生产污水合并处理。
11.4.2 涤纶帘子布生产所产生的浸胶废水应预处理后再与其他生产污水合并处理。
11.4.3 污水处理设计应符合现行国家标准《纺织工业企业环境保护设计规范》GB 50425和有关环境保护标准的规定。
11.5 消防设施
11.5.1 涤纶工厂的消防设施应根据其生产和储存物品的火灾危险性分类以及建筑物的耐火等级等因素,设置消火栓给水系统、自动喷水灭火系统等。涤纶短纤维车间不得采用大跨度水幕代替防火隔墙。
11.5.2 室内外消防给水系统的设置应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565和《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定,自动喷水灭火系统的设置应符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的有关规定。
11.5.3 涤纶帘子布生产用浸胶机的烘干段宜采用蒸汽灭火系统。
11.5.4 涤纶工厂各建筑物灭火器配置,应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的有关规定。
12 采暖、通风和空气调节
12.1 一般规定
12.1.1 采暖、通风和空气调节设计除应执行本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
12.1.2 防烟排烟设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
12.1.3 涤纶工厂生产车间的室内温、湿度计算参数应根据工艺要求确定。工艺无特殊要求时,可按表12.1.3-1~表12.1.3-3设计。
12.1.4 丝束冷却风的温度与相对湿度计算参数应根据工艺要求确定。工艺无特殊要求时,可按表12.1.4设计。
12 采暖、通风和空气调节
12.1 一般规定
12.1.1 采暖、通风和空气调节设计除应执行本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
12.1.2 防烟排烟设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
12.1.3 涤纶工厂生产车间的室内温、湿度计算参数应根据工艺要求确定。工艺无特殊要求时,可按表12.1.3-1~表12.1.3-3设计。
12.1.4 丝束冷却风的温度与相对湿度计算参数应根据工艺要求确定。工艺无特殊要求时,可按表12.1.4设计。
12.2 采 暖
12.2.1 累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数大于或等于90d的地区,室内经常有人停留或工艺对室温有要求的生产厂房与附房宜采用集中采暖。其他地区,工艺对室内温度有特殊要求的生产厂房与附房可采用集中采暖。
12.2.2 集中采暖应首先利用生产余热。
12.2.3 下列情况之一,应采用热风采暖:
1 由于防火、防爆和卫生要求必须采用全新风的热风采暖时;
2 采用其他采暖方式不能满足要求时;
3 能与机械通风系统合并时;
4 利用循环空气采暖经济合理时。
12.2.4 设置热风采暖的房间,当生产间断运行且需值班采暖时,宜采用热风与散热器的联合采暖。
12.2.5 散热器表面温度较高可能引发烫伤事故时,应采取防护措施。
12.3 通 风
12.3.1 通风设计宜采用自然通风,当自然通风不能满足要求时,可采用自然与机械的联合通风或机械通风。
12.3.2 建筑物内散发余热、余湿或有害物质的生产过程与设备,宜采用局部通风,当局部通风不能满足要求时,应辅以全面排风或采用全面排风。
12.3.3 室内气流组织,不应使含有大量热、湿或有害物质的空气流入没有或仅有少量热、湿或有害物质的人员活动区域,且不应破坏局部排风系统的正常工作。
12.3.4 排放空气应符合现行国家标准《大气污染物综合排放标准》GB 16297的有关规定。
12.3.5 爆炸性气体危险场所,应满足爆炸性气体危险区域划分所需的通风条件,通风系统应采取防爆安全措施,并应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
12.3.6 在本规范第3.6.7条规定的场所,通风系统应采取防毒安全措施,并应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的有关规定。
12.3.7 设置集中采暖且有机械排风的房间,当采用自然补风不能满足要求或在技术经济上不合理时,宜设置机械送风系统。设置机械送风系统时,应进行风量平衡及热量平衡计算。
12.3.8 产生凝液的排风系统,应采取排凝措施。
12.3.9 涤纶长丝工厂生产车间,当工艺无特殊要求时,通风可按下列规定设计:
1 纺丝车间的熔体分配间、切片干燥间、螺杆挤压机间可采用自然通风或机械通风;
2 纺丝车间的卷绕间及加弹车间应根据工艺的要求设置局部排风排除油雾。
12.3.10 涤纶短纤维工厂生产车间,当工艺无特殊要求时,通风可按下列规定设计:
1 纺丝车间的熔体分配间、切片干燥间、螺杆挤压机间可采用自然通风或机械通风;
2 后处理车间的热辊牵伸机、蒸汽加热箱、紧张热定型机等设备或区域应设置局部排风;松弛热定型机等的设备排风应接至室外。操作岗位或区域宜设置局部送风。
12.3.11 涤纶工业丝工厂生产车间,当工艺无特殊要求时,通风可按下列规定设计:
1 纺丝车间的熔体分配间、切片干燥间、螺杆挤压机间可采用自然通风或机械通风;
2 纺丝车间的卷绕间应根据工艺的要求设置局部排风排除油雾;
3 浸胶车间的上胶区与干燥机顶部应采用自然通风或机械通风。
12.3.12 涤纶工厂辅助生产设施,当工艺无特殊要求时,通风可按下列规定设计:
1 组件清洗间应设置机械通风。异丙醇检验装置应设置局部排风;
2 热媒间、热媒收集间及油剂调配间应采用自然通风或机械通风;
3 涤纶短纤维工厂盛丝桶搬运车的电瓶充电场所应采用自然通风或机械通风;
4 涤纶工业丝工厂浸胶车间的胶料调配间应采用机械通风;间-甲树脂反应槽投料口的上方应设局部排风;
5 涤纶工业丝工厂浸胶车间的甲醛贮存间应采用机械通风。采用储罐贮存时,操作区应设局部排风。通风机的控制电器,应设置在甲醛贮存间外便于操作处。
12.4 空气调节
12.4.1 涤纶工厂下列情况之一,应设置空气调节:
1 丝束冷却风;
2 采用采暖通风不能满足工艺要求的厂房与附房;
3 采用采暖通风不能满足卫生要求的生产岗位或区域。
12.4.2 在满足工艺要求和卫生要求的条件下,应减少空气调节的范围。当采用局部或局部区域空气调节能满足要求时,不应采用全室性空气调节。
12.4.3 因工艺要求而设置的空气调节应采用空气调节室外计算参数。因卫生要求而设置的空气调节宜采用采暖室外计算温度和夏季通风室外计算参数。
12.4.4 围护结构的最大传热系数与最小传热阻应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的有关规定。
12.4.5 空气调节的负荷计算应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的有关规定。空气调节区域得热量以全天连续运行的设备与管道等的散热为主时,因围护结构的得热形成的冷负荷,可采用简化方法计算确定。
卷绕间的负荷计算,应计入丝束冷却风带入卷绕间的热量和湿量。
12.4.6 变频器室、控制室等电气仪表用房宜单独设置空气调节系统。
12.4.7 丝束冷却风系统的设计应符合下列规定:
1 各纺丝位的丝束冷却风量及其波动范围应满足工艺要求;
2 纺丝甬道内的空气流动方向与流量应根据工艺要求确定;
3 丝束冷却风系统宜按工艺生产线设置;
4 丝束冷却采用封闭方式时,丝束冷却排风应设置独立的排风系统,排风系统应设置风量调节装置;
5 含有油雾的空气不宜回至丝束冷却风系统;
6 涤纶短纤维工厂的丝束冷却风不应回用。
12.4.8 因卫生要求而设置的空气调节与条件允许的工艺性空气调节,当可用新风作冷源时,全空气空气调节系统应最大限度地使用新风。
12.4.9 处理含有油雾空气的空气处理装置,其排水应接至生产废水系统。
12.4.10 纺丝间操作区的送风不得干扰纺丝窗的冷却风气流,且不应直接吹向纺丝箱体。
12.4.11 涤纶长丝工厂加弹车间丝筒架处的风速不宜大于0.25m/s。
12.4.12 生产车间的空气处理装置宜设置喷水室。
12.4.13 除丝束冷却风与物检室外,空气处理不宜采用冷、热抵消的再热方式。
12.4.14 丝束冷却风系统应设置风量调节装置。
12.4.15 丝束冷却风的空气处理装置,其末级空气过滤器对于大于或等于1μm的大气尘计数效率应符合工艺要求。
12.4.16 空气调节系统宜采用自动控制。丝束冷却风系统和物检室检测间的空气调节系统应采用自动控制。
12.5 设备、风管及其他
12.5.1 空气处理装置布置在楼层时,楼板应采取防水、防结露措施。
12.5.2 采用喷水室处理空气时,喷水泵不宜少于2台,其总出水能力应满足最大喷水量。
12.5.3 丝束冷却风系统的空气处理装置与风管应符合下列规定:
1 空气处理装置宜采用金属壳体,末级空气过滤器与其后部的设备和风管应采用耐腐蚀、不起尘的材料制作;
2 空气处理装置的送风机室与末级空气过滤段应设置2道密封门;
3 空气处理装置的不间断运行时间宜与工艺设备的检修期相适应。
附录A 涤纶工厂可燃、可爆、有毒物质数据
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的;
正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《建筑设计防火规范》GB 50016
《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019
《建筑采光设计标准》GB/T 50033
《建筑照明设计标准》GB 50034
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
《通用用电设备配电设计规范》GB 50055
《建筑物防雷设计规范》GB 50057
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058
《石油库设计规范》GB 50074
《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084
《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87
《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116
《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140
《工业企业总平面设计规范》GB 50187
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236
《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264
《工业金属管道设计规范》GB 50316
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343
《纺织工业企业环境保护设计规范》GB 50425
《纺织工业企业职业安全卫生设计规范》GB 50477
《聚酯工厂设计规范》GB 50492
《纺织工程设计防火规范》GB 50565
《表面粗糙度参数及数值》GB/T 1031
《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323
《爆炸性气体环境用电设备 第14部分:危险场所分类》GB 3836.14
《防止静电事故通用导则》GB 12158
《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T 12771
《一般用压缩空气质量等级》GB/T 13277
《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549
《大气污染物综合排放标准》GB 16297
《有机热载体炉》GB/T 17410
《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》SH 3022
《石油化工管道柔性设计规范》SH/T 3041
《石油化工管道设计器材选用通则》SH 3059
《石油化工仪表接地设计规范》SH/T 3081
《仪表系统接地设计规范》HG/T 20513
《化工装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求》HG 20537.3
《化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求》HG 20537.4
《夹套管施工及验收规范》FJJ 211
《承压设备无损检测》JB/T 4730
中华人民共和国国家标准
涤纶工厂设计规范
GB 50508-2010
条文说明
制定说明
《涤纶工厂设计规范》GB 50508-2010,经住房和城乡建设部2010年5月31日以第605号公告批准发布。
涤纶作为最大的化纤品种,应用领域广泛,其包括的产品及工艺流程也较多,为满足各类涤纶工厂设计需要,在编制过程中广泛征求了有关涤纶工厂生产、设计、施工方面专家的意见,有重点地到国内一些涤纶生产骨干企业进行了调研,并查阅了大量国家或行业的相关标准、规范,以及技术文献资料,收集、总结了设计和生产实践中积累的经验和设计数据,最后经主管部门组织审查定稿。
编制本规范遵循的主要原则是:贯彻国家有关的法律、法规和方针政策,广泛吸收涤纶工程建设和生产实际经验,体现节能降耗、环境保护、安全生产、技术进步方面的成果,规定的措施明确具体、切合实际,使规范具有可操作性和指导性。由于节能、环保、职业安全卫生与技术措施紧密相连,原则上在相关的技术章节中反映,而不单列章节。
本规范根据目前国内骨干涤纶生产企业的实际情况,对常规涤纶产品的不同品种,分别规定了主要原料聚酯的消耗指标。所列消耗指标为目前国内涤纶生产企业的中上水平。而差别化产品的聚酯原料消耗值相差很大,因此,未对涤纶差别化产品原料消耗值进行规定。
由于涤纶产品种类众多,不同产品的能耗指标相差很大。即使同一类产品也因旦数和单丝纤度不同、设备不同以及设备新旧程度不同,其能耗指标也相差较大。另外,同一产品由于不同的原料消耗,或车间空调设置情况不同,或生产线设备配置不同,其单位产量能耗也不同。目前大部分生产企业的能量消耗是采用全厂计量,仅作为对外结算电费的依据,各生产装置或车间未进行单独计量,单位产品能耗是分摊的。因此,对生产不同品种的产品,其数据不仅相差较大,同时也是不准确的。如果在规范中单独列出某种产品的能耗指标,既不易考核,又无法操作。因此在本规范中来能列出单位产品的能耗指标,有待于进一步总结经验,今后修订时补充。
本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握正文规定的参考。
1 总 则
1.0.1 涤纶是化学纤维中产量最大的品种,占化学纤维总量的3/4以上,新建、扩建和改建项目较多,涉及面广,需要统一工程设计技术要求,促进设计工作规范化。以前虽有纺织行业标准《涤纶长丝工厂工艺设计技术规定》FJJ 106-87、《涤纶短纤维工厂工艺设计技术规定》FJJ 101-86和《涤纶厂化验、物检工艺设计技术规定(试行)》FJJ 109-91,但其内容多已过时,且涵盖不完整,已不适应当前的技术发展和工程设计需要。因此制定本规范。
1.0.2 本条规定了本规范的适用范围,所涵盖的范围都是涤纶纤维生产中应用广泛、技术成熟的品种,详细内容及其与上、下游生产工厂的界线在本规范第3章作了规定。为生产服务的公用工程设施如空压站、制冷站等,以及办公、生活设施已有各自的专门规范,所以本规范不包括这些设施的设计,只针对涤纶工厂生产装置和辅助生产设施作出规定。
本规范聚酯是指聚对苯二甲酸乙二醇酯。
1.0.3~1.0.5 这三条是涤纶工厂设计的共性要求,规定了应共同遵守的原则。
3 工艺设计
3.1 一般规定
3.1.1 本条规定了涤纶工厂的界定范围。由于在中华人民共和国《工程建设标准体系(纺织工程部分)》中另有“聚酯工厂设计规范”、“固相缩聚工厂设计规范”和“非织造布工厂设计规范”,因此,本规范不包括涤纶工厂中的聚酯装置设计、固相缩聚装置设计和非织造布装置设计。
由于涤纶产品众多,其生产工艺设备配置要求也不尽相同。因此,涤纶工厂设计可按工艺实际需要增减其内部工序。
虽然涤纶毛条和涤纶工业丝的捻织、浸胶属于涤纶的下游生产工序,但是,由于目前国内涤纶短纤维工厂里也有设置毛条生产车间,涤纶工业丝工厂里也有设置捻织车间和浸胶车间,为方便涤纶毛条车间设计和配套有捻织车间和浸胶车间的涤纶工业丝工厂建设的总体规划和设计工作,在本规范中对此作些原则性的规定是有利的。因此,本规范将涤纶毛条车间和捻织车间及浸胶车间包括在内。
3.1.2 涤纶生产装置由于生产不同品种时产量相差很大,因此,应以全年生产的各典型产品的平均产量作为工厂产量的计算依据。所以用“吨/年(t/a)”作为表征涤纶工厂生产能力的单位较为科学。
对于涤纶工业丝工厂,有的是以涤纶工业丝为产品,有的是以浸胶帘子布或浸胶帆布为产品,因此,应视产品情况采用不同的计算依据。
3.1.3 本条是根据《聚酯工厂设计规范》GB 50492中对聚酯工厂生产天数规定而制定的。因为目前国内大型涤纶工厂都采用聚酯熔体直接纺丝工艺,为前后衔接,所以涤纶工厂年生产天数也采用与聚酯工厂相同的生产天数。实际生产中,采用切片纺丝工厂的年生产天数大于350d。
3.1.4 气相热媒保温均匀性好,温度恒定,不易产生死角,对于不规则形状的纺丝箱体和较窄通道的熔体分配管道的保温性能好,但其压力不宜太高;而液相热媒可在较高压力下进行循环使用,对于采用低温工艺的熔体输送保温非常有利;而对于采用高温工艺的熔体输送,则仍可采用气相热媒保温,但其输送及排凝管道会较多。对于单部位或位距小的两部位纺丝箱体及熔体分配管道夹套也可以采用液相热媒。
3.1.5 由于纺丝箱体加热的热媒(联苯-联苯醚)的渗透性极强,并存在可燃及爆炸的危险,在生产中其操作温度高于它的闪点,在气相状态下超温时其压力增长较快。所以,为防止因泄漏而引起火灾或爆炸,保证生产安全,采取本条所列措施。
3.1.6 涤纶工厂的辅助工艺设施,主要是纺丝组件清洗、纺丝油剂调配、化验室、物检室(染色和干燥区)、备品备件库等,这些房间或多或少都有一些气味产生,为排除气味方便,宜将上述工艺设施布置在有外墙的附房内,并应靠近所服务的对象布置,减少往返距离。
3.1.7 涤纶工厂需对生产原料、产品、调配的油剂以及胶料进行化验分析,因此,应设化验室。对于与聚酯装置合建的涤纶车间,为节省投资、减少定员和方便管理,可合建一个化验室或设置全厂中心化验室。因纤维物理检验必须对每批丝进行检验,所以物检室应设在纺丝车间附房里。
3.1.8 联苯-联苯醚的沸点为257℃,相对易于气化;而二芳基烷和氢化三联苯的沸点分别为353℃和359℃,不易气化,也高于工艺对热媒温度的要求。
3.1.9 切片纺丝装置的优势是变换品种灵活,因此宜设辅助设备,以有利于多品种的开发。
3.1.10 采用压缩空气作干燥气源,可减少设备投资和运行费用。
3.1.11 采用密相气流输送或槽车运送PET切片,有利于减少包装材料,降低生产成本。但密相气流输送PET切片距离不宜超过500m,槽车运送PET切片距离不宜超过100km。
3.1.12 固相缩聚后的高温切片不得再吸湿和接触氧气,以防止PET切片吸湿引起分子降解和接触到氧影响切片色泽。因此,固相缩聚后的切片应采用纯度99.99%以上,露点-40℃以下的高纯度氮气进行保护和输送,同时干切片料斗体积应尽量小些,密闭并用氮气保护。
3.1.13 进入车间的各种公用工程管道上加装切断阀,有利于紧急情况下切断干管;而设置计量仪表,有利于对生产车间的公用工程消耗进行考核。生产规模较大的工厂,可以按前纺、后纺分别设置计量仪表,便于经济核算。
3.1.14 物理检验室、化验室、仪表控制室、变配电室等,或用到的精密仪器需防振、防尘或设备需防水,因此应避免靠近有振动的房间;而用水的设备或房间由于可能出现漏水情况,会对电气设备、控制设备、分析化验仪器造成损坏,因此也应避免设置在其上方。
3 工艺设计
3.1 一般规定
3.1.1 本条规定了涤纶工厂的界定范围。由于在中华人民共和国《工程建设标准体系(纺织工程部分)》中另有“聚酯工厂设计规范”、“固相缩聚工厂设计规范”和“非织造布工厂设计规范”,因此,本规范不包括涤纶工厂中的聚酯装置设计、固相缩聚装置设计和非织造布装置设计。
由于涤纶产品众多,其生产工艺设备配置要求也不尽相同。因此,涤纶工厂设计可按工艺实际需要增减其内部工序。
虽然涤纶毛条和涤纶工业丝的捻织、浸胶属于涤纶的下游生产工序,但是,由于目前国内涤纶短纤维工厂里也有设置毛条生产车间,涤纶工业丝工厂里也有设置捻织车间和浸胶车间,为方便涤纶毛条车间设计和配套有捻织车间和浸胶车间的涤纶工业丝工厂建设的总体规划和设计工作,在本规范中对此作些原则性的规定是有利的。因此,本规范将涤纶毛条车间和捻织车间及浸胶车间包括在内。
3.1.2 涤纶生产装置由于生产不同品种时产量相差很大,因此,应以全年生产的各典型产品的平均产量作为工厂产量的计算依据。所以用“吨/年(t/a)”作为表征涤纶工厂生产能力的单位较为科学。
对于涤纶工业丝工厂,有的是以涤纶工业丝为产品,有的是以浸胶帘子布或浸胶帆布为产品,因此,应视产品情况采用不同的计算依据。
3.1.3 本条是根据《聚酯工厂设计规范》GB 50492中对聚酯工厂生产天数规定而制定的。因为目前国内大型涤纶工厂都采用聚酯熔体直接纺丝工艺,为前后衔接,所以涤纶工厂年生产天数也采用与聚酯工厂相同的生产天数。实际生产中,采用切片纺丝工厂的年生产天数大于350d。
3.1.4 气相热媒保温均匀性好,温度恒定,不易产生死角,对于不规则形状的纺丝箱体和较窄通道的熔体分配管道的保温性能好,但其压力不宜太高;而液相热媒可在较高压力下进行循环使用,对于采用低温工艺的熔体输送保温非常有利;而对于采用高温工艺的熔体输送,则仍可采用气相热媒保温,但其输送及排凝管道会较多。对于单部位或位距小的两部位纺丝箱体及熔体分配管道夹套也可以采用液相热媒。
3.1.5 由于纺丝箱体加热的热媒(联苯-联苯醚)的渗透性极强,并存在可燃及爆炸的危险,在生产中其操作温度高于它的闪点,在气相状态下超温时其压力增长较快。所以,为防止因泄漏而引起火灾或爆炸,保证生产安全,采取本条所列措施。
3.1.6 涤纶工厂的辅助工艺设施,主要是纺丝组件清洗、纺丝油剂调配、化验室、物检室(染色和干燥区)、备品备件库等,这些房间或多或少都有一些气味产生,为排除气味方便,宜将上述工艺设施布置在有外墙的附房内,并应靠近所服务的对象布置,减少往返距离。
3.1.7 涤纶工厂需对生产原料、产品、调配的油剂以及胶料进行化验分析,因此,应设化验室。对于与聚酯装置合建的涤纶车间,为节省投资、减少定员和方便管理,可合建一个化验室或设置全厂中心化验室。因纤维物理检验必须对每批丝进行检验,所以物检室应设在纺丝车间附房里。
3.1.8 联苯-联苯醚的沸点为257℃,相对易于气化;而二芳基烷和氢化三联苯的沸点分别为353℃和359℃,不易气化,也高于工艺对热媒温度的要求。
3.1.9 切片纺丝装置的优势是变换品种灵活,因此宜设辅助设备,以有利于多品种的开发。
3.1.10 采用压缩空气作干燥气源,可减少设备投资和运行费用。
3.1.11 采用密相气流输送或槽车运送PET切片,有利于减少包装材料,降低生产成本。但密相气流输送PET切片距离不宜超过500m,槽车运送PET切片距离不宜超过100km。
3.1.12 固相缩聚后的高温切片不得再吸湿和接触氧气,以防止PET切片吸湿引起分子降解和接触到氧影响切片色泽。因此,固相缩聚后的切片应采用纯度99.99%以上,露点-40℃以下的高纯度氮气进行保护和输送,同时干切片料斗体积应尽量小些,密闭并用氮气保护。
3.1.13 进入车间的各种公用工程管道上加装切断阀,有利于紧急情况下切断干管;而设置计量仪表,有利于对生产车间的公用工程消耗进行考核。生产规模较大的工厂,可以按前纺、后纺分别设置计量仪表,便于经济核算。
3.1.14 物理检验室、化验室、仪表控制室、变配电室等,或用到的精密仪器需防振、防尘或设备需防水,因此应避免靠近有振动的房间;而用水的设备或房间由于可能出现漏水情况,会对电气设备、控制设备、分析化验仪器造成损坏,因此也应避免设置在其上方。
3.2 设计原则
3.2.1 工艺设计应力求技术上先进、可靠、节能、环保。
所谓先进性,包括技术上的先进和产品质量、节能、环保等综合指标,具体体现在产品质量高,原材料与公用工程消耗少,劳动生产率高和产品成本低,以及基建投资回收期短等。
所谓可靠性,是指所选择的工艺流程和设备是否成熟、安全。对于尚在试验阶段的新技术、新工艺、新设备,应采取积极而慎重的态度。未经实践检验的新技术不得用于工厂设计。
工艺设计应符合国家对环境保护和职业安全卫生的法律、法规,以及建厂所在地对环境保护、职业安全卫生的地方条例,加强环境保护和职业安全卫生措施,减少“三废”的产生和排放,并采取有效的防治措施。
3.2.2 由于涤纶生产技术已很成熟并普及,各企业自主研发设备和改进工艺的比较多。因此,经过工业化试验或经过生产实践检验是先进、可靠的设备和技术,可应用于工程设计中。
3.2.3 涤纶生产工艺,纺丝一般采用多层厂房,后加工一般是单层厂房。为保证流程畅通、短捷,充分利用重力流,工艺设备应按从上到下,从前到后的原则顺序布置,形成没有往返交叉,生产、存放、向下游移动合理的生产流程。
3.2.4 除配套建设有浸胶帘子布或浸胶帆布的涤纶工业丝工厂外,涤纶工厂使用的可燃、可爆、有毒介质仅有联苯和联苯醚以及纺丝组件清洗用的三甘醇、过滤器滤芯检验用的异丙醇,毒性较低,并且联苯和联苯醚是在密闭条件下使用,危险性较小。而配套建设有浸胶帘子布或浸胶帆布的涤纶工业丝工厂全国仅有十余家,所占比例很小。其浸胶车间使用的甲醛水溶液、间苯二酚、氨水、丙三醇三缩水甘油醚等有毒物质,除甲醛毒性为高度危害外,其他毒性都较低。本规范3.6.7条规定了浸胶车间及相关设施设计时应采取机械排风等防毒措施和防爆要求,在第3.1.5条、第6.5.1条、第6.5.3条规定了热媒的安全防范措施。在第6.4节规定了三甘醇、异丙醇的安全措施。因此,涤纶纤维生产是很安全的。配套建设有浸胶帘子布或浸胶帆布的涤纶工业丝工厂的浸胶车间和化学品库,设计时满足国家现行职业安全卫生、防火、防爆、储存等标准的相关规定,也能保证安全生产。涤纶工厂用到的可燃、可爆、有毒介质见本规范附录A。
3.2.5 涤纶纺丝生产应避免阳光直接照晒,避免室外大气环境条件对车间内部温、湿度的影响,以保证纺丝工艺条件的稳定。涤纶纺丝生产车间如设有采光窗,生产时也应是关闭状态。进入车间门的位置也不应正对着纺丝设备操作面或影响其操作区的气流,特别应避免在纺丝冷却间的操作区形成干扰气流。
涤纶毛条车间对湿度有较高要求,避免外界气流干扰,有利于减少能量损失,节约能源。
3.2.6 生产涤纶工业丝的固相缩聚切片含湿量很低,约20ppm,极易重新吸湿降解。而输送距离越长,或环境相对湿度越高,则吸湿可能性越大,同时增加输送的动力消耗。固相缩聚切片吸湿后将影响纺丝质量,纺丝过程对原料消耗也高。因此工业丝纺丝装置宜与固相缩聚装置布置在厂区同一区域;另外,集中布置也有利于节约输送能量,方便规划公用工程,以及简化厂区管廊。
增粘釜放在纺丝车间有利于缩短熔体输送距离,防止聚合物降解,保证熔体质量。
3.2.7 根据生产工艺要求,涤纶POY和工业丝都需经过平衡。设置平衡间,既有利于消除纤维的内应力、使附着在纤维上的纺丝油剂均匀扩散,又有利于前后生产工序的缓冲。平衡间应避免阳光直射,确保房间内纤维的温、湿度均匀。
3.2.8 由于复合纤维中的另一组分原料处理方法与涤纶原料可能不同,如锦纶切片不需结晶,色母粒需设置小型干燥、计量、熔融装置等。因此,在设计中应充分考虑非聚酯组分对工艺及设备的要求。
3.2.9 根据资料分析,对于涤纶短纤维生产装置,选择一条日产200t生产线比选择两条日产100t生产线,投资节约近50%,生产成本节约近30%,人工节约近40%,公用工程消耗节约近6%。因此,选择合理规模的生产装置,对于减少投资、提高经济效益是非常重要的。
3.2.10 统一规划预留,有利于减少占地,并可避免扩建时影响现有生产。
3.3 流程选择
3.3.1 此条为工艺流程选择的基本原则。具体体现在以下几个方面:
1 所选用的工艺流程和设备应适应产品品种的要求,确保产品质量。
2 设备能力应与生产规模相适应。
3 提高机械化、自动化水平,提高劳动生产率。
4 工艺流程先进、成熟,生产过程节能、环保。
5 流程设计合理,有利于降低原材料和公用工程消耗。
6 符合国家对环境保护的有关规定。
3.3.2 涤纶熔体直接纺丝工艺较切片纺丝工艺,省去了熔体的铸带、切粒、干燥、输送、包装、贮存、运输、开包、熔融等工序,极大地节约能量,减少占地、投资及用工,有利于降低生产成本,节约资源。但其缺点是更换品种不灵活,对生产管理方面要求更严格。因此,对于生产小批量、差别化、多品种,仍以采用切片纺丝工艺为佳,生产灵活,调换产品方便。
3.3.3、3.3.4 采用纺丝-牵伸-卷绕一步法工艺路线,生产是在同一设备上完成,该法生产效率高、产品质量好、成本低。而采用纺丝、牵伸二步法工艺路线,生产是在多台设备上完成的,设备多、占地大、流程长、投资大、成本高,产品质量较一步法差,设备效率低。
但对于涤纶单丝生产,采用高速纺再通过分丝机生产出涤纶单丝的工艺,存在分丝机效率低,一次性投资大,且产品质量不如两步法好的缺点。因此,目前国内仍较多采用两步法工艺来生产涤纶单丝。
3.3.6 熔体直接纺丝工艺用于大批量生产,熔体管道较长。纺丝熔体在长距离输送过程中,由于摩擦生热会造成熔体温度上升较快,将加速熔体的热降解,影响熔体质量。因此,在熔体直接纺丝工艺的熔体管道上,应设置熔体冷却器以保证熔体在合适的温度范围内。
3.3.8 真空转鼓结晶干燥工艺是间歇式操作,采用电动葫芦吊运并直接投料方式,有利于减少料仓体积,方便操作。
3.3.9 涤纶长丝生产由于纺丝速度较快,对熔体的质量要求较高,而再生涤纶的生产原料含杂质较多,因此,采用两道过滤有利于提高熔体质量,延长纺丝组件的更换时间,增加满卷率。而涤纶短纤维纺丝速度较慢,对熔体的质量要求不如长丝苛刻。
3.3.10 由于熔体停留时间长将造成聚合物的热降解,端羧基含量升高,色相变差,影响产品的质量和生产的稳定,因此在熔体直接纺丝工艺中应尽量减少熔体的停留时间。随着涤纶生产企业的建设规模越来越大,熔体输送管道也越来越长,目前有超过200m的熔体输送距离。根据熔体停留时间计算公式:
Tav=4.71×10-5LD2ρ/Q (1)
式中:Tav——熔体在管道中的平均停留时间(min);
L——熔体输送管道的长度(m);
D——熔体输送管道内径(mm);
ρ——熔体密度(kg/m3);
Q——熔体的质量流量(kg/h)。
从式中可以看出,要缩短熔体停留时间,一是缩短熔体输送管道的长度,二是缩小输送管道的直径。在设计中一般采用缩小管径,提高流速的办法。因此,可采用增加一台熔体输送泵,以提高流速,降低熔体停留时间,并保证熔体进入纺丝箱体的压力。
3.3.11 涤纶帘子布的浸胶主要是降低纤维的热收缩和提高纤维与橡胶的黏合力。有两种工艺,即一浴浸胶和二浴浸胶工艺,目前这两种工艺国外都有采用。由于聚酯分子结构的特点与锦纶不同,难于与橡胶结合,采用传统的一浴法浸胶不能使涤纶与橡胶进行有效黏合,为此,必须在浸胶前对纤维进行处理,提高聚酯分子结构的活性,增强对橡胶的亲和力,这就是二浴浸胶工艺。一浴浸胶工艺,是在纺丝油剂中增加使其纤维与橡胶的粘合成分,在热处理时先生成初生表面皮膜,然后进行浸胶处理,以达到增加纤维与橡胶的粘合力的目的。两种浸胶工艺各有利弊,一浴法工艺流程短、设备投资少、能耗低,但浸胶液配方复杂,浸胶难度大,帘子布与橡胶的粘合力差,约为二浴浸胶的90%~95%。二浴浸胶的设备投资较大、流程较长、能耗大,但帘子布与橡胶的粘合力好,产品质量稳定,胶量消耗少。因此,应根据所选择的生产工艺路线确定。
3.3.12 因为56dtex以下的涤纶单丝可以通过侧吹风达到预期的冷却效果,但是56dtex~555dtex的涤纶单丝通过侧吹风不能被冷却下来,只能通过水浴冷却的方式来生产。
3.4 工艺计算
3.4.2 热量衡算是设计换热设备和计算热负荷的基础,通过热量衡算可确定热媒加热设备的换热面积和换热量。
3.4.3 涤纶纺丝组件清洗一般采用两种方式:三甘醇清洗和真空煅烧清洗。由于设备尺寸不一样,处理能力不一样,因此,应根据所需处理的清洗件数量及清洗周期,计算选用清洗设备的台(套)数。
3.4.4 纺丝熔体管道设计应注意以下问题:
1 聚酯熔体质量与其在输送管道中的总停留时间、总的压力降、黏度降、温度变化等因素密切相关;聚酯熔体在管道中停留时间越长,熔体温升越高,聚酯熔体就越易降解,熔体质量就越差,从而导致熔体的可纺性变差,最终影响纤维质量。如果上述因素在生产相同产品时存在差异,纤维的均匀性必然受到影响。因此,为保证生产相同产品生产线每个纺丝位的纤维质量均匀一致,设计中应满足到达生产相同产品的每个纺丝箱体的熔体压力降和熔体停留时间相等。
2 管道应力分析的目的主要是保证管道的应力在标准规范允许的范围内,使设备管口荷载符合设计要求,避免因热应力过大造成设备和管道的损坏。因此,高温熔体输送管道必须在保证应力变化安全的前提下,进行管路优化设计,尽量使输送距离最短,减少纺丝熔体的热降解。
3 在保证纺丝箱体背压合适的前提下,应计算选择最佳的输送管道内径,提高流速,降低温升,缩短熔体停留时间,保证熔体质量。
3.4.5 在熔体直接纺丝工艺中,由于熔体输送管道较长,熔体在输送过程中会因摩擦而导致温度上升较高,从而加速熔体的热降解,使生产过程中飘丝和断头增加,影响产品质量。因此,在熔体输送管道上应设置熔体冷却器,以降低熔体的温升。而熔体冷却器的换热面积和热负荷应通过计算确定。
3.4.8 应根据产品方案对不同的纺丝机结构和纺丝要求计算纺丝冷却风的风量和风速。
纺丝冷却风的风量、风速和温度对纺丝成形影响很大。冷却风的风量与喷丝板熔体吐出量有关,应根据不同的生产品种调节。在出风面积不变前提下,增加风量,可以提高风速。对于生产粗旦多孔纤维,往往选择比较大的风量,强化热交换的条件;而细旦纤维宜采用比较小的风量,因为细旦纤维的比表面积大,相对冷却效果好,柔风相对容易控制纤维的均匀性(内在结构,如取向度等)。风速应保证冷却风能均匀吹到所有丝条上,风速过高或过低,均会使POY条干不匀率变大,使DTY染色性变差,易出现段斑丝。风压的波动也会引起风速的波动,从而使条干恶化。在生产中应通过控制风压的稳定性和风网的均匀性来保证风速的稳定性。风速还与初生纤维的倍半伸长率和直径不匀率均有预定的关系,应根据纺丝机结构和喷丝孔数等因素确定。当冷却风温度波动范围增加时,将影响POY的条干不匀率、DTY的染色均匀性以及使DTY毛丝、断头增多。因此,保持冷却风温度稳定非常重要,最好控制在±1℃以内。另外,冷却风的相对湿度高,对冷却效果有利,但要防止结露,一般认为相对含湿量在65%~80%为佳。
3.5 节能降耗
3.5.1 合理进行全厂总图布置是指应综合考虑主装置、辅助设施之间的相互关系,如切片仓库应靠近干燥工段、成品仓库应靠近分级包装等,保证运输路线短而畅通,管线短捷。
3.5.2 合理布置工艺设备,应根据生产能力,产品方案,是新建还是改建的因素综合确定。例如切片纺丝装置,从干燥塔出来的切片直接由管道靠自重进入螺杆挤出机的下料方式具有能耗小、干燥后的切片不容易二次吸湿的优点,但是放置结晶干燥设备的厂房至少要建24m以上,土建费用比较高;而从干燥塔出来的切片通过再次输送的方式进入纺前料仓,再通过管道靠自重进入螺杆挤出机的下料方式具有建筑高度低、土建费用省,可根据生产品种来调配干燥量的优点,但是存在能耗高、切片容易二次吸湿的缺点。因此,应根据建厂条件综合考虑。
3.5.4 同第3.2.5条说明。
3.5.5 由于烘干机排出的烟气温度较高,利用其余热加热蒸汽锅炉给水,有利于节约能量。
3.5.6 烘干机采用直接加热的方式,具有换热效率高、管道布置少、设备占地面积小的优点。
3.5.9 所有供热、供冷管道和设备都应进行保温和保冷设计,以减少热量和冷量的损失。对于温度低于环境露点的管道应进行保冷,以防止管道外壁结露。管道结露不仅影响环境,水滴到丝上还将影响产品质量。
3.5.10~3.5.14 主要原料聚酯的消耗是根据国内涤纶工厂目前的实际生产水平,取其中上水平值,并以每吨合格品纤维耗用聚酯量为基准确定的。新建、改建、扩建的涤纶工厂常规产品原料聚酯消耗不应超过本标准规定值。该消耗值不作为装置开车的考核验收指标,而是指正常生产半年及以上的平均每吨合格产品对原料聚酯的消耗值。对于差别化产品,其原料聚酯的消耗可高于此值。
3.5.16 此条主要针对一些涤纶企业在设计时对工艺用压缩空气指标要求过高,或采用仪表压缩空气作为工艺用气,从而造成能量的浪费。
3.5.17 采用网络效果更好的新型网络喷嘴,可减少压缩空气的消耗。
3.6 其他规定
3.6.1 由于涤纶生产工厂的一些必须有人操作的工段噪声超过85dB,有的甚至超过100dB,长期在此工段工作会影响职工的听力。在目前无更好的防止噪声办法的情况下,除配备个人防护设施外,可在噪声超标的操作间内或临近附房(如涤纶工业丝的卷绕间、涤纶短纤维的卷绕间和后加工车间、FDY卷绕间、DTY车间等)设计防噪声的透明窗隔声观察室,以保证职工的听力健康,减少职业病的发生。
另外,应严格按照现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ 1的相关规定,在高噪声工作环境时,减少操作人员日接触噪声时间。
3.6.2 本条为《工业企业设计卫生标准》TJ 36-79“车间空气中有毒物质的最高允许浓度”表中数据。在现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBZ 1-2002中未再列“车间空气中有毒物质的最高允许浓度”表,而只要求符合现行国家标准《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ 2-2002的相关规定。在其前言中,也仅说明“原TJ 36-79与本标准不一致的以本标准为准”,并未说原TJ 36-79标准作废。同时,在现行国家标准《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ 2-2002中,只有联苯的时间加权平均浓度和短时间接触浓度(见附录A),没有联苯醚(二苯醚)的浓度,以及两者的最高允许浓度。在GBZ 2-2002的修订版《工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》GBZ 2.1-2007中也是如此。而前苏联对车间空气中联苯醚的最高容许浓度为5mg/m3。为保证安全,因此本规范仍采用原《工业企业设计卫生标准》TJ 36-79对车间最高允许浓度的规定。
3.6.3 由于油剂在使用过程中,不可避免会有溢出、滴漏,造成地面湿滑。因此,为防止操作人员滑倒受伤,相应操作区的地面和平台应做防滑处理。
3.6.4 本条为强制性条文。热媒蒸发器在使用过程中可能出现超压泄放的情况,而且一次排放的量较大。由于国内涤纶工厂的建设规模越来越大,纺丝车间内布置的热媒蒸发器也越来越多,因此热媒蒸发器超压泄放的可能性增大。
涤纶纺丝车间使用的热媒为联苯和联苯醚,其毒性数据为:吸入LC50为2660mg/kg,经皮LD50为5010mg/kg,经口 LD50为2050mg/kg。按现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044的规定,其毒性为Ⅲ级,中度危害。联苯和联苯醚的侵入途径为:吸入、食入、经皮吸收。联苯的健康危害:对皮肤、黏膜有轻度刺激性,高浓度吸入主要损害神经系统和肝脏,可致过敏性或接触性皮炎。急性中毒主要表现为神经系统和消化系统症状,如头晕、头痛、眩晕、嗜睡、恶心、呕吐等,有时可出现肝功能障碍。高浓度接触,对呼吸道和眼睛有明显刺激,长期接触可引起头痛、乏力、失眠等以及呼吸道刺激症状,其毒性属低毒类,急性毒性:LD503280mg/kg(大鼠经口)。美国(1974)职业安全与卫生管理局标准中规定其空气中的时间加权平均值为0.2ppm,水中嗅觉阈浓度0.0005mg/kg(觉察阈)。联苯醚的健康危害:急性中毒,引起头痛、头晕、恶心、呕吐、嗜睡,甚至有短暂的意识丧失。长期接触,可引起皮炎和肝脏损伤。个别人有皮肤过敏。对黏膜和皮肤有刺激作用。其毒性属低毒类,急性毒性:LD50为3990mg/kg(大鼠经口),前苏联标准中对车间空气中联苯醚的最高容许浓度为5mg/m3。
为此,应禁止将热媒蒸发器超压的热媒蒸气直接排向大气,而应排向热媒收集槽内的液相热媒中。本规范第3.1.5条规定热媒收集槽的放空管道上应设冷却器和阻火器,以防止热媒泄放对环境产生污染或引起火灾。因此,为保证操作人员的健康、生产安全和大气环境不受污染,故将本条列为强制性规定。
3.6.6 盛丝桶搬运车的蓄电池在充电时,有微量的氢气放出。虽然释放的量很微少,但为防止释放的氢气积聚形成爆炸性气体环境,其充电区域应设在通风良好的地方,防止充电时氢气的积聚。区域内的电气设备应采用防爆型或气动型,并符合《通用用电设备配电设计规范》GB 50055中对蓄电池充电的有关规定。
3.6.7 由于涤纶工业丝工厂有的是以涤纶工业丝为产品,有的是以浸胶帘子布或浸胶帆布为产品。而浸胶帘子布或浸胶帆布生产需使用到有毒、可燃、可爆化学品。因此,本条对以浸胶帘子布或浸胶帆布为产品的涤纶工业丝工厂的浸胶车间及相关设施设计作出规定。
1 本款为强制性条款。作此规定是由于涤纶工业丝工厂浸胶车间的胶料调配间存在甲醛释放、间苯二酚粉尘扬起的危险,甲醛水溶液储存间存在甲醛泄漏的可能。按现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044的规定:甲醛属Ⅱ级毒物(高度危害),间苯二酚属Ⅲ级毒物(中度危害)。因此,为保证操作人员的健康和人身安全,保证良好的工作环境,将本条列为强制性规定。
2 甲醛极易气化,沸点仅为-19.5℃,气体的相对密度为1.067(空气为1),可燃、可爆;急性毒性:LD50为800mg/kg(大鼠经口),LD50为270mg/kg(兔经皮);PLD为31g(人经口)。空气中最高允许浓度0.5mg/m3。甲醛对眼、皮肤和黏膜有强烈的刺激作用,经呼吸道吸入可致接触者急性中毒。长期接触低浓度甲醛蒸汽,可有头痛、疲乏无力、消化障碍、兴奋、震颤、感觉过敏、视力障碍、失眠等。甲醛目前已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。
间苯二酚为白色粉末或片状,可燃、有毒,具刺激性。健康危害:PLD3.5g(人经口),急性中毒与酚类似,引起头痛、头昏、烦躁、嗜睡、紫绀(由于高铁血红蛋白血症)、抽搐、心动过速、呼吸困难、体温及血压下降,甚至死亡。本品3%~25%的水溶液或油膏涂在皮肤上引起皮肤损害,并可吸收中毒引起死亡。慢性影响:长期低浓度接触,可引起呼吸道刺激症状及皮肤损害。间苯二酚遇明火或高热可燃,受高热分解放出有毒气体,与强氧化剂接触可发生化学反应。
因此,操作环境中有害物质浓度应符合国家有关工作场所有害因素职业接触限值(化学有害因素)标准的规定。
3 由于甲醛属Ⅱ级毒物(高度危害),且极易气化,沸点仅为-19.5℃,为保证操作人员的安全和健康,防止甲醛泄漏对人身的伤害,进入甲醛储存间前应首先开启排风机,其电气开关应设在进入储存间前能开启的位置。
4 胶料调配需要在胶料调配间临时存放一些化工原料,如固体氢氧化钠、间苯二酚、缩水甘油醚、封闭异氰酸酯(50%水溶液)等。上述化工原料需防止高温、低温,或需防止接触水,或需避光。因此制定本条规定。
5 胶料调配使用的许多化学品为有毒物质,在使用或搬运过程中存在由于不慎与人身接触的可能。为减少有害物质溅到操作人员身上的伤害,其附近应设置事故淋浴及洗眼器设施,以及时冲洗有害物质。
6 甲醛水溶液储存在密闭容器中,正常情况下不会出现爆炸性气体环境。但由于甲醛极易气化,在空气中的爆炸极限为7%~73%(体积)。而甲醛有采用储槽存放的,有采用塑料桶存放的,并且需操作或搬动,存在事故的可能。另外,由于甲醛水溶液储存间面积一般较小,存放点位置存在不确定性,为保证安全,将甲醛水溶液储存间划为爆炸性气体环境2区。
7 间-甲树脂反应槽的各种液体物料分别经计量槽计量后放入反应槽中,而固体物料间苯二酚是人工称量后从投料口投入反应槽,此过程将会使甲醛从投料口释放出。本条即是根据甲醛的爆炸危险性和现行国家标准《爆炸性气体环境用电设备 第14部分:危险场所分类》GB 3836.14的相关规定制定的。与爆炸性环境范围相关的通风等级、有效性均按上述规范的规定执行。
3.6.8 本条规定目的是防止不慎引起烫伤,加以防护和警示。
3.6.9 本条所述散发湿热较大的设备主要是热辊牵伸机、蒸汽加热箱、热定型机等后处理工艺设备。
3.6.11 由于《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87是1985年编写,其车间噪声控制标准为:工人每天连续接触噪声8h,噪声限值为90dB,与2002年颁布的《工业企业设计卫生标准》GBZ 1和2007年颁布的《工作场所有害因素职业接触限值 物理因素》GBZ 2.2的要求不符。《工业企业设计卫生标准》GBZ 1要求:工人每天连续接触噪声8h,噪声限值为85dB(A)。2007年颁布的《工作场所有害因素职业接触限值 物理因素》GBZ 2.2中规定每周工作5d,每天工作8h,稳态噪声限值为85dB(A)。为保证操作人员的健康,工作地点噪声声级的卫生限值应符合现行国家标准《工作场所有害因素职业接触限值 物理因素》GBZ 2.2的规定。
4 工艺设备及布置
4.1 一般规定
4.1.2 碳钢设备遇水或在潮湿环境下容易锈蚀,且设备内部熔体通道表面出现的锈蚀不易清除。因此,为保证熔体质量,与熔体接触的设备应采用不锈钢材质。
4.1.3 聚酯熔体如果滞留在管道或设备的死角处或壁上,在长时间热状态下,将会发生热裂解。而热裂解产物又会被正常流动的熔体陆续带走,从而影响纺丝质量。
4.1.4 联苯加热系统在远高于其闪点和压力下运转,一旦发生泄漏将有着火及爆炸的可能,且联苯有刺激性气味,因此系统中的设备及管道应选用密闭式和焊接连接方式,防止其外泄。为保证系统的运行安全,应在焊接好联苯管路系统后,对联苯系统进行压力试验和真空度试验。试验条件可按下列参数进行:压力试验可在0.30MPa(G)~0.35MPa(G),保压24h压力不降低为合格。真空度试验可在真空度1kPa(A),保压24h,增压率不大于5%为合格。
4.1.5、4.1.6 温度控制范围越小,熔体温差越小,纤维质量越均匀。
4.1.7 纺丝冷却风要求风速均匀,以免造成丝的条干不匀,出现染色不匀等现象。侧吹风的级差应按下式计算:
4.1.8 牵伸辊、热辊和卷绕机均为高速运转设备,速度均在1000m/min~5000m/min范围内高速运转,设备安装前应经动平衡试验合格,以保证纤维质量,同时防止出现较大振动引起设备损坏。
4 工艺设备及布置
4.1 一般规定
4.1.2 碳钢设备遇水或在潮湿环境下容易锈蚀,且设备内部熔体通道表面出现的锈蚀不易清除。因此,为保证熔体质量,与熔体接触的设备应采用不锈钢材质。
4.1.3 聚酯熔体如果滞留在管道或设备的死角处或壁上,在长时间热状态下,将会发生热裂解。而热裂解产物又会被正常流动的熔体陆续带走,从而影响纺丝质量。
4.1.4 联苯加热系统在远高于其闪点和压力下运转,一旦发生泄漏将有着火及爆炸的可能,且联苯有刺激性气味,因此系统中的设备及管道应选用密闭式和焊接连接方式,防止其外泄。为保证系统的运行安全,应在焊接好联苯管路系统后,对联苯系统进行压力试验和真空度试验。试验条件可按下列参数进行:压力试验可在0.30MPa(G)~0.35MPa(G),保压24h压力不降低为合格。真空度试验可在真空度1kPa(A),保压24h,增压率不大于5%为合格。
4.1.5、4.1.6 温度控制范围越小,熔体温差越小,纤维质量越均匀。
4.1.7 纺丝冷却风要求风速均匀,以免造成丝的条干不匀,出现染色不匀等现象。侧吹风的级差应按下式计算:
4.1.8 牵伸辊、热辊和卷绕机均为高速运转设备,速度均在1000m/min~5000m/min范围内高速运转,设备安装前应经动平衡试验合格,以保证纤维质量,同时防止出现较大振动引起设备损坏。
4.2 设备选型
4.2.1 工业化大生产,设备的安全、可靠是第一位的。工业设计中如采用不成熟的设备,将造成极大的物力、财力和人力的浪费。因此,未经过鉴定或实践检验的设备,在设计中不得采用。
4.2.3 涤纶工业丝采用纺丝-牵伸-卷绕一步法工艺,有利于减少生产环节、减少设备配置、减少占地、减少用工,节省能源,并有利于提高产品质量。
4.2.4 卷绕机选用与变频器一体的机型,占地面积小、接头少、线路短、管理方便。
4.2.5 加捻工艺有一步法与二步法之分。环锭加捻是传统的二步法加捻工艺,该工艺是在初捻机上对卷绕丝进行加捻,再在复捻机上对单丝进行并捻;此工艺技术成熟,投资省,但卷装较小,约3kg左右。
直捻法工艺是以一步法生产高质量的帘子线,由于内外纱线在加捻前先经过一个平衡系统,通过内外纱线与同一轴心的转向辊所产生的摩擦,将两根纱线的张力差异完全消除,生产出具有对称结构优质帘子线。其特点是卷装大、能耗低、效率高、质量稳定、原丝强力损失小,缺点是只能加捻二股纱线。
4.2.6 适用于帘子布、帆布的无梭织机有片梭织机、剑杆织机、喷气织机。从经济技术综合性能方面以片梭织机和剑杆织机为佳。
喷气织机因纬纱线密度最大适用范围为1000dtex,且不适宜织造高经密厚重织物,故只能用于织帘子布。喷气织机因用气流引纬,对纬线的强度要求低,机器结构简单,备品备件少、维修费用低。
4.2.7 直接加热方式减少了热媒锅炉,有利于节约投资,减少系统热媒对环境的污染,也有利于热量的充分利用,提高热效率。
4.2.8 由于目前国内采用聚酯瓶片为原料的再生涤纶生产厂规模大小不一,产品质量无统一标准,对产品要求不高。因此,干燥设备可以有多种选择。
4.2.9 采用连续结晶干燥设备有利于切片质量的稳定,有利于保证产品质量。
4.2.11 热媒为中级毒性、可燃、可爆物质,为防止其泄漏,热媒输送泵应选择不泄漏的屏蔽泵或磁力泵,也可选择金属波纹管式机械密封的离心泵。
4.3 设备配置
4.3.3 柔性涤纶生产线的设计应按可能生产的品种配置设备,如生产有色丝、复合丝、抗静电纤维等,应设置添加组分的干燥设备、熔融设备、计量设备、运送设备等。
4.3.4 现代化大企业生产装置常年连续运转,热媒泵作为系统伴热介质的输送设备,一旦出现故障,将会影响纺丝熔体的质量和生产线的正常运转,因此应设备台。
4.3.5 涤纶短纤维的卷曲机容易出现机械故障,而大型生产线长时间停止生产,对产量将造成较大的影响。因此,对于日产100t以上的生产线,应在线备一台卷曲头,以便发生故障时及时更换。
4.3.6 采用多条纺丝线共用连续结晶干燥装置,有利于节省设备投资,减少占地面积,降低公用工程消耗,以及保证原料质量均匀。
4.3.7 配置必要的备台,是保证生产连续运行的重要措施。根据生产经验,建议的备台比例为:
1 纺丝计量泵应根据不同规格型号,每种按不小于5%设置备台。
2 喷丝板应根据不同规格型号设置。对于大型企业,每种按不小于50%设置备件;对于小型企业,每种按不小于100%设置备件。
3 长丝牵伸辊应根据不同规格型号,每种按不小于5%设置备件。
4 涤纶长丝卷绕机应根据不同规格型号,每种按不小于5%设置备台。
5 切片纺熔体过滤芯,对于常规纺丝按不小于50%设置备件;对于采用瓶片或再生切片纺丝按不小于100%设置备件;设在纺丝车间的直接纺熔体过滤器过滤芯按不小于100%设置备件。
4.3.8 卷绕机的动平衡性对涤纶长丝的各项指标都有很大的影响,为保证产品质量,有条件的大型涤纶企业宜配置卷绕机动平衡试验机。
4.3.9 配置计量泵检验设备,可很好的保证产品批次间的质量稳定。
4.4 设备布置
4.4.1 具体设计时,应根据实际情况综合考虑设备配台及选型。新建厂房可以根据已确定的工艺流程和选定的设备来设计柱间距、楼层的高度及楼层数。在原有厂房改造的建设项目则应按照原有厂房的柱间距、楼层高度及楼层数来选择和布置设备,并进行设备设计。
4.4.3 本条与现行行业标准《石油化工工艺装置布置设计通则》SH 3011-2000的第2.0.10条规定一致。
4.4.4 操作面采用面对面的布置方式,有利于生产管理、减少定员及节省厂房的占地面积。
4.4.5 生产细旦产品时,纺丝对熔体的质量要求较高。为防止熔体长距离输送而造成停留时间长,熔体因热降解而质量变差,最终影响生产的稳定和产品的质量,因此,在可能的情况下,应尽量缩短细旦产品生产线的熔体输送距离。
4.4.6 土建变形缝的两侧可能出现沉降不一等问题,会使放置在其上的设备不稳定,甚至损坏,故作本条规定。
4.4.7 对称布置有利于操作、检修,以及缩短熔体管道距离。
4.4.9 随着企业生产规模的不断扩大,分期建设已是一种发展趋势。为减少后建工程对现有生产的影响,在设计时应兼顾今后发展的需要。在场地预留、安装通道、管道衔接及公用工程配合等方面尽量避免出现交叉影响。
4.4.10 由于涤纶工业丝生产厂的浸胶车间用到有毒物质或刺激性物质,如甲醛、间苯二酚、氨水、丙三醇三缩水甘油醚等,浸胶车间排出的废气中含有上述物质,如扩散到人员较多的厂前区,将影响厂前区的空气质量,危害操作人员的健康。因此,浸胶车间应布置在厂区全年最小频率风的上风向。
4.4.11 涤纶长丝、短纤维和工业丝车间内的运输主要靠各种手推车或电瓶车,且数量较多。因此,在考虑平面布置时,一定要考虑车辆的运行路线,应避免将机台间的操作通道作为车辆运输的主要通道,并应有足够的车辆存放区。
5 工艺管道设计
5.1 一般规定
5.1.1 工艺管道和仪表流程图(PID)、管道规格书是指导管道设计的基础,管道设计应按照PID和管道规格书的要求进行。
5.1.4 正确确定内压管道壁厚,是保证生产的安全性和经济性的重要措施。
5.1.5 各种导热油都有一个操作时间与温度对应的裂解关系,操作中如果不能及时把低沸点蒸发物定期从系统中排除,会影响它的加热效果。而在装置停车时,为保证安全,需要把每个热媒回路中的热媒排放到热媒贮槽中。
5.1.6 设置坡度是为防止物料在管道中的积存。在条件允许时,可适当增大坡度。
5.1.7 绝热工程主要为节约能源,防止热量或冷量损失,以及保护人身安全,防止烫伤或冻伤。
5.1.8 由于现行国家标准《聚酯工程设计规范》GB 50492对一次热媒和二次热媒管道设计已作出详细规定,作为与其紧密结合的下游生产厂,涤纶工厂可执行其相关规定。
5 工艺管道设计
5.1 一般规定
5.1.1 工艺管道和仪表流程图(PID)、管道规格书是指导管道设计的基础,管道设计应按照PID和管道规格书的要求进行。
5.1.4 正确确定内压管道壁厚,是保证生产的安全性和经济性的重要措施。
5.1.5 各种导热油都有一个操作时间与温度对应的裂解关系,操作中如果不能及时把低沸点蒸发物定期从系统中排除,会影响它的加热效果。而在装置停车时,为保证安全,需要把每个热媒回路中的热媒排放到热媒贮槽中。
5.1.6 设置坡度是为防止物料在管道中的积存。在条件允许时,可适当增大坡度。
5.1.7 绝热工程主要为节约能源,防止热量或冷量损失,以及保护人身安全,防止烫伤或冻伤。
5.1.8 由于现行国家标准《聚酯工程设计规范》GB 50492对一次热媒和二次热媒管道设计已作出详细规定,作为与其紧密结合的下游生产厂,涤纶工厂可执行其相关规定。
5.2 管道布置
5.2.1 由于涤纶生产车间内除工艺管道外,还有其他专业管道(如给排水管道),以及电气、仪表专业的线槽。特别是暖通专业较大的送排风管道,占用空间较大。因此,应作出合理规划和分层布置,才能满足生产、操作、安装、维修的要求。
5.2.2 管道的法兰和焊接点如果设置在电气、仪表设备或操作柜上方,可能出现由于管道泄漏而影响电气、仪表设备的操作,并可能损坏电气、仪表设备,因此要求避免通过其上空。
5.2.3 高温对电气、仪表的线缆外保护层有加速老化的作用,影响其使用寿命,并可能造成安全隐患,因此制定本条规定。
5.2.6 高温管道应保证必要的柔性,以防止由于热变形而损坏管道或设备接口,造成安全生产事故及隐患。
5.2.7 管道设计应采用“步步高”或“步步低”的方式,以防止产生气袋或液袋,因此制定本条规定。
5.2.9 管道采用架空或地上布置,有利于发现故障和方便检修。
5.2.10 见第5.2.2条说明。
5.3 管道材质选择
5.3.1 熔体夹套管采用不锈钢材质有利于防止管道在安装和检修前后出现锈蚀,保证管道内壁的粗糙度不增加。但目前国内涤纶工厂也有采用碳钢的熔体夹套管。碳钢管道遇水或在潮湿环境下容易锈蚀。虽然国外有个别工程公司的涤纶直接纺丝工艺,在从终聚釜到纺丝箱体的熔体管道采用碳钢管道,但国外大多数工程公司仍采用不锈钢管道。为保证熔体质量,因此,熔体管道仍宜采用不锈钢管道。
由于现行国家标准《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB 12771的标准较低,仅适用于一些介质无毒、无爆炸危险、无腐蚀性、对连续长周期运行要求较低的场所。而氢化三联苯有低毒性,联苯、联苯醚有低毒性和爆炸性,因此,本条规定熔体热媒夹套外管宜选用现行行业标准《化工装置用奥氏体不锈钢焊接钢管技术要求》HG 20537.3和《化工装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术要求》HG 20537.4中材质为0Cr18Ni9的焊接不锈钢管,以保证安全和降低管道费用。
5.3.8 连接短管采用与外管相同的材质,可避免对夹套外管产生接触腐蚀。
5.3.9 由于浸胶车间的甲醛、氨水等可能使用管道输送,而上述化学品有毒,不应采用焊接不锈钢管道。
5.4 特殊管道设计
5.4.2 防止因内壁有死角或因不抛光形成粘附层,其受热分解或带入熔体内将影响纺丝熔体质量。国内目前的纺丝熔体输送管道内壁也有不抛光处理的。但为防止粘附层热分解或带入熔体内影响纺丝熔体质量,本规范仍建议采用内壁抛光的熔体管道。
5.4.3 本条规定主要是保证内外管道平行,也有利于降低弯头阻力。
5.4.4 本条规定是为保证热媒在内外管道间夹套内的流动均匀,避免层流。
5.4.5 熔体分配管道采用多通阀或分配器,有利于熔体的分配,避免死角。采用静态混合器有利于减少熔体管道横断面上熔体的温度、停留时间和黏度的差异,保证熔体整体的均匀。
5.4.6 为保证纺丝熔体质量和纺丝生产过程的稳定,延长纺丝组件的更换周期,减少因更换组件带来的熔体损耗及废丝的增加,以及增加组件清洗成本,对于采用切片纺生产涤纶长丝和复合纤维的聚酯熔体管道上,应设熔体过滤器,以除去熔体中的杂质和凝聚粒子;而对于采用切片纺生产大有光产品,以及短纤维产品,由于熔体中杂质较少,或对熔体质量要求略宽,组件内过滤砂能达到理想的过滤目的,因此管道上可不设熔体过滤器。对于复合纤维生产,虽然生产涤纶/锦纶复合纤维的锦纶熔体不需设过滤器,但考虑到复合纤维组分的多样性,其非涤纶组分的熔体管道上仍宜设过滤器。
5.4.7 熔体停留时间过长,会造成熔体降解、黏度降低、端羧基含量升高、色相变差,使熔体质量下降,后续纺丝容易出现飘丝、断头现象。因此,在满足管道系统柔性的前提下,应尽量缩短熔体停留时间,保证熔体质量。
5.4.8 纺丝熔体管道设计宜对称布置是为了使熔体停留时间、压力降、摩擦受热程度尽量相同,保证丝的产品品质稳定。
5.4.9 采用铜线跨接主要是消除由于输送摩擦而引起的管道静电,保证生产安全。采用大曲率半径弯头,主要是减少输送阻力,以及防止堵塞管道。
5.4.10 聚酯切片靠自重出料的出料口管道与垂直方向之间的夹角大于45°,易造成下料不畅,甚至堵料的后果。如因空间限制,必须使夹角大于45°,则需要增加振动装置或气体松动装置。
5.4.11 联苯、联苯醚的渗透性很强,采用波纹管密封阀门有利于减少它的释放系数。
5.4.12 本条是根据现行国家标准《石油化工企业防火设计规范》GB 50160和《工业金属管道设计规范》GB 50316的相关规定制定的。
5.4.13 涤纶工厂使用的热媒温度较高,一般在250℃~320℃,为保证热媒管道的使用应力、管架受力和管道对与之连接离心泵管口的推力或力矩都在安全范围内,防止管道应力过大或疲劳引起的管道或支架破坏,以及连接处变形产生泄漏的危险,因此,应进行热媒管道的热应力计算。而利用管道走向的自然补偿是最经济的办法。
5.4.14 气相热媒管道中会有部分凝结成液相热媒,管道采用逆流坡度可以防止液相热媒积存在管道阻塞气相热媒的流通,并能够使冷凝的液相热媒回流到热媒发生装置或热媒贮槽内。
5.4.17 规定该距离是防止一次热媒进、出流向短路,影响工艺生产。
5.4.18 规定设置定位板是防止外管发生较大的偏心。
5.5 管道安装及检验要求
5.5.3 为保证重要管道的施工焊接质量,根据实际安装经验,制定本条规定。
5.5.7 以水为介质做压力试验后,很难把管道中残余的水分除净。在热媒升温过程中,残余的水蒸发而使管道中压力急剧上升,不安全。如果现场不具备提供气压试验所要求压力的设备,可用液相热媒作为试验介质,进行液压试验。
5.5.8 夹套管内管必须在射线和着色检验合格后再封入套管,以防止内管因焊接缺陷引起返工,增加工作量和材料浪费。
进行热媒的热冲击试验,是检验熔体夹套管和热媒管道在高温状态下的密闭性能,防止正常生产过程中出现热媒泄漏事故。
5.5.9 本条按现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235的相关规定制定。
5.5.10 热媒管道采用氩弧焊打底,有利于内焊口成型良好,防止热媒渗漏,减少管道内焊渣。
6 辅助生产设施
6.1 化 验 室
6.1.1 化验室靠外墙布置有利于通风和排废水;背光布置有利于减少眩光对分析的干扰;远离有振动、辐射及发热的设施,也是防止对分析的干扰。
6.1.2 天平室使用的仪器较精密,需减少外界的干扰;而烘箱间热量散发较大,在条件允许时,也宜单独布置。
6.1.3 天平室使用的精密天平,对房间气流的稳定性有较高的要求,因此,不应设置外窗。
6.1.4 化验室分析实验需用到一些化学药品,而有的药品或有毒、或易挥发、或有腐蚀性,为保证操作人员的健康,一些实验应在通风柜里进行操作。
6 辅助生产设施
6.1 化 验 室
6.1.1 化验室靠外墙布置有利于通风和排废水;背光布置有利于减少眩光对分析的干扰;远离有振动、辐射及发热的设施,也是防止对分析的干扰。
6.1.2 天平室使用的仪器较精密,需减少外界的干扰;而烘箱间热量散发较大,在条件允许时,也宜单独布置。
6.1.3 天平室使用的精密天平,对房间气流的稳定性有较高的要求,因此,不应设置外窗。
6.1.4 化验室分析实验需用到一些化学药品,而有的药品或有毒、或易挥发、或有腐蚀性,为保证操作人员的健康,一些实验应在通风柜里进行操作。
6.2 物 检 室
6.2.1 物检室靠近产品待检区,有利于减少操作人员的劳动强度,及时取样。
6.2.2 由于物检分析室使用的仪器较精密,为保证分析数据的准确,防止外界因素的干扰,因此,物检室应远离有振动和噪声的设施。
6.2.3 涤纶短纤维检测方法是每批按比例从250kg~350kg的包装里取样,测试工作量相对较少。因此,全厂宜设一个物检室。
6.2.4 涤纶长丝物检测方法是每批按比例从丝筒上取样,测试工作量相对较大,测试指标也相对较多。因此,宜在每个生产车间设物检室;对于大型涤纶长丝生产工厂,宜在纺丝车间和加弹车间分别设物检室,以方便检测。
6.2.5 染色、干燥间湿热较大,靠墙布置有利于通风和排废水;判色间宜设计成避光的房间,以减少眩光的干扰;而仪器检测间对房间的温、湿度有较高的要求,因此应尽量避免靠外墙布置,并按本规范第12.1.3条控制温度和相对湿度。
6.3 纺丝油剂调配间
6.3.1 纺丝油剂调配间设在纺丝车间一层附房内,有利于纺丝油剂桶的搬运、储存。如果工艺及布置需要,也可将油剂调配间设在三楼或四楼附房内。
6.3.2 本条主要是避免油剂在油桶里凝固无法吸出,而影响调配。纺丝油剂的最佳温度是20℃~25℃,温度太低容易引起油剂起泡,影响上油效果和计量泵精确计量;温度太高容易使油剂变质,使得油剂保存时间缩短。
6.3.3 油剂调配设备布置应尽量依靠自重方式设计。调配设备放在同一附房内,有利于减少操作人员,方便管理。
6.4 纺丝组件清洗间
6.4.1 纺丝组件一般每个质量均在5kg~20kg,质量较大,就近布置纺丝组件清洗间,便于操作人员运输和清洗,减少操作人员搬运的工作强度。
6.4.2 三甘醇清洗法(操作温度约275℃)和真空煅烧炉清洗法(操作温度约450℃)是目前较成熟、有效的喷丝板清洗方法。但采用真空煅烧炉清洗法时,必须注意控制炉内温度,避免过高温度对喷丝板的不利影响。
涤锦复合纤维喷丝板和分配板制造比较精密,应采用较温和的清洗方式,以避免损伤喷丝板和分配板,因此宜采用三甘醇清洗法。对于涤纶与聚乙烯或聚丙烯复合纺丝的喷丝板和分配板,可采用真空煅烧炉清洗法。
6.4.3 由于熔体过滤芯是由细的金属丝网和烧结金属毡组成,高温会造成过滤芯的金属丝网和烧结金属毡变形和破坏。而三甘醇清洗法温度在300℃以下,水解清洗法使用温度在400℃以下,处理温度较温和。因此,宜采用三甘醇清洗法和水解清洗法。
6.4.4 三氧化二铝流化床和盐浴炉均使用细微石英砂和盐,颗粒较小容易飘逸和污染周围环境,并存在打磨组件造成公差配合误差的可能,目前新建工程项目基本不采用这两种方法。
6.4.5 废三甘醇存在污染环境的可能,因此不得直接排放,避免产生二次污染。规模较大的涤纶工厂,应设三甘醇回收处理装置;规模较小的涤纶工厂,应设三甘醇收集设施,并妥善处理。
6.4.6 真空煅烧炉清洗时的废气含有烟尘,需要处理后才能排空到大气,以防止大气污染。而三甘醇清洗温度高于其闪点,并接近其沸点,正常操作时,其工作温度约275℃。因此,三甘醇在密闭的清洗槽中清洗组件时,为防止设备超压并减少蒸发的气体泄漏,其排气系统应设冷却器和阻火器。目的是冷凝蒸发的气体、减少环境污染、节约原料,同时又防止外界火花可能引起的爆炸。
6.4.7、6.4.8 由于三甘醇清洗炉必须降温后才能开盖,正常情况下很少有三甘醇发散出来。但为了防止因炉盖密封不良引起少量三甘醇逸出,保证工作场所空气中三甘醇浓度低于三甘醇爆炸下限的10%(25℃时,爆炸下限为0.9%),因此,三甘醇清洗炉的房间应满足通风要求。同时对电动葫芦的选型作出规定,以满足通风达不到要求时的安全。
6.4.9 本条规定是为保证操作间的空气质量良好,排出有害气体。
6.4.10 超声波清洗设备操作时噪声较大,容易引起操作人员听力受损。因此宜单独布置。
6.4.11 喷丝板镜检仪是利用光学原理进行检查,设备自带光源。为减少眩光对检验的干扰,因此,镜检室宜设在背光的单独房间里。
6.4.12 异丙醇闪点仅12℃,为可形成可燃性气体或蒸汽的甲类液体。同时,检测滤芯是间歇操作,检测槽需打开盖后才能放入或取出滤芯。因此,异丙醇检测槽应视为1级释放源。根据现行国家标准《爆炸性气体环境用电设备 第14部分:危险场所分类》GB 3836.14的相关规定,1级释放源在中级通风、有效性良好条件下,危险区域为1区。而设计时采用专用的排风系统可满足通风有效性良好的要求。
6.4.13 高压水冲洗设备主要起到冲刷和清出固体附着物的作用。
6.5 热媒间(站)
6.5.1 热媒加热系统在远高于其闪点和压力下运转,一旦发生故障或泄漏,必须有释放的渠道,以避免着火及形成爆炸性气体环境的可能。热媒接收槽主要作用是回收和突发事件时临时储存。考虑事故发生的几率和经验,纺丝车间的热媒收集槽容积不应低于系统的30%。
纺丝车间采用的热媒为联苯和联苯醚混合物。虽然该系统在高于其闪点下运转,但其闪点远高于环境温度(联苯为113℃,联苯醚为111℃)。同时,本条及第3.1.5条、第6.5.3条规定了安全措施,所以未将热媒间列为爆炸危险环境。工程设计中若不能满足这些规定时,应另采取相应的安全防护措施。
热媒收集间设在一层有利于收集热媒。
6.5.3 本条规定的目的是减少热媒输送中的热量损失。
6.6 原料库和成品库
6.6.4 多数调配胶料的化学品都有一定毒性和储存要求,设置独立的化学品库有利于保证安全。间苯二酚是可燃、有毒、有刺激性物质,易溶于水,受潮变色,遇明火、高热可燃,并释放出有毒气体,应避光、避水贮存;氨水具有强烈的刺激性,应贮存在阴凉、避风、隔绝火源的场所,以减少氨的挥发和避免发生爆炸事故;固体氢氧化钠应避免接触水;甘油三缩水甘油醚有刺激性,分解温度大于60℃,在高热环境下可分解,并可能形成爆炸性气体或蒸气混合物,应避光贮存;封闭异氰酸酯溶液怕冻怕热,贮存温度应保持在5℃~40℃。
6.6.5 浸胶乳胶液调配使用37%甲醛水溶液。甲醛的沸点为-19.5℃,闪点83℃,爆炸极限为7%~73%,属于高度危害、易燃、易爆物质,贮存间应设排风设施,并避免阳光照晒,同时电气需考虑防爆措施,建筑需按本规范第10.5.7条的规定采取防爆、防火措施。
6.6.6 涤纶短纤维打包机后设中间库,有利于产品检验,避免入库后检验造成的倒库问题。
7 自动控制和仪表
7.1 一般规定
7.1.1 自控设计应考虑安全可靠、技术先进、经济合理、操作维护方便几个因素的综合平衡,体现国家提倡的节能降耗、保护环境的基本国策。
7.1.3 在同一工程项目中,尽可能减少仪表的品种、规格,有利于减少仪表的备品备件,减轻维护人员的劳动强度。
7 自动控制和仪表
7.1 一般规定
7.1.1 自控设计应考虑安全可靠、技术先进、经济合理、操作维护方便几个因素的综合平衡,体现国家提倡的节能降耗、保护环境的基本国策。
7.1.3 在同一工程项目中,尽可能减少仪表的品种、规格,有利于减少仪表的备品备件,减轻维护人员的劳动强度。
7.2 控制水平
7.2.1 过程控制系统(PCS)是分散型控制系统(DCS)、可编程序控制器(PLC)、工业控制计算机的统称。系统选型时应根据过程控制点数多少和控制要求合理选用。一般规模较大且模拟量较多时采用DCS系统,规模较小、数字量较多时选用PLC,规模更小时选用工业控制计算机。
7.2.2 随机控制单元的主要信号是指运行、停止、故障、公共报警、转速、马达电流,操作控制等信号。信号数量较少或关键信号宜采用硬接线连接,数量较多时宜采用总线通讯方式。
7.2.3 主流程的转动设备和旋转机械是指主生产工艺流程的熔体输送、切片输送、固相缩聚、纺丝、卷绕、后处理、浸胶等工段中的转动设备和旋转机械。
7.2.5 油剂调配、组件清洗、胶液调配过程监控点数较多、控制较复杂时选用可编程序控制器(PLC),较少时选用数显仪表进行监控。
7.3 主要控制方案
7.3.3 涤纶工厂中由于熔体的黏度较大、温度较高,熔体输送泵、熔体增压泵等容积式输送泵出口压力均较高,为了保护设备和操作人员人身安全必须设置压力高限联锁停泵控制系统。本条为强制性条文。
7.4 特殊仪表选型
7.4.5 热媒介质的控制阀采用波纹管密封是为了减少工艺介质泄漏。
7.4.7 HART(Highway Addressable Remote Transducer)通讯协议为加载在4mA~20mA之上的脉冲信号,为仪表的远程校验、维护提供了数据传输功能。
7.4.8 直接安装在机械设备上的一次仪表是指设备上的温度计、热电阻、压力表、压力开关、压力变送器、位置开关、电磁阀等。这些机械设备包括:螺杆挤压机、纺丝机、卷绕机、集束机、落桶机、卷曲机、切断机、打包机、热媒蒸发器等。
7.5 控制系统配置
7.5.1 涤纶工厂的操作区域、生产线、操作单元一般划分如下:
涤纶长丝装置按纺丝、加弹划分;
涤纶短纤维装置按纺丝、后处理划分;
涤纶工业丝按纺丝、捻织和浸胶划分;
直纺熔体输送也可单独划分单元。
按过程检测、控制点数及其复杂程度配置时,操作站数量一般配置如下:
50控制回路或800个检测点、报警点以下可配置2台;
50~150控制回路或(800~1500)个检测点、报警点可配置3台~4台;
150~250控制回路或(1500~3000)个检测点、报警点可配置4台~6台;
250控制回路或3000个检测点、报警点以上可根据需要配置。
7.5.2 有的系统服务器兼做工程师站。
7.6 控 制 室
7.6.1 纺丝冷却风空调宜与主生产装置合用控制室,环境空调可单独设控制室或采用就地控制。
7.6.2 热媒站、浸胶车间可不分操作室和机柜室。
7.6.3 涤纶长丝装置、涤纶短纤维装置、涤纶工业丝装置大部分区域为安全区,因此控制室的位置应重点考虑操作管理方便、电缆敷设经济合理。
7.6.4 由于纺丝、卷绕、后处理、浸胶的流程较长且信号较多,为了电缆敷设的经济合理,一般均在车间的附房内分别设机柜室,再用通讯电缆将信号集成到一个控制系统中,进行集中监视和管理。
7.6.8 装置监控信号较多时控制室一般应设抗静电架空地板,较少时可采用水磨石或其他易清洁地面。
7.6.9 控制室架空地板下设置电缆托盘的目的是将电缆分类以减少干扰,便于以后的维护和改、扩建。
7.7 仪表安全措施
7.7.4 重要的安全联锁一般是指生产线的紧急停车,容积式输送泵出口压力高限联锁。
7.7.5 冗余的通讯电缆采用不同的敷设路径是为了减少机械损坏造成通讯中断。
7.7.6 仪表电缆可分为本安信号电缆、非本安信号电缆(包括48V或48V以下电源电缆)、48V以上电源电缆和通讯电缆四类。
7.7.7 仪表信号电缆与电力电缆的敷设间距应符合现行行业标准《石油化工仪表管道线路设计规范》SH/T 3019或《仪表配管配线设计规定》HG/T 20512的规定。
7.7.9 对于三芯及以下电缆,每芯截面积宜为1.0mm2~1.5mm2。对于四芯及以上电缆,每芯截面积宜不小于0.75mm2。对于24VDC电源电缆,每芯截面积不应小于2.5mm2。
8 电 气
8.1 一般规定
8.1.1 本条阐述了电气设计中应遵守的准则。
8.1.2 节能是一项重要的国策。合理确定供电电压等级和变配电所的布局,是节约有色金属、降低线路损耗、降低运行成本、节省投资的有效措施。制定本条规定的目的是:强调节能设计中设计方案、变配电布局的重要性,设计要采用成熟、有效的节能措施,重视推广节能技术和节能产品,努力降低电能损耗。
8 电 气
8.1 一般规定
8.1.1 本条阐述了电气设计中应遵守的准则。
8.1.2 节能是一项重要的国策。合理确定供电电压等级和变配电所的布局,是节约有色金属、降低线路损耗、降低运行成本、节省投资的有效措施。制定本条规定的目的是:强调节能设计中设计方案、变配电布局的重要性,设计要采用成熟、有效的节能措施,重视推广节能技术和节能产品,努力降低电能损耗。
8.2 供 配 电
8.2.1 涤纶工厂瞬时断电会使连续纺丝因断丝而中断生产;因断头使正在卷绕的长丝筒降至等外;恢复供电后重新生头到生产出合格产品时间较长,会产生大量废丝,所以条文规定纺丝生产装置和主要辅助生产设施的纺丝冷却风等生产用电负荷应为二级负荷。气体爆炸场所用于稀释爆炸介质浓度的通风机因断电会增加爆炸危险性,所以划为二级负荷。
涤纶工厂消防用电按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定划分,应为二级负荷。
涤纶工厂后加工、厂区工程等其他用电负荷断电不会造成安全问题,带来的经济损失有限,所以划为三级负荷。
8.2.2~8.2.4 涤纶工厂的二级负荷占有相当大的比例,且用电负荷较大,根据用电负荷及电力系统的供电环境,涤纶工厂一般采用6kV~110kV电压等级专线供电。所以作出了主接线及配电变压器配置的相关规定。
8.2.5 爆炸危险环境场所分类需考虑可燃性物质的释放源;释放源的等级和通风;释放的频度,持续时间和数量;遇到紧急情况时还应采取措施等,不同的措施直接影响危险区的划分,合理缩小爆炸危险环境场所有利于安全。所以该条仅原则性提出要求。
8.3 照 明
8.3.2 根据现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052蓄电池可作为应急电源。鉴于涤纶工厂应急照明负荷量不大,当蓄电池作为应急电源技术经济性合理时可选用UPS或EPS。EPS-DC型正常时由公网供交流电;当公网失电时直流供电,EPS-DC型适用于向配置电子整流器的荧光灯供电。UPS和EPS-AC当公网失电,蓄电池经逆变器供交流电。
8.4 防 雷
8.4.1 不同厂商提供的热媒技术参数不同,有的为爆炸介质;有的为非爆炸介质,依据《建筑物防雷设计规范》GB 50057建筑物的防雷分类的规定,非爆炸介质的热媒不应划为二类,所以作出本条规定。
8.6 火灾自动报警
8.6.1~8.6.4 火灾自动报警是否设置应依据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定,具体实施依据现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116的规定,所以条文中明确了其相互关系。
9 总平面布置
9.1 一般规定
9.1.1 厂区总平面布置防火设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。该规范未作规定者应按《建筑设计防火规范》GB 50016和国家其他现行有关设计标准的规定执行。
9.1.2 为使涤纶工厂尽可能减少烟尘、噪声及其他有害气体对居住区产生的影响,特作此规定。
9.1.3 节约用地是我国的一项基本国策,本条对此作出原则性规定。本章其他一些条款以及第10章某些条款均对节约用地措施的不同层面作出了规定和要求,各工程应因地制宜,合理布置。
9.1.4 涤纶工厂总平面布置主要技术经济指标的内容应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的规定,其具体指标应符合国家及地方有关行政主管部门的规定。主要生产厂房和辅助生产设施均应按需要设置,并符合有关规定。
9.1.5 总平面布置应首先满足生产工艺流程的要求,并在此基础上采取有效的、综合性的措施,提高土地利用率。
9.1.6 工厂分期建设时,应正确处理近期与远期的关系,一次规划,分期实施,近期集中布置,远期预留发展。
9 总平面布置
9.1 一般规定
9.1.1 厂区总平面布置防火设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。该规范未作规定者应按《建筑设计防火规范》GB 50016和国家其他现行有关设计标准的规定执行。
9.1.2 为使涤纶工厂尽可能减少烟尘、噪声及其他有害气体对居住区产生的影响,特作此规定。
9.1.3 节约用地是我国的一项基本国策,本条对此作出原则性规定。本章其他一些条款以及第10章某些条款均对节约用地措施的不同层面作出了规定和要求,各工程应因地制宜,合理布置。
9.1.4 涤纶工厂总平面布置主要技术经济指标的内容应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的规定,其具体指标应符合国家及地方有关行政主管部门的规定。主要生产厂房和辅助生产设施均应按需要设置,并符合有关规定。
9.1.5 总平面布置应首先满足生产工艺流程的要求,并在此基础上采取有效的、综合性的措施,提高土地利用率。
9.1.6 工厂分期建设时,应正确处理近期与远期的关系,一次规划,分期实施,近期集中布置,远期预留发展。
9.2 总平面布置
9.2.1 涤纶工厂生产厂房占地面积、原料及成品运输量均较大,地上及地下工程管线较多,管线布置应顺畅、短捷,有利于节约能源并降低生产成本,故作此原则性规定。各工程应因地制宜,根据具体情况,合理布置。
9.2.2 对直接纺丝工艺,纺丝车间尽可能靠近聚酯车间、尽可能缩短熔体管道的长度,可以减少聚酯熔体在高温下的停留时间,有利于减少聚合物的热降解。
9.2.3 目前多数涤纶工厂的生产规模较大,应缩短成品的厂内运输距离,故作此规定。
9.2.4 热媒站及污水(预)处理站应减少对厂区可能产生的影响。引入厂区内的35kV以上的架空高压线,应减少其在厂区内的长度,并沿厂区边缘布置。
9.2.5 当前我国涤纶工厂的生产规模多数较大,为满足消防、货物运输、人员进出需要及人、货分流要求,特作此项规定。
9.2.6 通道宽度影响厂区建筑系数,即土地利用率。应根据本条要求,综合考虑,合理确定通道宽度。
9.3 竖向布置
9.3.1 防洪与排除雨水是竖向布置的重要内容之一。应根据有关标准,合理确定场地设计标高和场地排水坡度。
9.3.2 涤纶工厂地上及地下工程管线较多,原料及成品运输较频繁,故作此规定。
9.3.3 为满足车辆运输要求并防止厂内积水,特作此规定。
9.3.4 平原地区与山区建厂竖向布置侧重点有所不同,应根据实际情况,综合考虑各种因素,合理确定场地设计标高。
10 建筑、结构
10.1 一般规定
10.1.1 涉及湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土等地区建设的现行标准有:《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025、《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112、《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118等。
10.1.2 涤纶工厂防火设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。该规范未作规定者应按《建筑设计防火规范》GB 50016和国家其他现行有关设计标准的规定执行。
10.1.3 目前,住房和城乡建设部和各省、市均有节能及推广新产品、新技术等方面的要求,本条作出原则性规定,各建设项目可根据各地情况和具体规定执行。
10 建筑、结构
10.1 一般规定
10.1.1 涉及湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土等地区建设的现行标准有:《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025、《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112、《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118等。
10.1.2 涤纶工厂防火设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。该规范未作规定者应按《建筑设计防火规范》GB 50016和国家其他现行有关设计标准的规定执行。
10.1.3 目前,住房和城乡建设部和各省、市均有节能及推广新产品、新技术等方面的要求,本条作出原则性规定,各建设项目可根据各地情况和具体规定执行。
10.2 生产厂房
10.2.1 目前,我国现浇钢筋混凝土框架结构、单层现浇或预制钢筋混凝土排架结构工业厂房在涤纶工厂建设中广泛应用,从规范到实践都很成熟,故本规范推荐这一建筑结构形式。涤纶生产厂房的后加工、打包、包装、成品中间库及顶层空调机房等,有条件的也可采用钢结构。
建筑抗震设防类别中,“标准设防类,简称丙类”是依据2008年我国汶川地震后修订的《建筑工程抗震设防分类标准》GB 10223-2008制定的。
10.2.3、10.2.4 本规定的目的是为了在涤纶工厂建设中尽可能节约能源、节约用地及节约投资。布置紧凑有利于工程管线的顺畅、短捷,组成联合厂房是节省用地的有效措施。各工程项目应根据具体情况,合理布置。
组成联合厂房时,由于不同功能区毗连在一起及由于厂房面积增大,会对防火、采光、屋面排水、振动和建筑结构构造等方面增加困难,在联合厂房的设计中,应特别注意妥善处理这些方面的问题。
10.2.5 本规定有利于安全生产及节能。
10.2.6 为满足生产及节能要求,或避免在不利气候条件时,车间围护结构内表面产生结露,作此规定。在本条规定的气候区建厂的空气相对湿度较大的生产车间应对围护结构进行防结露验算。
10.2.7 本条针对涤纶工厂不同生产车间、生产工艺对温、湿度的特殊要求,为满足工艺性空气调节要求作出规定。
10.2.8 为保证职工的身体健康和安全生产,作此规定。
10.2.9 本条所列生产部位的地面荷载较大并要求通行运输车辆,故作此规定。
10.3 生产厂房附房
本节生产厂房附房指附设在生产厂房内的辅助生产、生活和行政管理用房。
10.3.1 工业厂房常常会进行技术改造,有时会将非生产性附房改作生产性附房。因此这类附房的活荷载宜根据具体情况,考虑上述可能性。
10.3.4 高压开关室、低压配电室电缆较多,采用架空地板便于布线。如果采用电缆沟,应有可靠的防水或防潮措施,并应防止小动物进入电缆沟内。
10.3.7 物检室的检测间及组件清洗间的计量泵校验间温、湿度要求较高,故作此规定。
10.3.9 本规定有利于安全疏散。
10.3.10 为贯彻国家节能方针,并满足劳动保护要求,作此规定。
10.4 厂区工程
本节厂区工程系指厂区内单独或合并设置的辅助生产设施。
10.4.1 本条规定的目的是为了有效节约用地、节约投资及节约能源。
10.4.4 本条规定的目的是为保证安全生产。
10.4.5 本条规定的目的是为了加强自然通风,有利于安全生产。
10.5 建筑防火、防爆、防腐蚀
10.5.2 涤纶短纤维的后加工部分为湿加工,按防火规范应为丁类火灾危险性,但因生产工艺的连续性,在工程实践中与丙类火灾危险区域之间难于分割,因此规定整个涤纶短纤维生产的火灾危险性为丙类。
10.5.3 涤纶工厂的生产厂房内常常附设原料库或成品(中间)库,有时其占地面积很大,应采用防火墙与生产车间隔开,各自构成单独的防火分区。并要求生产厂房与仓库应分别符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的规定。
10.5.4 在同一个防火分区内,生产火灾危险性不同,应做有效分隔,分别采取不同的防火措施,有利于安全生产和管理。
10.5.5 涤纶生产厂房的纺丝甬道必须贯穿楼板,而且甬道不允许封堵;纺丝箱体及甬道与楼板之间的缝隙也难以封堵。考虑到我国近30年几百家涤纶工厂的生产实践,至今并未有重大火灾事故发生。同时纺丝箱体和甬道间内一般不设固定操作人员,仅有少量巡视人员。卷绕间虽设有固定岗位,但人员很少,人均建筑面积均超过50m2。所以做本条规定,即规定采取一定措施后,对纺丝甬道贯穿楼板的孔洞未要求进行防火封堵处理,对于无法封堵的涤纶纺丝车间各楼层,仍视为不同的防火分区,其防火分区建筑面积不必上下各层累计计算。
10.5.6 涤纶工厂的生产规模一般都很大,并有继续加大的趋势,因此涤纶生产厂房的占地面积和建筑面积也很大。但生产工艺又不允许在车间内设置太多的防火墙和防火分区,也不允许将一座生产厂房拆分为两座或数座,因此安全疏散距离往往难以满足现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定。考虑到纺丝车间一般不设固定操作岗位且人均建筑面积均超过50m2,故本条要求采取一定的安全措施,允许向相邻的防火分区疏散,并认为相邻的防火分区是安全区域,以解决疏散距离过长的问题。
10.5.7 本条所述的生产设施一般设在生产厂房的附房内。本规范已规定有关专业在一定范围内采取相应的防爆措施,因此对建筑结构专业除甲醛储存间外,不提出防爆要求。甲醛储存间则应考虑防爆措施。上述生产设施有可能散发少量可燃气体,应与生产厂房的其他部分之间做有效分隔,地面应采用不发生火花的材料。靠外墙布置可利用自然通风,降低可燃气体的浓度,并为机械排风提供便利条件,这对安全生产是有利的。
10.5.8~10.5.10 这三条综述了涤纶工厂防腐蚀设计的一般要求,目的是避免或减少腐蚀性介质对地下水、自然环境和建筑物、构筑物及其地基与基础的影响与破坏,并尽可能节省防腐蚀工程的费用。
10.5.11 本条所述的生产部位存在腐蚀性介质,应在设计中采取防腐蚀措施。有效的自然通风与机械通风可减少对生产厂房的腐蚀,并可以改善生产环境。
10.5.12 本规定的目的是防止地下管道中腐蚀性液体泄漏,对地基土壤和建筑物或构筑物基础产生腐蚀。
11 给水排水
11.2 给 水
11.2.1 涤纶工厂的给水系统主要包括生活给水、生产给水、消防给水、除盐水、循环冷却水和冷冻水系统等,由于各给水系统对水质、水温、水压和水量的要求不同,所以给水系统的划分应经过综合比较后确定,其中循环冷却水和冷冻水应为重复使用系统。
11.2.2 涤纶生产所需的生产用水、除盐水、循环冷却水的水质、水温、水压和水量,应由工艺和相关专业确定并提供设计条件。涤纶生产所需的总用水量包括新鲜水和重复使用水量。其中新鲜水用水量包括生活用水量、生产用水量、除盐水制备水量、循环冷却水和冷冻水的补充水量、公用设施用水量和未预见用水量,用水量宜结合工程同时使用情况计算,防止计算用水量偏大,造成工程不必要的浪费。其中未预见用水量可按生活用水、生产用水、除盐水制备用水、循环冷却水和冷冻水的补充水、公用设施用水之和的10%~15%计算。重复使用水量包括循环冷却水量和冷冻水量。
11.2.4 根据我国提倡建设节约型社会的有关要求,并结合近几年涤纶工厂的设计实践,涤纶工厂全厂给水重复使用率均能够达到95%以上,故制定本条文作为涤纶工厂设计的基本要求。重复使用率按下式计算:
循环冷却水量+冷冻水量
重复使用率(%)= ——————————————————————×100% (3)
循环冷却水量+冷冻水量+生产用水量+生活用水量
11.2.5 在涤纶生产过程中,由于各给水系统用水量的大小存在不确定性,所以本条强调各给水系统的管道设计流量应按最高日最高时用水量确定,支管道设计宜按秒流量计算。而管道设计的沿程水头损失可按《建筑给水排水设计规范》GB 50015提供的下式进行计算:
i=105Ch-1.85dj-4.87qg1.85 (4)
式中:i——管道单位长度水头损失(kPa/m);
dj——管道计算内径(m);
qg——给水设计流量(m3/s);
Ch——海澄-威廉系数,各种塑料管、内衬(涂)塑管Ch=140;铜管、不锈钢管Ch=130;衬水泥管、树脂的铸铁管Ch=130;普通钢管、铸铁管Ch=100。
由于国内大型石油化工企业已按现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160的要求将生产给水系统和消防给水系统分为各自独立系统,各系统的管道压力可按各自系统进行计算。而对于小型企业,采用生产、消防合用给水系统时尚应按消防时的合并流量、压力进行复核。
11 给水排水
11.2 给 水
11.2.1 涤纶工厂的给水系统主要包括生活给水、生产给水、消防给水、除盐水、循环冷却水和冷冻水系统等,由于各给水系统对水质、水温、水压和水量的要求不同,所以给水系统的划分应经过综合比较后确定,其中循环冷却水和冷冻水应为重复使用系统。
11.2.2 涤纶生产所需的生产用水、除盐水、循环冷却水的水质、水温、水压和水量,应由工艺和相关专业确定并提供设计条件。涤纶生产所需的总用水量包括新鲜水和重复使用水量。其中新鲜水用水量包括生活用水量、生产用水量、除盐水制备水量、循环冷却水和冷冻水的补充水量、公用设施用水量和未预见用水量,用水量宜结合工程同时使用情况计算,防止计算用水量偏大,造成工程不必要的浪费。其中未预见用水量可按生活用水、生产用水、除盐水制备用水、循环冷却水和冷冻水的补充水、公用设施用水之和的10%~15%计算。重复使用水量包括循环冷却水量和冷冻水量。
11.2.4 根据我国提倡建设节约型社会的有关要求,并结合近几年涤纶工厂的设计实践,涤纶工厂全厂给水重复使用率均能够达到95%以上,故制定本条文作为涤纶工厂设计的基本要求。重复使用率按下式计算:
循环冷却水量+冷冻水量
重复使用率(%)= ——————————————————————×100% (3)
循环冷却水量+冷冻水量+生产用水量+生活用水量
11.2.5 在涤纶生产过程中,由于各给水系统用水量的大小存在不确定性,所以本条强调各给水系统的管道设计流量应按最高日最高时用水量确定,支管道设计宜按秒流量计算。而管道设计的沿程水头损失可按《建筑给水排水设计规范》GB 50015提供的下式进行计算:
i=105Ch-1.85dj-4.87qg1.85 (4)
式中:i——管道单位长度水头损失(kPa/m);
dj——管道计算内径(m);
qg——给水设计流量(m3/s);
Ch——海澄-威廉系数,各种塑料管、内衬(涂)塑管Ch=140;铜管、不锈钢管Ch=130;衬水泥管、树脂的铸铁管Ch=130;普通钢管、铸铁管Ch=100。
由于国内大型石油化工企业已按现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160的要求将生产给水系统和消防给水系统分为各自独立系统,各系统的管道压力可按各自系统进行计算。而对于小型企业,采用生产、消防合用给水系统时尚应按消防时的合并流量、压力进行复核。
11.3 排 水
11.3.1 涤纶工厂的排水系统主要包括生活污水、生产污水、清净废水和雨水系统。生产污水主要是油剂废水、组件清洗及化验和冲洗地面等含有低浓度污染物的污水。清洁废水主要是未受有机污染的空调排水。生产污水宜与其他装置的生产污水合流后排至污水处理场处理。清洁废水可排入雨水系统。
11.3.3 排水设备不宜与重力流排水管道直接相连接,一般采用漏斗分开,排水管下部位应设置水封装置。排水量较小时,也可采用直接排入地漏的方式。
11.3.4 空调机组的排水有可能排入蒸汽冷凝水,所以宜采用金属排水管道。同理有可能排入冷冻水,所以当排水管道敷设在楼板下时宜做防结露保温层。
11.4 污水处理
11.4.1~11.4.3 这三条是对涤纶工厂生产污水处理作的一般规定。涤纶工厂生产所产生的生产污水应根据当地实际情况选择预处理方式,高浓度的废油剂应回收处理,不得直接排入污水处理设施影响污水处理的正常运行。浸胶废水应将废胶液分离后再与其他生产污水合并处理。
11.5 消防设施
11.5.1 涤纶短纤维生产厂房越来越大,单层面积达6万m2。由于生产工艺要求不能采用防火墙分隔,因此在工程设计中曾出现过采用防火水幕代替防火墙作为防火分区分隔设施的趋势。例如20世纪90年代设计的某石油化纤企业涤纶短纤维厂房建筑面积23561m2,设置三道防火分隔水幕,长度36m,水幕高度4.850m~8.350m,设计水幕消防用水量144L/s。防火分隔水幕不仅用水量大,而且防火隔烟效果并不理想,不符合火灾扑救应主动灭火的原则。因此本规范不推荐采用防火分隔水幕作为防火分区的分隔设施,仅限制使用在生产工艺需要,无法设置防火分区分隔设施时,只在生产流水线开口部位设置水幕保护。如近几年设计的涤纶短纤维厂房均采用生产流水线开口部位设置水幕保护系统的方式,水幕的保护长度利用水量与20世纪90年代设计的同规模工厂相比大幅度下降,水幕的消防用水量是90年代所设计工厂的38%,由于开口宽度和高度一般小于或等于4m,防火安全也有所提高。
11.5.4 涤纶工厂各建筑物应配置灭火器,灭火器配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的有关规定。在用电房间宜配置二氧化碳灭火器,其他部位宜配置干粉灭火器。
12 采暖、通风和空气调节
12.1 一般规定
12.1.3 涤纶生产的许多工序、工艺对车间的温度与相对湿度有一定的要求,合理选择其计算参数,对于保障生产、降低空气调节系统的投资与运行能耗十分重要。在满足工艺要求的前提下,采用较高的温度与较低的相对湿度,可以提高空气调节系统的经济性。
伴随我国涤纶工厂建设从成套引进、单机引进、直至国产化的进程,车间的温度与相对湿度对于产品质量的影响,经历了逐步认识的过程。早期,为保证产品质量,车间计算温度与计算相对湿度根据国外设备供应商的条件确定,要求较高。多年的生产运行发现,对于常规涤纶产品,在较宽的车间温度与相对湿度范围内,生产也可以正常进行。
一些工厂生产特殊品种或细旦品种时,部分车间采用较低的温度与较高的相对湿度。但不同工厂、不同工艺、不同产品的空调情况各有不同,因此本条所作规定较为灵活,设计时可根据实际情况确定。
物检室的温度和相对湿度是根据现行国家标准《纺织品的调湿和试验用标准大气》GB 6529的相关规定和涤纶工厂生产实际制定的。现行国家标准《纺织品的调湿和试验用标准大气》GB 6529规定:试验用标准大气分为温带标准大气(温度为20℃,相对湿度为65%的大气)和热带标准大气(温度为27℃,相对湿度为65%的大气),它们各分为1、2、3级标准,其温度控制精度均为±2℃,湿度控制精度分别为±2%、±3%、±5%;标准还规定:除特殊情况外,纺织品的物理和机械性能测定应按试验用温带标准大气的规定;用于仲裁性试验时采用温带标准大气的一级标准。
涤纶纤维的吸湿性在各类纤维中是较低的,对湿度的敏感性相对较低。根据涤纶工厂多年的实践经验,本规范对物检室仪器检测间空调的温度、湿度参数采用了试验用温带标准大气3级标准,即温度为20℃±2℃,相对湿度为65%±5%,这一标准已能满足生产检验的需要。考虑到少数建设项目可能存在特殊需要,对相对湿度的控制精度又在表注中规定:“要求高的仪器检测间相对湿度精度可控制在±3%”。这些规定已能满足涤纶工厂设计的需要。
12.1.4 涤纶纺丝生产采用熔融法,以冷空气作介质冷却喷丝板出口的熔体成丝。丝束冷却风量的稳定与否对于纺丝生产具有直接、显著的影响,纺丝工艺对冷却风的温度与相对湿度均有一定要求,对于成丝质量的影响,温度甚于相对湿度。
工程设计中,丝束冷却风的温度与相对湿度计算参数一般根据纺丝设备供应商的条件确定,但各供应商的要求不尽相同。多数供应商要求丝束冷却风的温度与相对湿度在相对稳定的前提下,控制在一定的范围内即可;少数供应商除要求相对稳定外,更要求丝束冷却风可根据产品品种的变换,控制在不同的温度与相对湿度。
丝束冷却风采用较低的温度与较低的相对湿度,空气调节系统的投资与运行能耗均因此而增加,由于纺丝工艺对冷却风量的稳定有较为严格的要求,较低的相对湿度往往需要采用冷、热抵消的再热方式处理空气,因而能耗的增加尤甚。
涤纶生产中,影响成丝质量的因素众多,冷却风的温度与相对湿度只是其中之一。由于纺丝机型号不同,喷丝板直径不同,纺丝甬道高度不同,熔体条件不同,产品品种不同,涤纶工厂在实际运行中,丝束冷却风的温度与相对湿度也不尽相同。
历经多年的生产实践,对于常规品种,多数企业认同丝束冷却风的温度与相对湿度在一定范围内相对稳定即可满足要求。近年来,一些供应商的要求较为严格的工厂,尝试提高丝束冷却风的温度与相对湿度,在保证纺丝生产的同时,取得了较好的节能效果。
本规范在对部分涤纶工厂生产常规品种时丝束冷却风所用参数进行分析、归纳的基础上,列出了表12.1.4;当工艺无特殊要求时,丝束冷却风的温度、湿度可按表12.1.4设计。
某些特殊纤维品种对丝束冷却风的温度与相对湿度要求异于常规品种。例如:中空三维卷曲纤维,温度要求控制在18℃以下,高收缩(50%收缩率)纤维温度甚至要求低至16℃,对控制精度也有较高要求。因此,当生产特殊品种时,需按工艺要求设计。
12 采暖、通风和空气调节
12.1 一般规定
12.1.3 涤纶生产的许多工序、工艺对车间的温度与相对湿度有一定的要求,合理选择其计算参数,对于保障生产、降低空气调节系统的投资与运行能耗十分重要。在满足工艺要求的前提下,采用较高的温度与较低的相对湿度,可以提高空气调节系统的经济性。
伴随我国涤纶工厂建设从成套引进、单机引进、直至国产化的进程,车间的温度与相对湿度对于产品质量的影响,经历了逐步认识的过程。早期,为保证产品质量,车间计算温度与计算相对湿度根据国外设备供应商的条件确定,要求较高。多年的生产运行发现,对于常规涤纶产品,在较宽的车间温度与相对湿度范围内,生产也可以正常进行。
一些工厂生产特殊品种或细旦品种时,部分车间采用较低的温度与较高的相对湿度。但不同工厂、不同工艺、不同产品的空调情况各有不同,因此本条所作规定较为灵活,设计时可根据实际情况确定。
物检室的温度和相对湿度是根据现行国家标准《纺织品的调湿和试验用标准大气》GB 6529的相关规定和涤纶工厂生产实际制定的。现行国家标准《纺织品的调湿和试验用标准大气》GB 6529规定:试验用标准大气分为温带标准大气(温度为20℃,相对湿度为65%的大气)和热带标准大气(温度为27℃,相对湿度为65%的大气),它们各分为1、2、3级标准,其温度控制精度均为±2℃,湿度控制精度分别为±2%、±3%、±5%;标准还规定:除特殊情况外,纺织品的物理和机械性能测定应按试验用温带标准大气的规定;用于仲裁性试验时采用温带标准大气的一级标准。
涤纶纤维的吸湿性在各类纤维中是较低的,对湿度的敏感性相对较低。根据涤纶工厂多年的实践经验,本规范对物检室仪器检测间空调的温度、湿度参数采用了试验用温带标准大气3级标准,即温度为20℃±2℃,相对湿度为65%±5%,这一标准已能满足生产检验的需要。考虑到少数建设项目可能存在特殊需要,对相对湿度的控制精度又在表注中规定:“要求高的仪器检测间相对湿度精度可控制在±3%”。这些规定已能满足涤纶工厂设计的需要。
12.1.4 涤纶纺丝生产采用熔融法,以冷空气作介质冷却喷丝板出口的熔体成丝。丝束冷却风量的稳定与否对于纺丝生产具有直接、显著的影响,纺丝工艺对冷却风的温度与相对湿度均有一定要求,对于成丝质量的影响,温度甚于相对湿度。
工程设计中,丝束冷却风的温度与相对湿度计算参数一般根据纺丝设备供应商的条件确定,但各供应商的要求不尽相同。多数供应商要求丝束冷却风的温度与相对湿度在相对稳定的前提下,控制在一定的范围内即可;少数供应商除要求相对稳定外,更要求丝束冷却风可根据产品品种的变换,控制在不同的温度与相对湿度。
丝束冷却风采用较低的温度与较低的相对湿度,空气调节系统的投资与运行能耗均因此而增加,由于纺丝工艺对冷却风量的稳定有较为严格的要求,较低的相对湿度往往需要采用冷、热抵消的再热方式处理空气,因而能耗的增加尤甚。
涤纶生产中,影响成丝质量的因素众多,冷却风的温度与相对湿度只是其中之一。由于纺丝机型号不同,喷丝板直径不同,纺丝甬道高度不同,熔体条件不同,产品品种不同,涤纶工厂在实际运行中,丝束冷却风的温度与相对湿度也不尽相同。
历经多年的生产实践,对于常规品种,多数企业认同丝束冷却风的温度与相对湿度在一定范围内相对稳定即可满足要求。近年来,一些供应商的要求较为严格的工厂,尝试提高丝束冷却风的温度与相对湿度,在保证纺丝生产的同时,取得了较好的节能效果。
本规范在对部分涤纶工厂生产常规品种时丝束冷却风所用参数进行分析、归纳的基础上,列出了表12.1.4;当工艺无特殊要求时,丝束冷却风的温度、湿度可按表12.1.4设计。
某些特殊纤维品种对丝束冷却风的温度与相对湿度要求异于常规品种。例如:中空三维卷曲纤维,温度要求控制在18℃以下,高收缩(50%收缩率)纤维温度甚至要求低至16℃,对控制精度也有较高要求。因此,当生产特殊品种时,需按工艺要求设计。
12.2 采 暖
12.2.4 设置热风采暖的房间,当生产间断时,停运热风采暖,采用散热器进行值班采暖,可以降低能耗,故作本条规定。
12.3 通 风
12.3.5 在本规范第3.6.6条、第3.6.7条、第6.4.7条和第6.4.12条规定的部分场所,操作中可能散发可燃气体或蒸气,其间爆炸性气体危险区域的划分以一定通风条件为前提,详见上述条款的条文说明。故本条文规定,所述场所应能满足爆炸性气体危险区域划分所需的通风条件,其通风系统应采取相应的防爆安全措施。
12.3.6 在本规范第3.6.7条规定的部分场所,操作中可能散发有毒物质,详见该条的条文说明。因此,其通风系统应采取相应的防毒安全措施。
12.3.9 本条是涤纶长丝工厂生产车间的通风设计要求。
1 纺丝车间的熔体分配间、切片干燥间、螺杆挤压机间,生产设备与管道散发热量较多,工艺对室温没有严格要求,室内无固定操作岗位,仅在开、停车与检修时,人员需进入现场操作。
实际工程中,切片干燥间往往采用自然通风或机械通风排除余热。
早期建设的工厂,纺丝间的回风普遍经螺杆挤压机间或熔体分配间回至空调系统,一方面,回风吸热升温,致使空气处理装置长期无谓耗冷;另一方面,螺杆挤压机间、熔体分配间室温下降,又导致熔体保温耗热的增加。近年来,—些工厂在螺杆挤压机间或熔体分配间尝试采用自然通风或机械通风,生产中酌需开停,获得了较好的节能效果。
鉴于上述原因作本款规定。
2 加弹车间与纺丝车间的卷绕间生产全牵伸丝(FDY)时,在丝束的加热牵伸过程中,丝束上的油剂大量挥发,形成烟雾,需及时排除,故作本款规定。
12.3.10 本条是涤纶短纤维工厂生产车间的通风设计要求。
1 参见本规范第12.3.9条第1款的条文说明。
2 后处理车间的热辊牵伸机、蒸汽加热箱、紧张热定型机等设备,生产中散发热、湿,需及时排除,故应设置局部排风。松弛热定型机等设备以空气为介质干燥纤维,其设备排风温度、湿度较高,故应排至室外。
后处理车间,生产设备散发大量热、湿,但其厂房的面积较大,工艺对室内温、湿度没有严格要求,操作人员一般仅需巡回检查。为改善操作条件,本款规定宜向操作区域和岗位送风。
12.3.11 本条是涤纶工业丝工厂生产车间的通风设计要求。
1 参见本规范第12.3.9条第1款的条文说明。
2 参见本规范第12.3.9条第2款的条文说明。
3 浸胶车间的上胶工段生产设备散发有害物质与异味,干燥机散发热量较多,需及时排除,故作本款规定。
12.3.12 涤纶工厂有的辅助生产设施散发热、湿、异味或可燃、有毒物质,需及时排除。
1 组件清洗间操作中一般散发热、湿;采用三甘醇清洗工艺时,还可能散发可燃气体,详见本规范第6.4.7条的条文说明。
3 涤纶短纤维工厂盛丝桶搬运车的电瓶充电场所,可能散发可燃气体,详见本规范第3.6.6条的条文说明。
4 涤纶工业丝工厂浸胶车间的胶料调配间,可能散发有毒与可燃气体,详见本规范第3.6.7条的条文说明。
5 涤纶工业丝工厂浸胶车间的甲醛贮存间,可能散发有毒与可燃气体,详见本规范第3.6.7条的条文说明。甲醛属高度危害物质,且极易气化,当采用储罐贮存时,操作区卸料泵、输送泵及阀门比较集中,甲醛或有泄漏,故应设置局部排风,以保证人员的安全。
12.4 空气调节
12.4.5 冷却丝束后,丝束冷却风温度较高,其中一部分可能进入卷绕间,故卷绕间的负荷计算应计入该部风量带入的热量及湿量,卷绕间的回风应计入该部风量。
12.4.6 涤纶生产中,丝束需添加油剂,车间空气调节回风中含有一定量的油雾。若电气、仪表用房与车间共用同一空气调节系统,易使电气、仪表元件带油,长期积累将影响其使用寿命,故作本条规定。
12.4.7 本条是丝束冷却风系统的设计要求。
1 丝束冷却风是熔体成丝的冷却介质,生产不同的产品,有不同的风量需求。涤纶纺丝生产线由若干纺丝位组成,一般同一生产线生产相同品种,有时同一生产线也会生产不同品种。纺丝工艺要求丝束冷却风量稳定,丝束冷却风量的波动直接影响产品质量。故本款规定各纺丝位的丝束冷却风量及其波动范围应满足工艺要求。在工程中,丝束冷却风量一般按纺丝设备供应商的要求确定,改扩建项目,有时按业主的既有实践经验确定。
2 纺丝甬道内的空气流向与流量对纤维质量,特别是对细旦丝和异形丝的质量有影响。空气流向一般应与丝束的运行方向相同。但不同的纺丝设备供应商对空气流量的要求不尽相同。本款只作原则性规定。
3 丝束冷却风的制备与供应是防丝工艺的有机组成部分,丝束冷却风系统按生产线设置,有利于降低空气调节系统故障对生产的影响。此外,丝束冷却风系统按生产线设置,也有利于避免生产线之间的相互干扰。
随着涤纶工厂的建设规模不断扩大,逐线配置丝束冷却风系统愈发困难。近年来,许多工厂每2条纺丝线设置1套丝束冷却风系统。
4 敞开式丝束冷却,丝束冷却风冷却丝束后,进入车间。封闭式丝束冷却,丝束冷却风冷却丝束后,直接排出室外。
丝束冷却风的风量,需因产品品种而改变。采用封闭式丝束冷却方式时,为平衡送、排风量,丝束冷却风的排风风量需加以调节。工程中,多在排风支管上设置风量调节阀,排风机采用变频调速或设置旁通风阀。
5 空气中的油雾难以在空气处理装置中完全分离,随冷却风进入纺丝设备,易在阻尼网上附着,加速阻尼网的阻力上升,缩短其清洗周期。故含有油雾的空气不宜回至丝束冷却风系统。
一般而言,涤纶工业丝工厂与涤纶长丝工厂生产全牵伸丝(FDY)时,卷绕间的回风中含油雾较多。
6 涤纶短纤维工厂普遍采用环吹工艺冷却丝束。由于在冷却丝束后,丝束冷却风中油雾与低聚物含量较多。国内涤纶短纤维工厂一般将其排除室外,迄今尚无回用的实践。
12.4.8 本条内容在现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019已作规定。鉴于涤纶工厂生产车间的空气处理装置需全年或全年大部分做降温运行,冷负荷很大,最大限度地使用新风作冷源,节能效果显著,本规范再作重申。
12.4.10 纺丝窗是熔体成丝的关键部位,冷却风气流被干扰,或丝束的飘动,将直接影响产品质量,故应避免纺丝间操作区送风的影响。纺丝箱体的温度需稳定为约290℃,为避免其冷却降温,送风气流不应直接吹向纺丝箱体。
12.4.12 涤纶工厂生产车间的空气处理装置,需全年或全年大部分做降温运行,冷负荷很大,空气处理装置设置喷水室,可以充分利用新风作冷源蒸发冷却,减少制冷机的运行时间,从而降低能耗。喷水室对空气中的灰尘与油雾有较好的分离作用,用于散发油雾的车间,能够减少送风中油雾的含量,用于丝束冷却风的空气处理装置,还可以降低其末级空气过滤器的负荷,延长使用周期。
12.4.14 纺丝工艺严格要求丝束冷却风量稳定,丝束冷却风量的异常波动,会导致成丝质量下降,故丝束冷却风系统应设置风量调节装置。工程中,普遍通过控制风压而稳定风量。早期建设的涤纶工厂,多在送风机出口设置回流装置,或在送风干管末端设置泄放阀。近年来,随着变频器价格的下降,新建涤纶工厂普遍采用变频送风机。
丝束冷却风的风压一般按纺丝设备供应商的要求确定。
12.4.15 纺丝工艺对丝束冷却风的洁净度有一定要求。纺丝设备供应商往往代之以对空气处理装置末级空气过滤器的要求,其对于大于或等于1μm的大气尘的计数效率,涤纶长丝一般为90%~97%;涤纶短纤维(普通)为70%~90%;涤纶短纤维(三维中空)为90%~95%;涤纶工业丝为90%~97%。
生产运行中不做丝束冷却风洁净度的检测,根据末级空气过滤器的阻力更换其滤料。
12.5 设备、风管及其他
12.5.3 本条是丝束冷却风系统空气处理装置与风管的要求。
1 纺丝工艺对丝束冷却风的清洁度有较为严格要求,故空气处理装置的材质应有利于空气清洁,且不允许已经净化的空气再被污染。
2 本款规定旨在避免因人员出入空气处理装置引起风量波动,影响纺丝工艺生产。
3 涤纶纺丝生产常年连续运行,停产检修周期一般在一年以上,伴随管理的精细化,一些工厂停产检修周期长达三年。丝束冷却风系统是纺丝工艺重要的组成部分,与纺丝生产密切相关,一旦其空气处理装置停运,必将导致工艺停产。因此,丝束冷却风的空气处理装置应有较高的运行可靠性。
随着涤纶工厂建设规模的不断扩大,空气处理装置愈发难以设置备台。为保证纺丝生产的连续性,空气处理装置的通常检查维护必须在运行中进行,并能在此条件下长时间运行。涤纶工厂普遍重视丝束冷却风送风机运行的可靠性。有些工厂采用进口风机,其不间断运行时间可达5年以上,运行可靠性较高,但是价格昂贵。有些工厂为节省投资采用国产风机,但目前其不间断运行时间一般在一年以下,运行可靠性较低。近年来,一些工厂为提高运行的可靠性,采用国产风机时,将车间空气调节系统的风机,用作丝束冷却风的备台,但大多因参数不匹配,致使车间空气调节系统的风机“大马拉小车”,经常在低效率区运行,增加了运行能耗。如何做到丝束冷却风送风机的连续运行时间与工艺设备检修期相适应,需根据工程项目实际情况决定,故本条仅作原则性规定。
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