整流装置冷却系统问题与对策

摘要：介绍了整流装置冷却系统的常见问题，并提出了解决对策。

关键词：整流变压器；整流柜；晶闸管；整流臂；纯水冷却系统；强油冷却风机

1纯水冷却装置

纯水冷却装置由板式换热器、纯水泵组、气水分离器、树脂塔、高位水箱及电气控制箱组成。其工作原理是从整流柜内输出载热纯水，经过气水分离器分离至板换1#和板换2#内部，冷却后返回整流柜纯水进口管道再次使用。目前循环纯水冷却装置在二次电流小于15kA时可以满足整流柜内各部件冷却条件。如二次电流大于15kA，冷却效果明显不足。夏天整流柜内各别部件温度能达到60℃以上。

2整流变强油风冷机组

整流变强油风冷机组由油泵、轴流风机、散热片、油管、电路控制箱组成。其工作原理是利用油泵将变压器油经过油管进入散热片，由散热片和风机组合向外传递热量，使高温的变压器油快速得到冷却，经过冷却后的变压器油重新返回变压器底部再次使用。

3整流装置冷却系统常见问题

3.1运行方式。目前陕西北元化工集团有限公司化工分公司整流柜运行方式问题存在如下。（1）302变电站一二期整流柜目前运行电流。该公司规定最大负荷16kA，整流柜额定电流17kA。2018年夏天电解槽产能测试单台电解槽运行电流16.3kA运行一个月，产能测试期间整流变压器室温度普遍在17：00时最高（47℃），整流柜内各元器件温度最高：快熔56.7℃（工艺规定）、整流臂温度39℃（工艺规定）、整流柜出口水温39℃（工艺规定水温控制在5~42℃）。综上所述，当整流柜运行电流在小于15kA运行时，循环纯水冷却装置可以满足整流柜内各部件冷却要求。如果整流柜运行电流在15.0~16.0kA运行时，循环纯水冷却装置冷却整流柜内部件效果明显不足，整流柜各元器件温度均已达到临界点，而目前三期建设完成，为满足公司产能要求，电解槽负荷电流后期仍然可能继续上升，因此，目前整流柜冷却装置夏天时已不能满足工艺要求。（2）该公司所使用的整流变压器，1302变电站容量29350kVA和2302变电站容量29280kVA各6台，其整流系统由一台整流变压器和两台整流主柜组成，俗称“一拖二”整流系统。通过强油风冷机组降温。1台油泵对应1组散热片及3台轴流风机，共计3台油泵、3组散热片及9台轴流风机。夏天当两台整流柜运行电流均在14kA左右，时整流变温度基本控制在50~60℃，当两台整流柜运行电流在16kA时，整流变温度上升至78℃且仍有上升趋势，所以对整流变散热系统（强油风冷机组）进行技改，在每组强油风冷机组增加6个纯水喷淋装置，当整流变温度上升至75℃以上时，手动开启喷淋装置进行降温，温度下降至55℃以下时关闭喷淋装置。3.2存在问题。（1）纯水喷淋装置纯水温度在24℃左右，而整流变油温75℃以上，变压器油换热后进入变压器，由于温差较大对变压器内部铁芯、绕组等损害较大，影响变压器使用寿命。（2）纯水喷淋装置使用过程中，散热片表面附着许多杂物，对散热片腐蚀较为严重，影响散热片使用寿命。（3）纯水生产费用较高，喷淋装置使用后无法回收造成浪费。

4整流系统现冷却装置运行方式

（1）目前纯水板换冷却运行方式（见图1）图1中循环水进口水压控制在0.15~0.20MPa。（2）强迫油循环风机冷却组运行方式。

5改造后冷却装置运行方式

5.1改造后纯水板式换热器运行方式。（1）春、冬两季用循环水冷却纯水，将7℃冷冻水进口阀门B1、出口阀门B2关闭，打开板式换热器循环水出口阀A2，打开循环水进口阀A1，循环水压力控制在0.10~0.22MPa。（2）夏、秋两季用冷冻水冷却纯水，将循环水进口阀门A1、出口阀门A2关闭，打开7℃冷冻水出口阀B2，打开7℃冷冻水进口阀B1，循环水压力控制在0.10~0.22MPa，改造后的板式换热器运行方式见图4。改造后优点：当整流柜内设备温度不高时，可以使用目前循环水降温的方法使其降温。当夏天环境温度高，循环水降温不能满足设备降温需求时，将循环水阀门关闭，切换至7℃冷冻水冷却，保证整流柜设备安全稳定运行。5.2改造后强油风冷机组运行方式。（见图5和图6）在原强油风冷机组基础上，给强油风冷机组散热片背面加三组（共计9台）与正面原轴流风机相同型号的轴流风机，即改造后散热片正反面共计18台轴流风机。改造后，当整流变环境温度较高时，开启新加轴流风机，增加冷空气循环速度，达到降低整流变温度的目的，杜绝因水冷却造成散热片腐蚀，影响散热片使用寿命。

5结语

冷却系统关系到整流变运行电流大小及电气系统的安全稳定运行。任何微小的隐患都可能导致设备、工艺、安全方面事故发生，在日常工作中发现隐患应及时汇报治理。

作者:朱继明 董高登 单位:陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司