整流裝置冷卻系統常見問題與對策

朱繼明，董高登

（陜西北元化工集團股份有限公司化工分公司，陜西 榆林719319）

1 純水冷卻裝置

純水冷卻裝置由板式換熱器、純水泵組、氣水分離器、樹脂塔、高位水箱及電氣控制箱組成。其工作原理是從整流柜內輸出載熱純水，經過氣水分離器分離至板換1#和板換2#內部，冷卻后返回整流柜純水進口管道再次使用。

目前循環純水冷卻裝置在二次電流小于15 kA時可以滿足整流柜內各部件冷卻條件。如二次電流大于15 kA，冷卻效果明顯不足。夏天整流柜內各別部件溫度能達到60 ℃以上。

2 整流變強油風冷機組

整流變強油風冷機組由油泵、 軸流風機、 散熱片、油管、電路控制箱組成。其工作原理是利用油泵將變壓器油經過油管進入散熱片，由散熱片和風機組合向外傳遞熱量，使高溫的變壓器油快速得到冷卻，經過冷卻后的變壓器油重新返回變壓器底部再次使用。

3 整流裝置冷卻系統常見問題

3.1 運行方式

目前陜西北元化工集團有限公司化工分公司整流柜運行方式問題存在如下。

（1）302 變電站一二期整流柜目前運行電流。該公司規定最大負荷16 kA，整流柜額定電流17 kA。2018年夏天電解槽產能測試單臺電解槽運行電流16.3 kA 運行一個月，產能測試期間整流變壓器室溫度普遍在17：00時最高（47 ℃），整流柜內各元器件溫度最高： 快熔56.7 ℃（工藝規定）、 整流臂溫度39 ℃（工藝規定）、整流柜出口水溫39 ℃（工藝規定水溫控制在5～42 ℃）。

綜上所述，當整流柜運行電流在小于15 kA 運行時，循環純水冷卻裝置可以滿足整流柜內各部件冷卻要求。如果整流柜運行電流在15.0～16.0 kA 運行時，循環純水冷卻裝置冷卻整流柜內部件效果明顯不足，整流柜各元器件溫度均已達到臨界點，而目前三期建設完成，為滿足公司產能要求，電解槽負荷電流后期仍然可能繼續上升，因此，目前整流柜冷卻裝置夏天時已不能滿足工藝要求。

（2） 該公司所使用的整流變壓器，1302 變電站容量29350 kVA 和2302 變電站容量29280 kVA各6臺，其整流系統由一臺整流變壓器和兩臺整流主柜組成，俗稱“一拖二”整流系統。通過強油風冷機組降溫。1臺油泵對應1 組散熱片及3臺軸流風機，共計3臺油泵、3 組散熱片及9臺軸流風機。夏天當兩臺整流柜運行電流均在14 kA 左右，時整流變溫度基本控制在50～60 ℃，當兩臺整流柜運行電流在16 kA時，整流變溫度上升至78 ℃且仍有上升趨勢，所以對整流變散熱系統（強油風冷機組）進行技改，在每組強油風冷機組增加6 個純水噴淋裝置，當整流變溫度上升至75 ℃以上時，手動開啟噴淋裝置進行降溫，溫度下降至55 ℃以下時關閉噴淋裝置。

3.2 存在問題

（1）純水噴淋裝置純水溫度在24 ℃左右，而整流變油溫75 ℃以上，變壓器油換熱后進入變壓器，由于溫差較大對變壓器內部鐵芯、繞組等損害較大，影響變壓器使用壽命。（2）純水噴淋裝置使用過程中，散熱片表面附著許多雜物，對散熱片腐蝕較為嚴重，影響散熱片使用壽命。（3）純水生產費用較高，噴淋裝置使用后無法回收造成浪費。

4 整流系統現冷卻裝置運行方式

（1）目前純水板換冷卻運行方式（見圖1）

圖1 中循環水進口水壓控制在0.15～0.20 MPa。

圖1 純水板式換熱器循環水示意圖

（2）強迫油循環風機冷卻組運行方式（見圖2 和圖3）。

圖2 強迫油循環風機冷卻組正視圖

圖3 強迫油循環風機冷卻組右視圖

5 改造后冷卻裝置運行方式

5.1 改造后純水板式換熱器運行方式

（1）春、冬兩季用循環水冷卻純水，將7 ℃冷凍水進口閥門B1、出口閥門B2 關閉，打開板式換熱器循環水出口閥A2，打開循環水進口閥A1，循環水壓力控制在0.10～0.22 MPa。

（2）夏、秋兩季用冷凍水冷卻純水，將循環水進口閥門A1、出口閥門A2 關閉，打開7 ℃冷凍水出口閥B2，打開7 ℃冷凍水進口閥B1，循環水壓力控制在0.10～0.22 MPa，改造后的板式換熱器運行方式見圖4。

圖4 改造后的板式換熱器運行方式

改造后優點：當整流柜內設備溫度不高時，可以使用目前循環水降溫的方法使其降溫。當夏天環境溫度高，循環水降溫不能滿足設備降溫需求時，將循環水閥門關閉，切換至7 ℃冷凍水冷卻，保證整流柜設備安全穩定運行。

圖5 改造后強迫油循環冷卻風機正視圖

圖6 改造后強迫油循環冷卻風機右視圖

5.2 改造后強油風冷機組運行方式（見圖5 和圖6）

在原強油風冷機組基礎上，給強油風冷機組散熱片背面加三組（共計9臺）與正面原軸流風機相同型號的軸流風機，即改造后散熱片正反面共計18臺軸流風機。

改造后，當整流變環境溫度較高時，開啟新加軸流風機，增加冷空氣循環速度，達到降低整流變溫度的目的，杜絕因水冷卻造成散熱片腐蝕，影響散熱片使用壽命。

5 結語

冷卻系統關系到整流變運行電流大小及電氣系統的安全穩定運行。任何微小的隱患都可能導致設備、工藝、安全方面事故發生，在日常工作中發現隱患應及時匯報治理。