摘 要：近年來(lái)鋼鐵行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，迫于節(jié)能降本，高壓變頻器在大型風(fēng)機(jī)、大型水泵等設(shè)備上應(yīng)用越來(lái)越多。隨著高壓變頻器的推廣，高壓變頻器短路、爆炸等事故也不斷增加。尤其在燒結(jié)廠環(huán)境差、灰塵多、溫度高的生產(chǎn)場(chǎng)所，如何維護(hù)，如何改善高壓變頻設(shè)備運(yùn)行環(huán)境成為高壓變頻器運(yùn)行是否穩(wěn)定的重要因素。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，空-水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用效率高、節(jié)能且環(huán)保，符合燒結(jié)廠環(huán)境使用要求。

關(guān)鍵詞：空-水冷卻系統(tǒng)；燒結(jié)；高壓；變頻器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.014

隨著高壓變頻器技術(shù)的應(yīng)用與推廣，其優(yōu)點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)?，F(xiàn)在日照鋼鐵燒結(jié)廠已有多處應(yīng)用，2*360燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電1#循環(huán)風(fēng)機(jī)、2#循環(huán)風(fēng)機(jī)、600平米燒結(jié)1-4#四臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)、4臺(tái)環(huán)冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)均采用了高壓變頻器，但由于燒結(jié)廠的運(yùn)行環(huán)境較差，加上變頻器功率大、產(chǎn)生熱量多，冷卻方式不能滿(mǎn)足使用條件，導(dǎo)致高壓變頻器故障頻發(fā)。600平米環(huán)冷風(fēng)機(jī)原來(lái)采用兩臺(tái)10P的空調(diào)進(jìn)行降溫，由于熱量大，環(huán)境差，空調(diào)不堪重負(fù)，使變頻器運(yùn)行也得不到可靠保障，導(dǎo)致變頻器兩年內(nèi)發(fā)生多起故障，而影響燒結(jié)系統(tǒng)正常生產(chǎn)；2*360燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電1#循環(huán)風(fēng)機(jī)、2#循環(huán)風(fēng)機(jī)使用空-水冷卻系統(tǒng)現(xiàn)已運(yùn)行4年，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，平時(shí)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的清灰，至今變頻器未發(fā)生過(guò)一次故障。

1 高壓變頻器應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

（1）高壓變頻器使用的主要優(yōu)點(diǎn)是省電、節(jié)能。高壓電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中電流是正常運(yùn)行電流的4至10倍，電能損耗極大，使用變頻器啟動(dòng)避免了大電流能耗；其次，燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時(shí)根據(jù)工藝的要求需不斷調(diào)整風(fēng)門(mén)以改變風(fēng)量的大小，控制煙道負(fù)壓，當(dāng)風(fēng)門(mén)開(kāi)度較低時(shí)，電機(jī)一直運(yùn)行在工頻電壓下，造成電能的浪費(fèi)，導(dǎo)致提高了燒結(jié)礦成本。

（2）使用變頻器啟動(dòng)，對(duì)電機(jī)和風(fēng)機(jī)都起到很好的保護(hù)作用。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流大，約4～10倍額定電流，對(duì)電機(jī)絕緣造成損傷，對(duì)風(fēng)機(jī)造成機(jī)械傷害，嚴(yán)重影響電機(jī)及風(fēng)機(jī)壽命。而增加變頻器后，可以實(shí)現(xiàn)平滑起動(dòng)，不產(chǎn)生大的沖擊力，從而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

（3）在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。使用變頻器電機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，電機(jī)電流緩慢升高，電網(wǎng)電壓不會(huì)由于大電機(jī)的啟動(dòng)造成波動(dòng)，保護(hù)了電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行和供電質(zhì)量。

（4）提高功率因數(shù)。電壓源型變頻器功率因數(shù)可達(dá)0.96，采用變頻調(diào)速啟動(dòng)系統(tǒng)后，不需無(wú)功補(bǔ)償裝置就能滿(mǎn)足電網(wǎng)要求，提高了電網(wǎng)功率因數(shù)。

（5）對(duì)高壓電機(jī)的保護(hù)完善并提供故障自診斷功能。變頻器對(duì)電機(jī)的保護(hù)比較完善可靠，發(fā)生接地故障、過(guò)負(fù)荷故障、短路故障、低電壓故障等其它故障時(shí)均能得到可靠保護(hù)。

2 空-水冷卻系統(tǒng)工作原理

（1）其主要工作原理是：利用高壓電機(jī)上配置的空水冷卻器類(lèi)似的原理，巧妙地移植到高壓變頻器上。在變頻器室墻上安裝冷凝器（空-水換熱裝置），冷凝器內(nèi)通過(guò)循環(huán)水給高壓變頻器產(chǎn)生的熱空氣進(jìn)行冷卻；冷水流入冷凝器，通過(guò)空冷器進(jìn)行熱交換后的熱水流至冷卻塔進(jìn)行降溫，然后再流入冷凝器形成水循環(huán)。高壓變頻器產(chǎn)生的熱氣，匯聚于變頻器柜上方，通過(guò)內(nèi)部裝有風(fēng)機(jī)的風(fēng)道將熱風(fēng)引到空冷器進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷空氣吹向高壓變頻器的進(jìn)氣口，完成變頻器的內(nèi)部風(fēng)循環(huán)。保證循環(huán)水的冷水溫度在低于33℃時(shí)，即可使高壓變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度保持在40℃以下。

（2）同時(shí)，由于變頻器室完全封閉，室內(nèi)環(huán)境與室外隔離，保持室內(nèi)不進(jìn)入灰塵，對(duì)變頻器設(shè)備運(yùn)行保持良好環(huán)境，衛(wèi)生易打掃，設(shè)備故障率大大降低，設(shè)備維護(hù)量從而減??；變頻器空氣循環(huán)與冷卻水循環(huán)兩系統(tǒng)完全隔離，解除了漏水造成設(shè)備短路，放炮等風(fēng)險(xiǎn)，使用安全可靠性高。空-水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1：

3 空-水冷卻系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)

（1）三、空-水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便?？商崆爸谱髋涮罪L(fēng)道組件，集中制作，現(xiàn)場(chǎng)組裝，在變頻器柜上方將風(fēng)道直接引至室外，結(jié)構(gòu)緊湊，方便組裝。（2）設(shè)備維護(hù)成本較低，一次性投資后，可免維護(hù)運(yùn)行，與同等風(fēng)量的空調(diào)相比，成本低至一半以下。（3）當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可采用通風(fēng)降溫，運(yùn)行方式易切換，不影響設(shè)備運(yùn)行。（4）初始投資較低，節(jié)約成本。冷卻電耗指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于空調(diào)冷卻，避免了電能消耗。（5）延長(zhǎng)了高壓變頻器的使用壽命?？煽康倪\(yùn)行環(huán)境，低溫、少塵對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行提供了可靠保障，大大的降低了變頻器故障，節(jié)約了維修成本及人力成本。（6）空冷器設(shè)備本身故障率低、運(yùn)行可靠；一旦冷卻系統(tǒng)故障，可關(guān)通過(guò)閥門(mén)控制，將變頻器產(chǎn)生的熱風(fēng)直接排到變頻器室外，吸進(jìn)冷空氣實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式循環(huán)降溫，從而大大提高了變頻器安全和可靠性。

4 設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗(yàn)

使用空調(diào)降溫的高壓變頻器室，空調(diào)負(fù)荷較大，維護(hù)量大，空調(diào)一旦出現(xiàn)故障，變頻器室內(nèi)溫度升高，變頻器電子元件運(yùn)行變得不穩(wěn)定，誤報(bào)故障停機(jī)偶爾發(fā)生，2*360燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電1#循環(huán)風(fēng)機(jī)、2#循環(huán)風(fēng)機(jī)使用空-水冷卻系統(tǒng)，在最初改造后存在一些問(wèn)題需大家注意，（1）循環(huán)用的冷卻水溫度要低，不然達(dá)不到預(yù)想的效果，本設(shè)備使用的是新水，在余熱補(bǔ)水前先經(jīng)過(guò)空-水冷卻系統(tǒng)的冷凝器，此運(yùn)行方式是前提有用新水的設(shè)備；否則對(duì)冷卻塔的要求較高。（2）需定期清洗濾網(wǎng)，否則影響風(fēng)量。（3）配電室要封堵嚴(yán)密，讓設(shè)備運(yùn)行在密閉的環(huán)境中，必要時(shí)安裝雙層門(mén)窗，對(duì)穿墻空洞用密封膠密封好，這樣高壓變頻器兩三個(gè)月清掃一次，幾乎可以免維護(hù)運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要在鋼鐵企業(yè)“寒冬”的嚴(yán)峻形勢(shì)中取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)在有限的經(jīng)濟(jì)效益中持續(xù)發(fā)展，必須不斷的探索、改進(jìn)設(shè)備，降低運(yùn)行成本，高壓變頻器在初始投資是費(fèi)用較高，但在長(zhǎng)期受益上來(lái)講是值得的；而空-水冷卻系統(tǒng)作為輔助設(shè)備起到了關(guān)鍵作用，在冶金企業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王占輝（1980-），河北石家莊人，專(zhuān)科，電氣工程師，助理工程師，研究方向：電氣及自動(dòng)化。