基於筒子紗智（zhì）能染色精準計量工業示範項目

一、泰安康平（píng）納機械有限公司簡介
泰安康平納機械有限公司成立於2009年，是（shì）專業從事智能化印染裝備、後整理裝備及智能物流裝備開發製造的國家高新技術企業、山東省（shěng）智能（néng）製造標杆企業、山（shān）東省首批物聯網應用示範基地。公司擁有國家認定企（qǐ）業技術中心、山東省智能染整裝備重點實驗室等國家省部級（jí）研發機構（gòu）。先後承擔完成國家“863”計劃、科技支撐計劃、國際科技合（hé）作計劃（huá）等國家（jiā）省（shěng）部級科研項目，榮獲國家、省部級科技進步一等獎11項（xiàng）,其中“筒子紗數（shù）字化自動染色成（chéng）套技術（shù）與裝備”榮獲2014年國家科學（xué）技術（shù）進（jìn）步獎一等獎，建設的“筒子紗染色（sè）智能工廠”列入2015年國家首批（pī）46家智能製造試點示範項目（mù）、2017年《中國製造（zào）2025》重大標誌性項目和山東省新舊動能轉換重點項目等，榮獲第五屆中國（guó）工業大獎。

二、項目實施背景

我國筒子紗染色企業用工近百萬，年染紗1000多萬噸，85%以上的色（sè）織用紗線通過筒子紗染色製（zhì）造（zào）。印染企業廢水排放占紡織行業80%以上，是我國工業汙水的主要來源之一。筒子紗染色設備規格多、裝備自動化（huà）程度低、質（zhì）量穩定性差、水耗能耗高、汙水排（pái）放量大、用工密集、勞動強（qiáng）度大，傳統染色生產方式已無法滿足（zú）時代的需求。歐（ōu）洲已進行臥式染色機生產流程的自動化（huà）研究，實現局部自（zì）動化（huà），染（rǎn）色一次合格率達到90%以上。國內普遍采用立式染色機僅實現（xiàn）單機自動化，染色工藝的配方由人工來製定，精準度低，染料（liào）助（zhù）劑人工計量誤差大（dà）等人為因素影響，染色一次合格率（lǜ）80%左右。

針對上述行業技術難題和國家紡織工業轉型升級急需，2008年3月被列（liè）入十一（yī）五國家科技支撐計劃，2012年3月份成功通過中國紡（fǎng）織工業聯合會鑒定：筒子紗（shā）數字化自動染色方法及工藝、基於中央控製的筒子紗自動染色成套技術設備及生產（chǎn）線達到國際領先水平。創新（xīn）地研究出筒（tǒng）子（zǐ）紗數（shù）字（zì）化自動染色成套技術及裝備，建成國內外首條立式染色機筒子紗全流程數字化自動（dòng）染色生產線，從而實現了筒子紗數字化染色車間現場無人（rén）化操作，該裝備榮獲2014年國家科學技術進步（bù）獎一等獎，使我國成為首家突破全流程自動染色並實現（xiàn）工程化應用的國家，是我國紡織機械曆史上第一個國家科技進步一等獎。

三、具體創新措施（shī）

該項目圍繞數字化節水染色工藝技術、高效（xiào）數控染色關鍵設備（bèi）、生產全過程的中央（yāng）自動控製係統及自動（dòng）化染色生產線等（děng）方麵，創新地研究出（chū）筒子紗數字化自動染色成套技術及（jí）裝備，建成國內（nèi）外（wài）首條立式染色機筒子紗全流程（chéng）數字化自動染色生產（chǎn）線，從而實現了筒子紗數字化染色車間現場無（wú）人化操作，推動了紡織行業數字化、自動（dòng）化、智（zhì）能化、清潔化的技術進步。

（一）基（jī）於（yú）精準計量的筒子紗低浴比節（jiē）水染色工藝研究

在染色過程中，染缸的性能參數對水耗及熱（rè）能耗具有明顯影響。染缸浴比的大小直接影響（xiǎng）這染色過程中水的消耗量。同時，提高筒子紗（shā）染色質量，減少回染次數，在節能染化料及助劑的消耗量的同時，可（kě）節約大量水資（zī）源及（jí）熱能資源。

針對傳統（tǒng）染色生產過程中（zhōng）用水量大、能耗大等現狀，開展筒子紗低浴比節水染色工（gōng）藝研究；通過建立筒子紗低浴比節水染色模型，開展低浴比節水染色工藝參數優化，開發出筒子紗浸堆染色工藝；並開發出（chū）全過（guò）程百萬（wàn）組工（gōng）藝數據（jù）庫，實現了工藝參數（shù）精準製定與自動生成，為（wéi）筒子紗（shā）染色全流程綠色化生產提供重要（yào）工藝基礎。

（二）基（jī）於中央控（kòng）製的精準計量節水低能（néng）耗染色成套設備

針對（duì）筒子紗綠色化生產流程及生產工藝需求，開展適合於筒子紗綠色染整流程的（de）筒子紗成套染色裝備研製，重點對關鍵工藝裝備、自動物流裝備（bèi）兩（liǎng）方麵（miàn）開展綠色節能方麵研究，減少單位產品生產過程的能源消耗，提高資源利用效率，提高染色一次合格率，降低（dī）複染幾率，提高生產（chǎn）效率（lǜ），綜合（hé）減少資源使用量及汙染物排放量。

在綠色成套（tào）裝備研製過程中（zhōng），主要開展低浴比立式節水（shuǐ）染色機、染料助劑精確自動配送（sòng）係統、筒子紗高效脫水/烘幹技術及裝備等關鍵工藝（yì）裝備以及紗線無損自動裝卸、大噸位紗籠（lóng）自（zì）動轉運等自動物流（liú）裝備進行結構設計優化及設備研製開發，為筒子紗染色全流程的綠色化生產提供重要裝備支撐。

（三）創新研發出筒子紗數字（zì）化染色生產全過程的中央自動化控製係統，實現在線檢測、集中管控

為實現筒子紗染（rǎn）色全流程生產任務的自動控製（zhì），解決控製點多、信息量大、在線檢（jiǎn）測、實時反饋（kuì）閉環控製、自動化運（yùn）行可靠性等難題，創新開發出中央控製的筒子紗生（shēng）產全過（guò）程自動化（huà）控製係統，實現了染色工藝過程的智能（néng）化控製，為筒子紗全流程數字化自動染色提供了重要的係統保（bǎo）障。 

四、取得成（chéng）效、案例實踐及推（tuī）廣示範

（一）取（qǔ）得成效

1.節能減排

以自主研發的國家（jiā）科技進步一（yī）等獎成果——筒子紗數字（zì）化自動染色成套技術與裝備為技術基礎建（jiàn）設智（zhì）能染色工廠，染色一次合格率由80%提高至98%以上，提高生產效率28%，節約用工（gōng）80%，與《印染行業規範條（tiáo）件（2017版）》相比，噸紗節水70%、減少汙水排放68%、綜合能耗降低（dī）45%，環（huán）保社會效益顯著。達到國際領先水平，填補國際空（kōng）白。

2.投資收益情況

公（gōng）司發揮泰安本部智能（néng）染色工廠示範引領作用，以點帶麵，示範推（tuī）廣，規劃到2025年在全國紡織服裝產業密集區, 以政府引導、企業（yè）為主體、采取多方合作模（mó）式建（jiàn）設50個標準化智能染色共享工廠（chǎng），全部達產後，形成年染色紗100萬噸，實現銷售收入300億元、利稅50億元，年節約用水9500萬噸、減排9000萬噸（dūn）、節（jiē）約標準煤89萬噸。

3.環境（jìng）和社（shè）會效益

公司（sī）建設（shè）的智能染色工（gōng）廠，實現了紡織（zhī）染（rǎn）色全流程（chéng）數字化、自動化、智能化，使紗線染色一次合格率由傳統方（fāng）式的70%提高到98%以（yǐ）上，提高生產效率28%，節約用工80%，噸紗用（yòng）水由傳統的130噸降至（zhì）35噸、節約（yuē）用水70%以上；噸紗用（yòng）電由傳統的2700千瓦時降至1500千瓦時、節電45%；噸紗用蒸汽由傳統的9噸降至3.3噸、節約（yuē）蒸汽58%以上。公司規劃10年內在全國（guó）紡織服裝產業密集區建設50個智能染色共（gòng）享工廠，全部建成達產後，形成年染色紗100萬噸，年實現銷售收入300億元，年節約用水9500萬噸、減排汙（wū）水9000萬噸，年實現（xiàn）社會節能量88.9萬噸標準煤。有助於推（tuī）動印染行業實現優質高效染色，轉型升級為集約化（huà）、規（guī）模化生產（chǎn）和低耗、低排放的綠色產業。

（二）案例（lì）實踐

康平納智能（néng）染色共享工廠（chǎng）在全國各地建成投產，得到國家、省、市各級政府和行業專家的充分肯定和認可。共（gòng）享工廠建設推廣模式列（liè）入中國（guó）工程院共享製造案例，被工信部列入《產業發展與轉移指（zhǐ）導目錄（2018年本）》，規（guī）劃在寧夏、新疆維吾爾自（zì）治區、安徽、江西、河南、江蘇、浙江、山東、廣東等9省20市推廣建設節能環保智能染紗項目（mù）。

目前新疆庫（kù）爾勒、江蘇（sū）鹽城、山東新（xīn）泰等地智能染色工廠相繼建成投產。新泰康平納年產20萬噸（dūn）筒子紗智能染色工廠（chǎng）項（xiàng）目是山東省新舊動能轉換重點建設項目，是山東省印染行業1+7區域性共享工廠建設體係落地實施的首個智能染色園區。目前新泰第一個標準化智（zhì）能染色工廠已建成投產，第二個正（zhèng）在（zài）進行設備安裝調試（shì），第三（sān）個、第四個正在建設。2020年4月9日鄆城康平納年產10萬噸（dūn）筒子紗智能染色工（gōng）廠項目正式簽約，目前智（zhì）能工廠正在建設；4月（yuè）13日棗莊康平納（nà）年產10萬噸筒子紗智能染色工廠項目正式簽約（yuē）；威海、聊城已與康平納簽訂智能染色共享（xiǎng）工廠建設合作意（yì）向，正在洽（qià）談推進。

（三）推廣示範

項目關鍵（jiàn）技（jì）術與裝備前期已在魯泰紡（fǎng）織股份有限公司、孚日集（jí）團股份有限公（gōng）司、山東歐化印染家紡有限公司等企業推廣應用。標準化智能染色綠色工廠實現了染色生產的規模化、集約化、綠色化生產、標準化製（zhì）造，提高了紗線染色一次（cì）合格率，降低複染率，節約用工80%，降低染色過程的資源消（xiāo）耗與汙水排（pái）放，噸紗節水70%、 綜合生產效率提高20%以上，減少汙水排（pái）放68%，加速淘汰落後產（chǎn）能。