朱繼明，董高登

（陜西北元化工集團(tuán)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(shù)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(nèi)輸出載熱純水，經(jīng)過(guò)氣水分離器分離至板換1#和板換2#內(nèi)部，冷卻后返回整流柜純水進(jìn)口管道再次使用。

目前循環(huán)純水冷卻裝置在二次電流小于15 kA時(shí)可以滿(mǎn)足整流柜內(nèi)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(nèi)各別部件溫度能達(dá)到60 ℃以上。

2 整流變強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組

整流變強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組由油泵、 軸流風(fēng)機(jī)、 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(jīng)過(guò)油管進(jìn)入散熱片，由散熱片和風(fēng)機(jī)組合向外傳遞熱量，使高溫的變壓器油快速得到冷卻，經(jīng)過(guò)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(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 運(yùn)行方式

目前陜西北元化工集團(tuán)有限公司化工分公司整流柜運(yùn)行方式問(wèn)題存在如下。

（1）302 變電站一二期整流柜目前運(yùn)行電流。該公司規(guī)定最大負(fù)荷16 kA，整流柜額定電流17 kA。2018年夏天電解槽產(chǎn)能測(cè)試單臺(tái)電解槽運(yùn)行電流16.3 kA 運(yùn)行一個(gè)月，產(chǎn)能測(cè)試期間整流變壓器室溫度普遍在17：00時(shí)最高（47 ℃），整流柜內(nèi)各元器件溫度最高： 快熔56.7 ℃（工藝規(guī)定）、 整流臂溫度39 ℃（工藝規(guī)定）、整流柜出口水溫39 ℃（工藝規(guī)定水溫控制在5～42 ℃）。

綜上所述，當(dāng)整流柜運(yùn)行電流在小于15 kA 運(yùn)行時(shí)，循環(huán)純水冷卻裝置可以滿(mǎn)足整流柜內(nèi)各部件冷卻要求。如果整流柜運(yùn)行電流在15.0～16.0 kA 運(yùn)行時(shí)，循環(huán)純水冷卻裝置冷卻整流柜內(nèi)部件效果明顯不足，整流柜各元器件溫度均已達(dá)到臨界點(diǎn)，而目前三期建設(shè)完成，為滿(mǎn)足公司產(chǎn)能要求，電解槽負(fù)荷電流后期仍然可能繼續(xù)上升，因此，目前整流柜冷卻裝置夏天時(shí)已不能滿(mǎn)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(tái)，其整流系統(tǒng)由一臺(tái)整流變壓器和兩臺(tái)整流主柜組成，俗稱(chēng)“一拖二”整流系統(tǒng)。通過(guò)強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組降溫。1臺(tái)油泵對(duì)應(yīng)1 組散熱片及3臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，共計(jì)3臺(tái)油泵、3 組散熱片及9臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)。夏天當(dāng)兩臺(tái)整流柜運(yùn)行電流均在14 kA 左右，時(shí)整流變溫度基本控制在50～60 ℃，當(dāng)兩臺(tái)整流柜運(yùn)行電流在16 kA時(shí)，整流變溫度上升至78 ℃且仍有上升趨勢(shì)，所以對(duì)整流變散熱系統(tǒng)（強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組）進(jìn)行技改，在每組強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組增加6 個(gè)純水噴淋裝置，當(dāng)整流變溫度上升至75 ℃以上時(shí)，手動(dòng)開(kāi)啟噴淋裝置進(jìn)行降溫，溫度下降至55 ℃以下時(shí)關(guān)閉噴淋裝置。

3.2 存在問(wèn)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(jìn)入變壓器，由于溫差較大對(duì)變壓器內(nèi)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(guò)程中，散熱片表面附著許多雜物，對(duì)散熱片腐蝕較為嚴(yán)重，影響散熱片使用壽命。（3）純水生產(chǎn)費(fèi)用較高，噴淋裝置使用后無(wú)法回收造成浪費(fèi)。

4 整流系統(tǒng)現(xiàn)冷卻裝置運(yùn)行方式

（1）目前純水板換冷卻運(yùn)行方式（見(jiàn)圖1）

圖1 中循環(huán)水進(jìn)口水壓控制在0.15～0.20 MPa。

圖1 純水板式換熱器循環(huán)水示意圖

（2）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻組運(yùn)行方式（見(jiàn)圖2 和圖3）。

圖2 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻組正視圖

圖3 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻組右視圖

5 改造后冷卻裝置運(yùn)行方式

5.1 改造后純水板式換熱器運(yùn)行方式

（1）春、冬兩季用循環(huán)水冷卻純水，將7 ℃冷凍水進(jìn)口閥門(mén)B1、出口閥門(mén)B2 關(guān)閉，打開(kāi)板式換熱器循環(huán)水出口閥A2，打開(kāi)循環(huán)水進(jìn)口閥A1，循環(huán)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(huán)水進(jìn)口閥門(mén)A1、出口閥門(mén)A2 關(guān)閉，打開(kāi)7 ℃冷凍水出口閥B2，打開(kāi)7 ℃冷凍水進(jìn)口閥B1，循環(huán)水壓力控制在0.10～0.22 MPa，改造后的板式換熱器運(yùn)行方式見(jiàn)圖4。

圖4 改造后的板式換熱器運(yùn)行方式

改造后優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)整流柜內(nèi)設(shè)備溫度不高時(shí)，可以使用目前循環(huán)水降溫的方法使其降溫。當(dāng)夏天環(huán)境溫度高，循環(huán)水降溫不能滿(mǎn)足設(shè)備降溫需求時(shí)，將循環(huán)水閥門(mén)關(guān)閉，切換至7 ℃冷凍水冷卻，保證整流柜設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖5 改造后強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻風(fēng)機(jī)正視圖

圖6 改造后強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻風(fēng)機(jī)右視圖

5.2 改造后強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組運(yùn)行方式（見(jiàn)圖5 和圖6）

在原強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組基礎(chǔ)上，給強(qiáng)油風(fēng)冷機(jī)組散熱片背面加三組（共計(jì)9臺(tái)）與正面原軸流風(fēng)機(jī)相同型號(hào)的軸流風(fēng)機(jī)，即改造后散熱片正反面共計(jì)18臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)。

改造后，當(dāng)整流變環(huán)境溫度較高時(shí)，開(kāi)啟新加軸流風(fēng)機(jī)，增加冷空氣循環(huán)速度，達(dá)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(jié)語(yǔ)

冷卻系統(tǒng)關(guān)系到整流變運(yùn)行電流大小及電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。任何微小的隱患都可能導(dǎo)致設(shè)備、工藝、安全方面事故發(fā)生，在日常工作中發(fā)現(xiàn)隱患應(yīng)及時(shí)匯報(bào)治理。