3.4 工艺计算

3.4.1 熔体输送、切片输送、结晶、干燥，纺丝及后处理工艺设备配置，应以单台（套）设备的生产能力为依据，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、喷丝板、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，满足生产相同产品的每个纺丝箱体熔体输送管道内的熔体压力降和熔体停留时间相等，且熔体黏度降应在纺丝允许范围内；

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，管道长度应最短；

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，确定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应根据产品方案中线密度上限产品的最大冷却量和工艺要求的最低冷却风温度等参数计算。

3.4.9 纺丝油剂调配系统的能力及配置应根据产品方案计算。

3.4.10 组件预热炉、运转丝车、盛丝桶、打包机等的能力应根据产品方案计算。

条文说明

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，处理时间不一样，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 纺丝熔体管道应力计算的目的：

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，设计中需要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，高温熔体输送管道要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，需要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，在熔体输送管道上需要设置熔体冷却器，以降低熔体的温升。而熔体冷却器的换热面积和热负荷需要通过计算确定
3.4.8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。同一纺丝机适纺的线密度规格有2倍~3倍的范围，可以计算出不同规格产品所需的冷却量。最大的线密度产品所需的冷却量也最大；较低的风温意味着需增加风量才能满足要求。以最大需求为计算依据，可以保证冷却风量在适纺范围内的冷却需求。

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，需根据不同的生产品种调节。在出风面积不变的前提下，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；而对于生产细旦纤维，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）。风速要保证冷却风能均匀地吹到所有丝条上，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。在生产中需要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断裂伸长率和条干不匀率均有预定的关系，要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。

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