毕业论文《年产5000万米高档宽幅棉织物的印染厂设计》.docx
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摘要
根据市场调查，3米以上的宽幅布为国际、国内纺织业今后的主要产品，集中用于装饰用布、床上用品和产业用布，国内年需求量将达到50多亿米。
而我国3米以上的宽幅布印染生产线只有17条，年产量为20亿米。
这是为一条年产5000万米高档宽幅印染棉织物的生产线，主要制成窗帘等生活用品，这类用品的主要性能有阻燃，耐晒，也需要对人体健康，撕破强度，耐磨性等效果，所以在生产流程中，对于阻燃剂等试剂就有了要求。
本论文根据文中所选择的高档宽幅棉织物产品、年产量和文中所设计的工艺以及所选设备等设计出年产5000万米高档宽幅棉织物的印染厂设计。
关键词：
棉织物窗帘布印染工厂设计
Abstarct
目录
摘要 I
Abstarct II
第一章前言 1
1.1棉织物的介绍 1
1.1.1棉织物的组织结构 1
1.1.2棉织物的发展 1
1.2染整概述及其发展 1
1.2.1染整概述 1
1.2.2染整加工设备 2
1.2.3染整的发展 2
1.2.4棉织物的染整 3
年产5000万米高档宽幅棉织物的印染厂设计
第一章前言
1.1棉织物的介绍
1.1.1棉织物的组织结构
所谓的棉织物，主要是指纯棉织物和棉与合成纤维混纺或交织的织物，如涤/棉织物、棉/氨纶弹力织物、棉/棉织物等。
棉织物的组织结构因经纬交织方法不同，分为平纹、斜纹和缎纹三种基本组织（见织物组织），以及将它们加以变化或联合而成的变化组织、联合组织、提花组织和复杂组织。
平纹织物有平布、府绸、帆布等。
斜纹织物有斜纹布、哗叽、华达呢、卡其等。
缎纹织物分经面缎纹和纬面缎纹两类，有直贡呢、横贡缎等。
提花织物有提花布、装饰布等。
采用复杂组织可织成毛巾布、灯芯绒、平绒和双层织物等。
棉织物分白织坯布和色织布。
各种组织的白织坯布，又称本色布或原色布，多数需经染整加工制成漂布、色布、印花布，有的还需经丝光、防缩、防皱整理。
色织布是采用先经漂染的纱线织成，多数需经过整理加工使成品外表美观并有良好的服用性能。
经过起绒加工，使棉织物表面（单面或双面）呈现出绒毛而成绒布。
粗厚的棉织物大多采用29号以上（20英支以下）棉纱织制，细薄的用15号以下（40英支以上）棉纱织制。
棉织物的幅宽在20世纪50年代以前多数为76-92厘米，后来逐渐向阔幅发展，以适应服装裁剪工业化生产的需要。
1.1.2棉织物的发展
我国是文明古国。
文化的发展总是和人类社会发展同步，也即与生产发展、经济振兴、科技进步相辅相成、相互促进。
中国棉业发展的历史，也是中国棉文化演进的历程。
自古以来，棉花自引入中国后，就有了棉文化的萌芽；我国棉花兴旺发达，棉文化也就丰富多彩。
近来随着全球经济一体化，中国棉业逐步走向世界，成为世界棉业强国，在世界棉纺织行业有着很重要的地位。
1.2染整概述及其发展
1.2.1染整概述
对纺织材料（纤维、纱线和织物）进行以化学处理为主的工艺过程，现代通称为印染。
染整同纺纱、机织或针织生产一起，形成纺织物生产的全过程。
染整包括预处理、染色、印花和整理。
染整质量的优劣对纺织品的使用价值有重要的影响。
预处理亦称练漂，其主要目的在于去除纺织材料上的杂质，使后续的染色、印花、整理加工得以顺利进行，获得预期的加工效果。
染色是通过染料和纤维发生物理的或化学的结合而使纺织材料具有一定的颜色。
印花是用色浆在纺织物上获得彩色花纹图案。
整理是通过物理作用或使用化学药剂改进织物的光泽、形态等外观；提高织物的服用性能或使织物具有拒水、拒油等特性。
大多数整理加工是在织物染整的后阶段进行的。
在毛纺织物染整中往往把许多预处理过程归入整理范畴，并把整理划分为湿整理和干整理。
染整是现代印染的概念，是化学整理溶入印染行业后的科学定义。
古代虽然也有整理的雏形，但整个纺织品的加工以印花和染色为主，整理只是一个次要的环节，所以古代没有“染整”这个词汇，只说“印染”。
到了近代，各种抗皱、抗菌、抗静电、抗紫外线、防火、防水、透气整理的新技术纷纷问世，一印染H一词已经很难概括染整加工的全部含义，所以更多的是使用染整这个词汇了。
但是习惯上，印染一词仍然在行业内普遍使用，但实际上染整就是印染，二者之间没有区别。
1.2.2染整加工设备
染整加工一般是在单机台上进行的。
按照工艺要求，有些单机可顺次连接起来组成联合机进行连续生产。
常见的联合机是由浸轧、汽蒸、水洗、烘干等设备组成的，特别适用于大批量产品的加工。
织物的染整加工有的可成绳状进行，有的则成平幅状态进行。
绳状加工效率较高，平幅加工则不易产生褶痕。
毛织物和纬编织物的染色和净洗一般都以绳状的形式进行。
由于针织物、毛织物、蚕丝织物和合成纤维织物容易变形，染整加工时应尽可能减少张力，采用松式设备加工。
1.2.3染整的发展
染整的发展和纤维生产以及化学工业、机电工业的发展密切相关。
第一次世界大战以前染整加工的对象都是天然纤维制品，其中以棉纺织物的加工数量为最大，其次是毛纺织物，再次是麻和蚕丝纺织物。
以后，粘胶纤维、醋酯纤维等化学纤维开始大量生产，特别是第二次世界大战以后合成纤维生产的迅速增长，使纺织产品的结构起了极大的变化，染整也出现了新的加工技术。
染整加工最早使用的化学品和染料都是天然产品，加工手续繁琐费时。
酸、碱、漂白粉等大量生产以后用它们进行染整预处理，加工效率大为提高，改变了预处理的原始加工方式。
合成染料的发展使人们摆脱了对天然染料的依赖，为染色和印花提供了为数众多、色泽鲜艳、不易褪色的适合于不同纤维染色的染料品种。
合成化学整理剂使防皱、耐久性拒水等近代化学整理获得发展。
自40年代以来染整设备在连续化、减少织物张力、提高加工效率以及利用电子技术对温度、溶液浓度、设备运转速度等工艺条件进行自动控制等各方面的发展很为迅速，提高了加工效率和产品质量。
随着生产的发展和人们生活水平的提高，纺织物的社会消费情况在不断变化。
室内外装饰和工业用织物的需要量越来越大，人们对服装用织物不但要求花式品种丰富多彩、穿着舒适，而且还要求具有易洗、免烫等性能。
对某些特殊用途的织物更提出了特定的要求，例如阻燃、拒油等。
因此，染整工艺技术也将随着不断发展和提高。
1.2.4棉织物的染整
棉型织物是指以棉纱或棉与棉型化纤混纺纱线织成的织品。
它具有以下一些特点：
1.吸湿性强，缩水率较大，约为4~10%。
2,耐碱不耐酸。
棉布对无机酸极不稳定，既使很稀的硫酸也会使其受到破坏，但有机酸作用微弱，几乎不起破坏作用。
棉布较耐碱，一般稀碱在常温下对棉布不发生作用，但强碱作用后，棉布强度会下降。
常利用20%的烧碱液处理棉布，可得到“丝光”棉布。
3.耐光性、耐热性一般。
在阳光与大气中棉布会缓慢地被氧化，使强力下降。
长期高温作用会使棉布遭受破坏，但其可耐受125^150°C短暂高温处理。
4,微生物对棉织物有破坏作用。
表现在不耐霉菌。
棉织物染色常用染料有不溶性偶氮染料、士林染料、硫化染料和活性等染料,但效果最好的是新型活性染料。
采用新型活性染料后，成品的各项质量指标都得到提高，增强了染色稳定性和重现性，降低成本，适应市场的需要，满足客户的要求。
随着人们消费档次的提高，要求棉织物产品不但具有较好的染色牢度，并且光泽要更加柔和自然，手感、蓬松性、悬垂性更好，缩水率要更低。
而一般的印染后整理已满足不了这种要求，为此，必须对染料、助剂的选择，树脂整理工艺等进行研究，以达到改善手感、光泽、悬垂性、缩水率效果的目的，并最后通过厂方生产出客户满意的产品。
第二章高档宽幅棉织物产品的生产设计
2.1产品品种、产量以及加工原理
综合棉织物特点，本论文设计的5000万米高档宽幅棉织物的印染厂设计生产的产品及加工分配量如下：
2.2选择工艺流程的基本原则
（1）积极采用先进成熟的新工艺、新技术，采用比较成熟的高效、优质、低耗的新工艺和设备。
将厂建立在先进技术基础上。
（2）加工产品应具有较高的质量和产量：
工艺流程必须保证产品质量达到甚至超过国家或企业规定的标准或客户要求。
（3）尽量选用短流程工艺：
在保证产品质量的前提下，尽量缩短工艺流程，以减少占地面积，便于生产管理，降低生产成本。
（4）考虑不同品种的不同要求：
不同的品种，工艺流程不同。
（5）满足环保的要求：
要尽量选择无毒、无有害气体产生的加工方法。
2.3工艺流程设计
第三章棉织物加工设备的选型、排列和计算
3.1选择设备的基本原则
（1）设备要具有较高的生产能力，以提高劳动生产率。
新设备容量大，布速快,生产效率高。
（2）设备必须保证加工产品的质量。
（3）设备必须具有一定的灵活性和通用性，能适应产品加工的技术要求。
（4）国产设备为主，进口设备为辅。
首选国产设备，关键设备可适当引进。
3.2染整设备的介绍
3.2.1前处理设备
各种类型染整厂的产品特点和生产要求虽有所不同，但前处理均应向高效率、短流程发展。
以印染厂的前处理设备为例，大、中型厂视加工品种和产量需要，可采用绳状和平幅两种练漂设备以及高速丝光机，小型厂则以选用平幅练漂设备为宜。
对于特厚、特薄、特宽的加工品种，宜分别配置合适的设备。
以大卷装进、出布和运输的方式也值得重视。
3.2.2染色设备
为适应小批量、多品种的加工需要，大、中型印染厂虽以连续轧染机和热溶染色机为主，也应配以一定数量的卷染机、高温高压卷染机以及其他型式的适宜小批量染色的间歇式和连续式染色设备。
小型印染厂则以小批量生产的染色设备为宜。
3.2.3印花设备
应根据印花织物特点、印花批量、印花要求和印花设备性能等选择印花设备。
大、中型印染厂一般配置滚筒印花机和圆网印花机，视需要适当配置平网印花机，以适应花回尺小变化、小批量和出口印花产品的要求。
小型印染厂宜配置圆网印花机或平网印花机。
3.2.4后整理设备
为提高纺织产品的档次，加强印染产品后整理，应结合化学整理与机械整理
加工需要配置必要的整理设备。
对少数品种有特殊整理需要而设备负荷率虽较低
者，也应予以配置。
各种设备的选型见表
表设备尺寸表
序号
设备名称
设备型号
设备尺寸
1
验码联合机
LMH882
8X2.4X2.7
2
烧毛机
LMH003
12.8X4.6X4
3
退煮漂联合机
LMH062
24.7X3.44X3.8
4
精炼机
LME123-220
9.7X4.7X4
5
短环烘干机
SR685
15.2X4.1X5.2
6
高速定型机
日本SST
26.9X4.2X4.4
7
连续轧染机
LMH324
20.9X4.5X4.8
8
热熔轧染机
LMH431
20.2X4.59X5.17
9
高温高压卷染机
M141
5.17X4.62X2.75
10
普通卷染机
MA209A
3.97X2.74X2.38
11
溢流染色机
EJ121
5.9X2.1X3.52
12
绳状染色机
GQL-30
1.25X1.2X1.45
13
退捻开幅机
ME301B
7.7X5.6X7
14
圆网印花机
LMH571A
28X5.4X4.1
15
蒸化机
QS/kszx
（内径）2.2X3.6
16
松式皂洗机
LMH643
36.4X1.8X4.8
17
滚筒烘干机
LMH101
11.7X4.9X4.8
18
烘干定型机
MH774
27.2X4.7X3.4
19
剪毛机
N044
6.7X3.59X2.7
20
预缩机
LNH751
14.9X3.76X3.3
21
验卷包联合机
LXY-180E
5.3X2X2.7
3.3棉织物整理设备计算和排列
3.3.1设备计算
设备计算台数=设备的加工任务（m/d或万米/年）设备的生产能力（m/d或万米/年）
计算出来的设备台数通常为小数，在实际设计中当然不可能安装非整数台设备，这就需要确定合理的安装台数，通常是取比计算台数多的整数台。
安装台数是否合理可由设备负荷率的大小来决定。
设备负荷率=设备计算台数设备安装台数X100%
从充分发挥配置设备的作用而言，希望其负荷率高些，但由于加工品种多，市场需求变化大，主机又不可能配置备用台，所以应考虑设备负荷率不宜太高而适当留有余地，使生产运作具有一定的潜力和灵活性。
一般来说，前处理以及后整理的常规连续设备，如退煮漂联合机、丝光机、热定型机以及后整理中的拉幅机、验布机等，负荷率可以高一些，可在90%左右；染色和印花机台的负荷率可适当低一些，可在75%左右；对于一些间歇式设备、加工任务有季节性变化的设备或加工少数品种的设备，如轧光机、电光机、轧纹机、涂层整理机等，其负荷率较低些是合理而允许的。
每台设备的生产能力计算：
每台设备每昼夜生产能力=生产车速（米/分）X每昼夜生产班数X一个班时间（8小时）X60X有效时间系数
3.3.2车间布置和设备排列
3.3.2.1车间布置
概念：
确定生产车间及有关附房在厂房中的相对位置。
方法：
结合工厂规模、总平面布置、厂房形式、设备排列综合考虑。
车间个数：
分为前处理、染色、印花、验布包装四个车间。
3.3.2.2车间内坯布、半制品和成品的堆放空间的计算
堆放空间=（一个班的加工量/每台布车的载重量）X一台布车的占地面积
毛坯布、半制品和成品存放量：
一般按一个班加工量考虑。
布车载重量：
与织物组织规格、厚薄有关，一般平均重约120〜130kg/台。
布车占地面积：
2itf/台。
注意点：
实际面积＞计算值，因有车辆运输通道
3.3.2.3厂房结构和柱网尺寸的选择
厂房形式：
锯齿形加排气井和气楼式加排气井结构，有利于蒸汽排出。
柱网尺寸：
要大些，如13.5〜14mxl2m,有利于设备排列，因新型设备较宽。
3.3.2.4设备的平面排列
尽量按工艺流程顺序排列，使加工工序中的在制品能直线运输，运输距离尽可能短。
染色机集中排列，离心脱水机布置于染色机的中间，缩短染色机出来的湿布的运输距离。
连续式设备的后面要留有一定堆放在制品的空间，因为连续式设备生产能力高。
3.3.2.5劳动定员设计和生产耗水、蒸汽的计算
（1）劳动定员设计
工作制度：
三班制连续生产，每班8h,一年工作日250天。
印染车间的劳动定员：
设备台数x每台设备定员数的合计数。
C2）染整设备水、蒸汽消耗量的计算
计算方法：
设备每小时的消耗量x设备每天实际生产的时间。
计算结果详见表
表生产设备计算表
序号
设备
名称
车速
有效
时间
系数
（%）
每昼夜生产任务米）
每昼夜
加工能
力米/
台）
设备台数
机台
负荷率（％）
设计
工艺
计算
安装
1
验码
联合
机
0~30
20
75
10000
21600
0.46
1
46.3
2
烧毛
机
45~150
100
75
200000
108000
1.85
2
92.5
3
退煮
35~70
40
75
200000
43200
4.63
5
92.6
lw
机
4
溶剂
精炼
剂
20~50
50
70
200000
50400
3.97
5
79.4
5
短环
烘干
机
4~80
60
80
200000
69120
2.89
3
96.3
6
高速
定型
机
4~100
70
80
200000
75600
2.65
3
88.3
7
普通
轧染
机
10~80
60
75
68000
64800
1.05
2
52.5
8
热熔
轧染
机
10~80
60
75
20000
64800
0.31
1
31.0
9
高温高压卷染机
3000m/
台班
2500m/
台班
52000
7500
6.93
8
86.6
10
常温
常压
卷染
机
3000m/
台班
2500m/
台班
40000
7500
5.33
6
88.8
11
溢流
染色
机
660m/
台班
20000
1980
10.10
11
91.8
12
绳状
染色
990m/
台班
40000
2970
13.47
14
96.2
机
13
退捻
开幅
机
0~40
30
65
200000
28080
7.12
8
89.0
14
短环
烘干
机
4~80
60
80
200000
69120
2.89
3
96.3
15
圆网
印花
机
6~80
40
70
20000
40320
0.50
1
50.0
16
蒸化
机
10~80
50
85
20000
61200
0.33
1
33.0
17
松式
皂洗
机
0~60
50
85
20000
61200
0.33
1
33.0
18
滚筒
烘干
机
0~50
40
85
20000
48960
0.41
1
41.0
19
烘干
定型
机
0~50
40
80
200000
46080
4.34
5
86.8
20
剪毛
机
10~30
20
80
40000
23040
1.74
2
87.0
21
预缩
机
0~30
20
75
60000
21600
2.78
3
92.7
22
验卷
包装
联合
机
0~40
30
75
200000
32400
6.17
7
88.1
备注：
坯布检验为日产量的5%
第四章印染厂房结构以及厂房选址
4.1印染厂房对建筑结构的要求
印染工厂建筑结构形式主要根据生产要求和建筑结构条件来选择，并根据设备和厂房采光、通风要求确定厂房高度、围护结构和门窗口尺寸等。
主要要求有以下几点：
（1）满足生产工艺要求
印染工厂是连续性生产，生产流程可为水平形式，部分亦可为垂直流程形式,因而厂房建筑结构形式可分为单层或多层。
（2）满足车间采光、通风、排雾要求
印染工厂特点是水、气多，温度高、湿度大，且伴有侵蚀性介质和有害气体,因而厂房建筑结构形式须对消凝排雾有利。
（3）满足屋面排水要求
采用成片式布置的大、中型印染工厂，厂房面积大、厂房剖面形式应有利于雨水向外排除。
（4）满足厂房高度要求
根据印染工厂机台高度和安装检修需要，以及厂房通风排雾和采光等要求，合理决定厂房高度。
4.2印染厂房对设计的要求
（1）楼房剖面有利于自然通风，楼房宽度一般较小，设备可沿外墙布置，可使车间内湿热空气较快地排出室外。
C2）楼房排气井高，像烟囱一样，排气井贯通全楼层，能起到良好的拔气作用。
（3）由于湿热空气排除快，一般不易产生凝结水，且在楼房厂房布置时，整装成品车间多放在顶层，故对保证产品质量有利。
（4）由于成品位于楼房顶层，须垂直运输，用电梯或采用滑道将成品运入仓库。
生产过程中半成品的运输可由机台传动解决，只需在楼板上留穿布孔即可。
4.3印染厂房常见的建筑结构形式
4.3.1单层印染工厂建筑结构形式
单层印染厂房一般采用钢筋混凝土排架结构，根据建筑结构形式的不同，通常有以下形式。
（1）平顶式印染厂房形式：
这种形式的结构简单，施工方便，可用于严寒地区，厂房通风排雾主要靠机械解决。
（2）带地下室印染厂房形式：
设置地下室或半地下室，主要是针对一些特定地区，为防止车间地面水渗透到地下引起对建筑物的破坏，而把地下室或半地下室作为敷设电缆、管道和设置总风道的技术层。
也有的是为了利用地形省土方而设地下室或半地下室，地下室上部也有各种不同的建筑结构形式。
（3）带排气井印染厂房形式：
这种形式是在上述几种的基础上加入排气井，通过厂房下部进风、上部排气井拔风来较快地排出车间雾气。
这种形式对节能和改善车间环境是有效的，特别是在南方地区。
在北方地区，由于冬季气温低，使用排气井排气，会使车间过冷，因而冬季还需机械排风。
4.3.2楼房印染厂房的建筑形式
楼房印染厂房一般采用框架承重的钢筋混凝土结构，为解决采光、通风和排雾，在剖面两侧设有采光窗，在中柱、外墙均设有排气井。
车间内各层设有钢筋混凝土送风道。
若车间内局部出现雾气，则可由风道消凝排雾。
为了加强自然通风，在车间外墙下部设置低窗进风。
4.4印染工厂厂房对建筑设计高度的要求
印染工厂厂房高度主要决定于车间工艺设备，此外还要考虑以下因素。
（1）车间高度要考虑厂房统一化要求，车间高度一般应为统一高度，便于厂房构件统一化、定型化，避免车间高度不同而过多地增加厂房构件的种类。
（2）要考虑自然采光和自然通风要求。
印染厂湿热车间除采用排气井排气外，还要考虑侧窗能符合采光通风要求，这对靠外墙布置的湿热设备特别有利。
（3）厂房高度要考虑设备安装检修的空间，有的设备在安装检修时，还需在屋面或楼面下设置吊轨、吊钩等，这部分空间高度也应考虑进去。
（4）建筑物外表立面处理的要求，在厂房立面处理时，可以在局部因外观要求对剖面高度进行调整，以满足厂房立面建筑艺术处理的要求。
鉴于上述要求，经考查，为满足生产设备对建筑物的要求，印染厂厂房的层高为：
单层厂房梁底一般在5〜6米左右。
若采用平顶式厂房或楼房厂房，应提高楼层高度，楼房厂房层高最高有的达9米，这样才能满足目前生产设备对建筑物的要求。
但随着生产设备的不断更新与改造，生产设备有可能发生变化，所以，从长远考虑，在厂房建筑的设计结构与施工中除应满足眼前设备的需求外，还应预留有一定的空间，以满足将来的变化。
避免日后重复建设，浪费资金。
4.5厂址选择的原则和要求
厂址选择是在项目可行件研究报告指定的地区和地点范围内，报据所建染整工厂的生产特点和要求，经调研厂址基础资料，现场勘察，进行多方案的综合分析、比较，具体确定最佳厂址。
厂址选择是建厂前期的一项政策性、技术性、经济性很强的综合性工作，也是整个染整工厂设计的一个关键环节。
若所选厂址不合理，个仅直接造成建设工期延长，基建投资增加，而且还对工厂建成投产后的经营管理、经济效益，以及企业的发展产生长期的不良影响，所以必须审慎地选择厂址。
选择适当的建厂地点，是基本建设过程中的关键问题之一，建厂地点是否合理，对于一个企业来说，是一个经常起作用的因素，它不仅直接影响到建设进度，投资总额，而且对投产后各项经营管理，诸如原材料和成品的产供销，动力设施安装和维护，运输方法的选择，劳动力的分配，城市公用设施的配合以及职工生活安排都有密切的关系。
厂址选择首先要考虑经济的合理性，在这一前提下贯彻“大分散，小集中”的分布原则，另外，还应该符合城市规划要求，注意环境保护，节约土地，有利生产，方便生活。
厂址选择的自然条件如下：
（1）地理位置及地形
新建染整厂一般应靠近棉纺厂，处于城镇市郊，而不应该在市区，文化区设
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