中波廣播發射機冷卻系統故障處理與預防

伍紫愛

（浙江省中波發射管理中心青田廣播轉播臺，浙江 麗水 323900）

0 引言

中波廣播發射機在廣播行業扮演著不可替代的重要角色。良好的冷卻系統是保障中波廣播發射機正常運行、延長其使用壽命的關鍵因素。冷卻系統在中波廣播發射機中有十分重要的作用，可以保護設備、提高設備穩定性和效率、延長設備使用壽命，確保廣播發射機的安全運行，對于廣播系統的正常運行和廣播服務的質量具有重要的影響。因此，探討分析中波廣播發射機冷卻系統的故障具有重要意義。

1 中波廣播發射機冷卻系統概述

中波廣播發射機冷卻系統是指用于保持中波廣播發射機正常工作溫度的一種設備，主要作用是降低發射機內部的溫度，以保證電子元器件的穩定性和壽命。中波廣播發射機在工作時會產生大量的熱量，需要通過冷卻系統將熱量散發出去，以保證設備正常運行。中波廣播發射機冷卻系統有很多類型，主要分為以下4 類。第一，空氣冷卻系統，是最常見的一種類型，包括散熱器和冷卻風扇，通過將空氣吹過散熱器上的散熱片，將熱量帶走并散發到周圍環境中。第二，水冷系統，把水當作冷卻液來冷卻發射機，包括水泵、散熱器和水管等組件。水冷系統可以提供更高的冷卻效率，因為水的導熱性能比空氣好。第三，蒸發冷卻系統，利用水的蒸發熱來降低發射機溫度，通常包括蒸發冷卻器和風扇。蒸發冷卻系統通過將水蒸發，吸收熱量并冷卻發射機。第四，液冷系統，一種高效的冷卻方式[1]，利用液體冷卻劑來直接接觸并吸收發射機產生的熱量，然后通過循環將熱量帶走。上海明珠3 kW 廣播發射機是水冷型發射機，因此本文接下來著重研究水冷系統相關內容。

2 中波廣播發射機水冷系統的組成結構及工作原理

2.1 水冷系統的組成結構

中波廣播發射機水冷系統主要由5 部分組成，如圖1 所示。一是冷卻塔，水冷系統的核心部件之一，用于存儲水，需要具備抗腐蝕、耐高溫、密封性好等特點，必須具有足夠的容積和流量，以滿足發射機長時間運行時的冷卻需求。二是水泵，將水從冷卻塔中抽出并送到發射機散熱器處，主要由電動機驅動，通過控制水的流速和流量，確保水在發射機內均勻分布。三是散熱器，是將水中的熱量傳遞給周圍空氣的組件，主要由許多平行的散熱管組成，水在散熱管內流動，通過管壁的換熱作用將熱量傳遞給周圍環境。四是水管和接頭，用于連接水泵、散熱器和冷卻塔等組件，確保水在各個組件之間順暢流動并且不會泄漏。五是控制系統，用于監測和調節冷卻系統的運行狀態，包括水泵的啟停、散熱器的溫度控制及冷卻塔的水位監測等[2]。控制系統可以通過傳感器和電路板等設備實現自動化控制，以確保冷卻系統的運行穩定和可靠。

圖1 中波廣播發射機水冷系統的組成

2.2 水冷系統的工作原理

中波廣播發射機水冷系統基于熱傳導和熱交換的原理，通過循環冷卻水吸收設備產生的熱量，通過散熱裝置將熱量釋放到周圍環境中。

水冷系統的工作原理如圖2 所示，箭頭代表水流方向。水冷系統啟動時，水泵開始運行，水泵通過水管路將冷卻水從冷卻塔中抽取出來。抽取的冷卻水經過管道輸送，進入中波廣播發射機的散熱設備。在散熱設備中，冷卻水與發射機內部產生的熱量進行接觸和傳遞，通過冷卻水吸收熱量，以此降低發射機的溫度。冷卻水經過發射機熱量交換后溫度升高變成熱水，通過管道離開散熱設備進入冷卻塔。進入冷卻塔后，通過風扇或者自然對流的方式進行空氣散熱，這時熱量便可以從冷卻水中傳遞到周圍的空氣中，以此使冷卻水的溫度降低。冷卻水經過冷卻塔散熱后，通過管道重新回流到發射機的散熱設備，循環使用。

圖2 水冷系統的工作原理

3 水冷系統常規故障分析

中波廣播發射機水冷系統長期持續運行，可能出現一系列故障。這些故障問題通常可以分為6 類，分別是水泵故障、冷卻裝置故障、循環水管道堵塞、傳感器故障、水質問題以及電氣故障[3]。

3.1 水泵故障

水泵故障是水冷系統比較常見的故障類型。水泵由電源、軸承及葉輪等組成，在持續運行過程中，不同部件可能產生不同的問題，大致可以歸納為6 類。第一，水泵電源故障。水泵電源故障時，水泵無法正常啟動或停止工作，會造成水泵運轉聲音異常以及水泵內部的液位突然變化等情況。第二，水泵軸承磨損。水泵軸承磨損時，水泵的運轉狀態出現異常，造成水泵產生明顯的異常噪聲、振動或其他異常聲音，出現水泵轉子卡滯、水流減弱等情況。第三，水泵漏水。水泵漏水會導致系統內的其他設備出現異常或故障，會造成水泵周圍出現明顯的水跡或水漬，發射機水冷系統的水位下降，出現明顯的壓力下降等現象。第四，水泵堵塞。水泵出現堵塞，會導致循環水流量下降或中斷，會造成水泵運作聲音有異常，水泵周圍的水流有變慢或停滯、無法正常供水等情況。第五，水泵葉輪損壞。水泵葉輪損壞，會造成水泵產生響聲，水泵運行時的水流量減少，水冷系統的水位明顯下降等情況。第六，水泵過熱。當水泵過熱，水泵內部會出現一些特殊的現象，會造成水泵表面出現的熱量明顯，嚴重的會有燒焦或融化等情況[4]。

3.2 冷卻裝置故障

冷卻裝置故障是水冷系統中影響水冷卻散熱的常見故障，具體可分為3 種類型。第一，水泄露故障，會產生比較明顯的現象，造成水漬或水跡明顯增多，水壓明顯下降，水冷系統水位明顯下降等情況。第二，閥門故障，會導致閥門無法開啟或者關閉。第三，風扇故障，會導致風扇無法啟動或者風扇產生異常噪聲及轉速減慢。

3.3 循環水管道堵塞

循環水管道堵塞主要指水冷系統中水流通道受阻，主要分為內部堵塞和外部堵塞兩種。內部堵塞指水冷系統內部的管道出現堵塞，一般會出現循環水的水流減小或水流中斷、水壓異常增加或者減少、發射機周圍溫度異常升高等情況。外部堵塞指水冷系統管道的外部受到阻塞，一般會出現水源供給問題、水壓下降、發射機周圍溫度異常升高等情況[5]。

3.4 傳感器故障

傳感器是水冷系統的關鍵部件，可以監控系統其他部件的運行狀態。傳感器主要指溫度和壓力傳感器。傳感器故障主要分為傳感器失效和傳感器信號異常，這兩類故障均可導致無法準確監控水冷系統溫度和水壓的數值，無法確定水冷系統的運行狀態。

3.5 水質問題

水質問題是比較嚴重的問題，會造成發射機各種情況發生，如堵塞、異味、腐蝕等。水質問題主要分冷卻水水質問題和循環水處理問題。冷卻水水質問題會導致水冷系統的冷卻效果下降，導致發射機溫度升高，還會造成冷卻水酸堿度失衡，使相關金屬部件出現生銹、腐蝕的情況，還會造成微生物滋生，影響水冷系統環境，嚴重的會出現堵塞現象。循環水處理問題一般是由水泵故障、管道堵塞、管道泄露等故障引起的，故障發生時，由于冷卻效果下降，工作溫度升高，會導致發射機性能下降。

3.6 電氣故障

電氣故障主要是指水冷系統中各個電氣元件的故障，主要分為4 大類。一是供電故障，一般由電源故障引起，會造成發射機水冷系統無法正常供電，供電中斷、電壓過高或過低等情況。二是控制系統故障，一般由控制器、控制電路及傳感器等控制相關元件引起，會造成水冷系統無法進行準確的控制和調節，導致水冷系統工作異常，嚴重時會影響系統的安全運行。三是電機故障，一般由水泵電機或者風扇電機引起，會造水循環不正常，進而影響發射機的冷卻效果和穩定性。四是連接線路故障，一般由于接線端子松動或腐蝕、線路短路或斷路等情況引起，會造成控制系統的工作和設備的正常運行[6]。

4 水冷系統故障處理

水冷系統的常規故障處理一般都需要檢查相關部件的運行狀態，并監測相關部件運行參數，通過該操作確定是否為該部件的問題。如該部件存在問題，必須先進行斷電操作，再進行檢測排查。

4.1 水泵故障處理

對于電源故障，可檢查供電電路、電源線路和開關等部分。如有問題，修復或更換故障的電源設備。對于水泵軸承磨損問題，需拆卸水泵的外殼，檢查軸承是否磨損或損壞，如有問題，更換新的軸承。對于水泵漏水問題，需檢查水泵密封件是否完好，如有漏水情況，需重新安裝或更換密封件。對于水泵堵塞問題，需檢查水泵葉輪或進水口是否被雜物堵塞，如有堵塞，清理堵塞物即可。對于水泵葉輪損壞問題，需檢查水泵葉輪，如有損壞，需拆卸葉輪并更換新的葉輪。對于水泵過熱問題，需檢查散熱器和風扇是否正常工作，如工作不正常，需更換風扇。經過以上檢查處理恢復水冷系統電源供應后，還需監測水泵的運行狀態。

4.2 冷卻裝置故障處理

對于水泄露故障，需檢查水冷系統密封件是否完好，如有泄漏情況，需重新安裝或更換密封件。對于閥門故障，需直接進行修復或更換新的閥門。對于風扇故障，需檢查風扇是否有損壞，如有損壞，應拆卸并更換新的風扇。經過以上檢查處理重啟水冷系統后，還需監測冷卻裝置的運行狀態。

4.3 循環水管道堵塞處理與預防

檢查處理循環水管道堵塞前，需關閉入口閥門。若是內部堵塞，可清洗管道以確保循環水正常流動；若是外部堵塞問題，應檢查水冷系統密封件是否完好，如出現泄漏情況，重新安裝或更換密封件。此外，還需檢查管道閥門，如有故障也需更換。經過以上檢查處理重啟水冷系統后，還需監測冷卻裝置的運行狀態。

4.4 傳感器故障處理

傳感器發生故障，需檢查所有傳感器的外觀和連接情況，確保傳感器沒有物理損壞或松動連接。排查采集的數據是否正常，如數據異常，可通過校準的方式進行校正，實在無法修復或者損壞嚴重的，需及時進行更換。除此之外，對信號干擾問題也要進行排查，如有干擾情況發生，可采取屏蔽措施或更換線路。經過以上檢查處理重啟水冷系統后，還需監測相關傳感器采集的數據是否正常。

4.5 水質問題處理

對于冷卻水水質問題，可進行冷卻系統的清洗，包括更換冷卻水、清洗冷卻器、清洗過濾器等操作。對于金屬部件被腐蝕的情況，可先進行清洗和修復受腐蝕的部件，再添加腐蝕抑制劑。除此之外，還需對水質進行相關檢查，如針對pH 值、電導率、溶解氧含量等指標進行檢測，通過這些指標來改善調整水質。對于循環水處理問題，可檢查水位控制系統中記錄的相關數據，并且需要檢查水冷系統的密封情況和管道連接是否正常。經過以上檢查處理重啟水冷系統后，還需對整個水冷系統的運行進行監測。

4.6 電氣故障處理

處理供電故障，需判斷供電系統的工作情況，根據工作情況進行相應檢查，如檢查電源開關、保險絲、斷路器等。若控制系統故障，需檢查控制系統的傳感器、控制器、控制元件等是否正常工作，確保控制系統無故障。對于電機故障，可對水冷系統的電機進行檢查，包括運行狀態、溫度、噪聲等，確認電機是否存在故障。對于連接線路故障，可根據具體故障類型進行相應的維修和排除工作，如更換損壞部件、重新連接線路、調試控制系統等。經過以上檢查處理重啟相關電氣系統后，還需監測其他電氣部件的運行狀態和數值。

5 水冷系統故障預防措施

水冷系統是中波廣播發射機的重要組成部分，是中波廣播發射機能否正常穩定運行的關鍵。因此，針對水冷系統故障，必須采取相關的預防措施，以此提高設備的可靠性和穩定性，確保廣播信號的正常傳輸。預防措施主要從定量與定性兩個方面入手。

5.1 定量預防措施

定量預防主要是從數據檢測入手，設置相關數據閾值進行故障預防及判斷。例如，設置溫度監控合理的溫度報警閾值，確保監控系統能夠及時發出警報并記錄異常情況；設置水質分析樣本值，包括pH 值、溶解固體含量及微生物檢測等，后續可根據監測結果采取相應的水處理措施；設置水流量監測閾值，可對異常水流進行報警并記錄，通過水流量記錄的積累和分析，可以發現水泵故障、管道堵塞等問題；設置壓力監測閾值，掌握水壓情況，確保管道和連接件的正常工作狀態。

5.2 定性預防措施

定性預防主要是從定時定期維護角度入手，進行常規的監測和評估，以此保證系統的健康運行。例如，制定定期維護計劃，包括定期更換濾芯、清洗散熱器、冷卻塔和水泵等設備，根據使用周期和制造商建議制定維護周期，確保設備處于最佳狀態；制定巡回檢查計劃，在巡回檢測過程中觀察各個部件的工作情況，觀察是否有異響、滲水、松動等異常情況，通過經驗判斷是否存在潛在故障風險。除此之外，對于人員的素質和經驗交流，也可以制定定期的培訓教育計劃。

6 結語

在中波廣播發射機運行中，冷卻系統故障可能對設備造成嚴重影響。因此，維護人員必須采取有效的預防和處理措施來確保冷卻系統的穩定運行，確保廣播發射機長期穩定、高效地工作，為廣播事業的發展貢獻力量。