紡織印染行業的生產質量與溫度控制密切相關，從染液恒溫到定型冷卻，每一個環節的溫度波動都可能影響織物的色澤、手感和尺寸穩定性。冷水機作為關鍵的溫控設備，需在高濕度、多化學介質的環境中，提供穩定的冷卻能力（水溫控制精度 ±1℃），同時抵御染液、助劑的腐蝕。紡織印染用冷水機的選型與運行，是平衡產品質量、生產效率與環保要求的重要環節。

一、紡織印染行業對冷水機的核心要求

（一）耐腐蝕性與介質適應性

印染車間的冷卻系統常接觸酸性染液、堿性助劑和各類有機溶劑，設備腐蝕是主要挑戰：

? 直接冷卻染缸的冷水系統，需耐受 pH 值 3-11 的介質（酸性染料 pH≈4，堿性染料 pH≈10）；

? 印花漿料冷卻可能接觸尿素、增稠劑等成分，長期運行易導致管道結垢（影響換熱效率）；

? 定型機冷卻輥的冷卻水需抵御高溫（輥面溫度 180-220℃）帶來的水質變化（如鈣鎂離子沉積）。

某印染廠因使用普通碳鋼冷水機組，僅 6 個月就出現蒸發器腐蝕泄漏，導致染液污染，一批次面料報廢損失達 12 萬元。

（二）精準的溫度控制與均勻性

織物的染色牢度、色光一致性依賴嚴格的溫度控制：

? 活性染料染色需恒溫 60-80℃（偏差≤±0.5℃），溫度過高會導致染料水解，過低則上色不均；

? 分散染料高溫高壓染色（130℃）后，降溫速率需控制在 2℃/min（過快導致布面褶皺）；

? 定型機冷卻段需將織物從 180℃降至 50℃以下，冷卻輥各區域溫差≤3℃，避免織物縮水率超標。

某牛仔布廠的染色冷水系統因水溫波動 ±2℃，導致同批次面料色差等級從 4 級降至 3 級，不符合出口標準。

（三）高濕度環境下的穩定性

印染車間濕度常達 70%-90%，冷水機需具備特殊防護能力：

? 電氣控制系統需達到 IP55 防護等級（防噴水），關鍵部件（如接觸器、繼電器）涂覆防潮涂層；

? 冷凝器散熱片采用親水鋁箔（避免冷凝水積聚影響散熱），風機電機配備防潮軸承；

? 設備基礎需高于地面 30cm 以上，防止地面積水浸泡機組。

二、不同印染工藝的定制化冷卻方案

（一）染色工序：染缸與染液的恒溫控制

1. 常溫染色冷卻

某棉紡廠采用該方案后，染色色差率從 5% 降至 1.2%，染料利用率提升 8%（減少浪費）。

? 核心挑戰：活性、直接染料染色需維持 60-80℃恒溫，染缸夾套冷卻需精準補償熱量（染液自升溫 + 蒸汽加熱）。

? 定制方案：

? 采用鈦管螺桿冷水機（制冷量 50-300kW），蒸發器、管道選用 TA2 鈦合金（耐染液腐蝕）；

? 配備比例積分調節閥，根據染缸溫度反饋實時調整冷卻水流量（控制精度 ±0.3℃）；

? 染液循環泵與冷水機聯動，確保染液在缸內均勻混合（避免局部溫差）。

1. 高溫高壓染色冷卻

? 核心挑戰：分散染料染色結束后（130℃），需快速降溫至 80℃（降壓前），再緩慢降至常溫，冷卻速率需可控。

? 定制方案：

? 采用雙級冷卻系統（一級用 25℃水降至 80℃，二級用 5℃冰水降至 40℃），總制冷量 100-500kW；

? 降溫階段通過 PLC 編程控制閥門開度（如前 30 分鐘速率 1℃/min，后 30 分鐘速率 2℃/min）；

? 冷卻介質添加 0.5% 緩蝕劑（針對不銹鋼染缸），每季度檢測腐蝕速率（≤0.01mm / 年）。

（二）印花工序：漿料與網版的冷卻

1. 印花漿料冷卻

? 需求：水性印花漿料（含顏料、粘合劑）需維持 20-25℃（防止增稠劑失效），溫度超過 30℃會導致漿料分層。

? 方案：

? 采用不銹鋼殼管式冷水機（制冷量 10-50kW），配套冷卻盤管（沉入漿料桶內）；

? 水溫控制在 15±1℃，通過攪拌器使漿料溫度均勻（溫差≤1℃）；

? 冷卻系統與漿料輸送泵聯鎖，泵啟動時自動開啟冷水機。

1. 圓網印花機冷卻

? 需求：圓網在印花過程中因摩擦生熱（溫度可達 40℃），需冷卻至 25℃以下，避免漿料提前固化堵塞網孔。

? 方案：

? 采用小型渦旋冷水機（制冷量 5-15kW），直接冷卻圓網軸芯（內通冷卻水）；

? 軸芯流道設計為螺旋式（增加換熱面積），水流速≥0.8m/s；

? 安裝溫度傳感器（網面接觸式），實時監控冷卻效果（偏差超 3℃報警）。

（三）后整理工序：定型與烘干的冷卻

1. 定型機冷卻

某針織廠采用該方案后，織物縮水率從 3% 降至 1.5%，達到出口一級品標準。

? 核心挑戰：織物經定型機（180-220℃）處理后，需通過冷卻輥降溫至 50℃以下，否則會導致褶皺、尺寸不穩定。

? 定制方案：

? 采用開放式冷水機組（制冷量 200-800kW），配套冷卻塔（節水 70%），冷卻輥進水溫度 15±1℃；

? 冷卻輥內部采用多段式流道設計（每段獨立供水），確保輥面溫差≤2℃；

? 配備高壓沖洗裝置（每周清潔輥面），避免織物纖維堵塞流道入口。

1. 烘干機冷卻

? 需求：熱風烘干機排出的濕熱空氣（80-100℃）需回收熱量后降溫，避免車間溫度過高（影響操作環境）。

? 方案：

? 采用熱泵型冷水機（制冷量 50-200kW），通過換熱器回收廢氣熱量（用于預熱新風）；

? 冷卻后的廢氣溫度降至 40℃以下，經處理后排放（符合環保標準）；

? 系統 COP 達 4.5（制熱 + 制冷綜合能效），比傳統冷卻塔節能 30%。

三、運行策略與防腐節能措施

（一）防腐管理與水質控制

1. 冷卻介質處理

? 直接接觸染液的系統：使用去離子水（電導率≤50μS/cm）+ 1% 食品級乙二醇（提高防腐性）；

? 間接冷卻系統：添加緩蝕阻垢劑（如鉬酸鹽復合劑），控制水質指標（pH 7.5-8.5，總硬度≤200mg/L）；

? 每月檢測水質，每季度更換 20% 介質（避免雜質累積）。

1. 設備防腐維護

? 鈦合金部件：每年進行鈍化處理（硝酸溶液浸泡），去除表面氧化層（恢復耐腐蝕性能）；

? 不銹鋼管道：焊接后進行酸洗鈍化（符合 ASTM A967 標準），避免焊接區腐蝕；

? 定期檢查設備涂層（如漆膜厚度≥80μm），破損處及時修補。

某印染廠通過系統防腐管理，冷水機使用壽命從 5 年延長至 8 年，年減少設備更換成本 20 萬元。

（二）能效優化與余熱回收

1. 負荷匹配控制

? 多染缸集中冷卻：采用變頻螺桿機組（制冷量調節范圍 10%-100%），根據開啟染缸數量自動調整輸出；

? 分時運行策略：高峰生產時段（8:00-20:00）滿負荷運行，夜間保溫時段（20:00-8:00）降低冷量 30%；

? 某大型印染廠應用后，冷水機綜合能耗下降 22%，年節電 28 萬度。

1. 余熱回收利用

? 高溫染缸冷卻水（60-80℃）：通過換熱器預熱新鮮軟水（用于染缸補水），節約蒸汽消耗；

? 定型機廢氣熱量：回收后用于車間供暖（冬季）或加熱熱水（用于設備清洗）；

? 某廠余熱回收系統年節約蒸汽 3000 噸，減少天然氣消耗 1.2 萬立方米。

（三）日常維護與故障預防

1. 定期檢查項目

? 每周：清洗過濾器（防止染料顆粒堵塞），檢查泵體密封（避免染液泄漏）；

? 每月：清理冷凝器（印染車間粉塵多，需頻繁吹掃），測試溫控精度；

? 每季度：檢查管道連接處（有無滲漏），校準溫度傳感器（誤差超 ±1℃需更換）。

1. 常見故障處理

? 換熱效率下降：優先檢查換熱器結垢（80% 為此原因），用檸檬酸溶液清洗（濃度 5%，溫度 60℃）；

? 設備腐蝕泄漏：采用環氧樹脂修補（緊急處理），停機時更換受損部件（選用更高級別材質）；

? 溫控失靈：檢查 PLC 程序（是否被誤改），更換故障傳感器（印染環境易損壞）。

四、典型案例：大型印染車間冷卻系統設計

（一）項目背景

某綜合印染廠（年產面料 2000 萬米）需建設集中冷卻系統，服務于 10 臺高溫染缸、5 臺定型機及印花車間，要求滿足 OEKO-TEX? 標準，能耗較傳統系統降低 25%。

（二）系統配置

1. 分區冷卻架構：

? 染色區：2 臺 500kW 鈦管螺桿冷水機（1 用 1 備），供應 15℃冷水至染缸夾套；

? 定型區：1 臺 800kW 開放式冷水機組，配套 200 噸冷卻塔，冷卻定型機輥筒；

? 印花區：3 臺 50kW 不銹鋼冷水機，獨立冷卻印花漿料和圓網。

1. 防腐與節能設計：

? 所有與介質接觸部件采用 TA2 鈦合金（染色區）或 316L 不銹鋼（其他區域）；

? 配備智能控制系統，與生產排程聯動（根據訂單調整冷量）；

? 高溫染缸回水余熱回收裝置（預熱軟水至 50℃），定型機廢氣熱回收（供車間熱水）。

（三）運行效果

? 產品質量：染色色差等級穩定在 4-5 級，縮水率控制在 1% 以內，通過 OEKO-TEX? 認證；

? 生產效率：染缸冷卻時間縮短 15%，定型機產量提升 10%；

? 節能環保：系統 COP 達 4.2，年節電 35 萬度，余熱回收年節約能源成本 32 萬元。

紡織印染行業的冷水機應用，核心是 “防腐耐用” 與 “精準控溫” 的結合，它直接影響織物的最終品質和生產的穩定性。隨著環保要求趨嚴和高端面料需求增長，冷水機將向 “耐腐蝕強化、智能化控制、低碳化運行” 方向發展，如開發全鈦合金機組、結合 AI 預測染色負荷調整冷量等。