整流柜橋臂過熱的原因及預防措施

馮輝

（山東陽煤恒通化工股份有限公司，山東 臨沂 276100）

整流柜橋臂過熱的原因及預防措施

馮輝

（山東陽煤恒通化工股份有限公司，山東 臨沂 276100）

分析了整流柜橋臂過熱典型故障發生的原因并提出了排除方法及預防措施。

整流柜；橋臂過熱；電腐蝕；水質；原因；措施

隨著離子膜燒堿工業的不斷發展壯大，大功率整流柜應用越來越多。近年來屢次出現整流裝置設備事故，造成了經濟損失和人身傷害事故，事故原因涉及整流裝置安全運行的諸多方面。其中，水冷卻式大功率整流柜因冷卻效果好被廣泛采用，但水質的不純、換熱器的泄漏及整流橋臂元件均流度等原因常會引起整流柜橋臂過熱。

1 水質的影響

一般來說，整流柜的冷卻分集中冷卻和一對一冷卻2種。水冷卻式整流柜冷卻用循環純水簡稱主水；利用冷卻純水裝置以間壁導熱方式冷卻純水的外循環冷卻水簡稱副水。

1.1 主水

（1）水冷卻存在的主要問題

主水水質的好壞一般用電導率或電阻率來衡量。水質越好，電導率越低；相反，水質越差，電導率越高。主水循環系統存在的主要問題是經一定運行時間后水質變差，引起主水電導率偏高。整流柜柜內水冷母線和整流元件冷卻水包均采用無氧紫銅加工而成，管接頭是采用無氧紫銅棒加工而成，由于電位差的存在，在高壓直流電的作用下，無論整流柜使用的冷卻水多么純凈，都不可能絕緣，因此冷卻水支路就會產生泄漏電流，電流的大小由冷卻循環水水質、整流柜運行時輸出的直流電壓、水支路中匯流管道到各支路連接管的長度等因素決定。泄露電流可使鐵、銅被電解成鐵、銅離子進入循環冷卻水，導致水質變差，隨之電離和電解的能力也逐漸加強，繼而出現強電解和電離，強電解和電離又加速水質進一步的變差，如此反復循環，加速了電腐蝕。由于管接頭的尖端放電和同種金屬間不存在電位差的特點，在電化學腐蝕作用下整流柜的水冷母線進、出口水嘴及整流元件冷卻水包的水嘴腐蝕最為嚴重，導致水管連接處出現松動，造成滲漏水，嚴重時冷卻水管脫落，導致冷卻水到處噴濺、水壓降低、母線超溫、整流柜各部絕緣性能降低等故障，引起機組被迫停運或跳閘；甚至會引起整流柜內部短路故障、整流柜燒損事故。同時，運行中電腐蝕產生的金屬離子進入冷卻水，易與水中的氧離子或OH-離子結成鹽類，堵塞各支路水嘴，導致因支路水流不暢而換熱效果差，引起橋臂過熱，危及整流機組安全運行。

（2）預防措施

既然泄漏電流引起的電化學腐蝕無法避免，而主水的電導率越小泄漏電流就越小，電腐蝕也越小。因此最直接有效的辦法就是從定期檢維修和保持良好的水質等方面予以解決。

a.制定科學有效的檢維修方案。定期停車檢修，更換腐蝕嚴重的水嘴，清理水垢，緊固松動的管接頭；

b.采用性能優良的樹脂凈化水質。純水冷卻裝置的離子交換器中選用性能優良的樹脂凈化水質，可長時間保持水質良好，延緩腐蝕；

c.定期檢測主水的電導率，發現水質變差時及時補充、置換冷卻水，保持較好的水質。既可延長樹脂使用壽命，還可延緩腐蝕。

1.2 副水

（1）副水水質的影響

副水經純水冷卻裝置吸收熱量后回到循環水泵房冷卻塔，再由循環冷卻水泵通過供水母管輸送至純水冷卻裝置，如此往復循環使用。在生產運行中經常由于副水雜質多、硬度高、水質差，造成純水冷卻裝置熱交換器中結垢、堵塞，進而導致副水流量減小，換熱效果降低，冷卻能力下降，造成主水溫度升高。

（2）預防措施

加強副水的水質管理。可以定期補充一些軟化水，減少水污染，設置雜質過濾器，增加水處理裝置降低硬度等措施，確保副水水質的良好。

a.定期排污，最好采用軟化后的工業水或純水進行補水，降低濃縮倍數；

b.涼水塔設置過濾網，減少粉塵、雜質的進入；

c.增設水處理裝置，對副水循環系統進行清洗預膜處理。通過水沖洗、殺菌剝離、清洗除垢、堿中和、預膜處理等工序，清除系統中的水垢，凈化水質。

2 純水冷卻裝置熱交換器的泄漏

2.1 造成熱交換器泄漏的原因及影響

純水冷卻器在長期生產運行中，由于副水在熱交換器中結垢，導致副水流量減少，造成主水溫度高，因此需定期對熱交換器進行清洗除垢。通常純水冷卻裝置熱交換器的波紋板采用膠墊密封，在拆洗恢復安裝后，易出現主、副水間竄水的問題，主水向副水竄水，可能造成主水迅速流失，整流柜超溫跳閘；副水向主水竄水，將造成主水污染，水質變差，樹脂快速失效，電化學腐蝕加劇。

2.1 預防措施

（1）換熱器出現竄水。可通過調整主、副水壓力暫時處理，使兩者壓力趨于平衡，消除竄水缺陷，待停車時重新進行檢修。

（2）加強培訓學習。提前做好檢維修準備工作，提高檢維修質量，確保檢修質量達標，減少熱交換器拆洗次數。

（3）尋找專業的換熱器清洗公司在不拆檢的情況下進行清洗。

3 整流裝置同橋臂元件的均流度

3.1 造成不均流的原因及影響

（1）門極觸發對并聯晶閘管均流度的影響。并聯晶閘管在觸發時，若開通時間的差異很大，便會使并聯橋臂中首先開通的晶閘管承受較大的電流，瞬態均流度受到很大的影響，開通過程的瞬態不均流在回路中的衰減較慢，有時到導電周期結束時仍未達到穩態分流值，導致開通過程的不均流一直持續下去，造成穩態的不均流，進而大電流支路的回路熱損大、溫度高，就會引起局部過熱。

（2）元件參數不匹配對均流度的影響。當同橋臂元件相互并聯工作時，若晶閘管參數不匹配，則會發生有的支路流過很高電流，而有的支路流過很低的電流，即出現同橋臂元件均流度差，進而引起大電流回路橋臂局部過熱。

3.2 預防措施

一般來說，整流柜各整流橋臂間的均流度應控制在0.95以上。為了使并聯晶閘管實現穩態的均流，除與二極管并聯均流一樣匹配并聯元件的正向導通壓降外，給以門極強觸發脈沖縮小動態不均流也是十分必要的。為了防止因晶閘管門檻電壓差異，造成陽極門檻電壓較高的晶閘管不能導通的情況發生，應適當延長門極觸發脈沖的寬度，使小電流時因門檻電壓較高不能導通的晶閘管重新觸發導通。同時選擇開通時間基本一致的晶閘管進行并聯以防止元件參數不匹配對均流度的影響。

4 結語

綜上分析可知，防止整流柜橋臂過熱的措施是∶提高水質，抑制電腐蝕，控制水溫水壓，確保純水冷卻裝置完好及換熱效果，調整好橋臂間均流度，加強整流機組的日常檢維修和運行管理。在電導率高的水中，電化學腐蝕速度快，整流柜循環水系統易出現滲漏水及堵塞、過熱現象；因此要特別注意冷卻循環水的水質，把循環水的日常管理作為一項重要工作。

Analyses the causes and the prevention measures ofthe overheatingto the rectifier cabinetbridge arm

FENG Hui
（Shandong Yangmeihengtong Chemicals Co.,Ltd.,Linyi276100，China）

∶The overheating to the rectifier cabinet bridge arm may damage the thyristor，affect the safe operation ofrectifying power supply system.The causes ofthe typicalfaultfor the overheating to the rectifier cabinetbridge arm were analyzed，thetroubleshooting methods and prevention measures were putforward.

∶rectifiercabinet；overheatingto the bridge arm；electriccorrosion；waterquality；causes；measures

TM461

：B

：1009－1785(2017)04-0030-02

2017-02-22