李 平，李思頌

（陜西北元化工集團(tuán)有限公司化工分公司，陜西 榆林719319）

整流冷卻裝置是整流系統(tǒng)的重要組成部分，陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司的整流冷卻系統(tǒng)主要由兩部分組成， 分別是整流柜的冷卻和整流變壓器的冷卻，整流冷卻系統(tǒng)故障將會(huì)造成整流臂溫、晶閘管溫度、 快速熔斷器的溫度以及整流變油溫的快速升高，有關(guān)保護(hù)裝置動(dòng)作，造成整流變停車事故，影響整流供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 本文根據(jù)整流系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用， 對(duì)整流冷卻裝置常見問題及故障提出有效的建議和改進(jìn)方法。

1 整流柜冷卻裝置的組成和原理

整流柜的冷卻裝置主要由2 臺(tái)純水泵、 板式換熱器、樹脂桶、汽水分離器、補(bǔ)水箱、管道等組成。 純水泵的作用是充當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)， 給水循環(huán)增加壓力0.10~0.20 MPa，本機(jī)動(dòng)力采用雙泵組合設(shè)計(jì)，互為工作或備用， 設(shè)計(jì)中采用自動(dòng)切換電路和自動(dòng)單流閥門， 工作泵萬(wàn)一發(fā)生過載故障， 工作電路立即轉(zhuǎn)換，備用泵同時(shí)投放運(yùn)行，單流閥自動(dòng)換向，不需操作閥門而水壓瞬間恢復(fù)， 且能不停機(jī)對(duì)故障泵進(jìn)行檢修。板式換熱器的作用是熱量交換，板式換熱器是按一定的間隔， 由多層波紋形的傳熱板片通過焊接或由橡膠墊片壓緊構(gòu)成的高效換熱設(shè)備。 按其加工工藝分為可拆式換熱器和全焊接不可拆式換熱器，半焊接式換熱器是介于兩者之間的結(jié)構(gòu)， 即兩種流體作為相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行組裝的。 板片的焊接或組裝遵循兩兩交替排列原則，兩組交替排列。為增加換熱板片面積和剛性， 換熱板片被沖壓成各種波紋形狀，目前使用的為V 型溝槽，當(dāng)流體在低流速狀態(tài)下形成湍流，從而強(qiáng)化傳熱的效果，防止在板片上結(jié)垢。 板上的四個(gè)角孔設(shè)計(jì)成流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質(zhì)分別流入各自流道，形成逆流或并流通過每個(gè)板片進(jìn)行熱量的交換。 當(dāng)純水泵將較冷的純水送入導(dǎo)電的水冷銅母排和整流器后， 變?yōu)檩^熱的純水流出， 并與換熱器里的循環(huán)水進(jìn)行熱交換，將熱量從純水轉(zhuǎn)移到循環(huán)水上，變?yōu)檩^冷的純水后又回到純水泵，形成一個(gè)循環(huán)。 樹脂桶：純水在循環(huán)過程中受各種因素的影響，水質(zhì)不斷下降，為此機(jī)內(nèi)設(shè)絡(luò)離子交換器旁路于主回路， 不斷向回路補(bǔ)充高純水以維持總回路純水水質(zhì)。離子交換器內(nèi)裝陰、陽(yáng)離子交換樹脂，以混合床方式制取高純水。汽水分離器：將運(yùn)行管道中的氣 體進(jìn)行分離，通過水箱排出。 水箱：本機(jī)設(shè)置高位膨脹水箱，不斷收集管道回路運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體， 停機(jī)時(shí)水箱即以其高差向整流柜水道加壓； 回路出現(xiàn)充氣過壓時(shí)亦通過水箱膨脹閥自動(dòng)排出機(jī)外。 管道：為了防止純水受容器、管道污染而導(dǎo)致水質(zhì)下降， 本機(jī)純水回路均采用不銹鋼材料及工程塑料制造。

2 整流柜冷卻裝置的常見故障和處理方法

2.1 水位不足

純水箱的水位是由指針式水位計(jì)顯示的， 指針的動(dòng)作通過水箱內(nèi)浮球的高低來(lái)指示水位， 浮球和水位計(jì)通過連桿連接， 有時(shí)連桿和水位計(jì)之間出現(xiàn)機(jī)械卡住現(xiàn)象，不能反應(yīng)出正常的水位，有時(shí)水位已經(jīng)很低，但顯示為滿箱，可能造成缺水而壓力偏低，造成水壓低報(bào)警及跳整流柜的故障。 處理方法是將指針式水位計(jì)改造為帶有連通器的補(bǔ)水箱， 可以很方便地觀察水位的高低，水位低時(shí)可以及時(shí)補(bǔ)水。

2.2 純水泵故障

在生產(chǎn)中最常見的純水泵故障有水泵葉輪與泵體摩擦產(chǎn)生異響、電機(jī)軸承抱死、電機(jī)溫度偏高等。在整流柜聯(lián)鎖當(dāng)中有一條聯(lián)鎖為 “純水壓力低于0.08 MPa 報(bào)警， 純水壓力低于0.05 MPa， 延時(shí)30 s聯(lián)鎖單槽停車” 純水冷卻器是保障整流柜大功率元件工作處于適宜溫度的裝置， 純水冷卻器的兩臺(tái)純水泵，兩控制回路既獨(dú)立運(yùn)行又有故障互切功能，原理圖見圖1。 為了防止出現(xiàn)晃電導(dǎo)致主回路接觸器脫扣，整流柜沒有因晃電觸發(fā)聯(lián)鎖停車，而純水泵因晃電停運(yùn)，聯(lián)鎖純水進(jìn)口水壓小于0.05 MPa 延時(shí)30 s跳停，為了防止此類事故的發(fā)生，統(tǒng)一將純水裝置純水泵1 的啟動(dòng)按鈕短接來(lái)防止晃電， 就是出現(xiàn)晃電當(dāng)電壓恢復(fù)后，純水泵1 可以自行啟動(dòng)，不致出現(xiàn)因水壓聯(lián)鎖動(dòng)作導(dǎo)致單槽停車， 這樣既不影響2 臺(tái)電機(jī)日常的正常切換， 也不影響某臺(tái)電機(jī)因過熱故障而切換至備用電機(jī)。

圖1 整流柜冷卻裝置原理圖

2.3 水系統(tǒng)漏水

整流柜水系統(tǒng)的接頭較多， 接頭處滲水也是經(jīng)常出現(xiàn)的情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水系統(tǒng)有滲漏水情況時(shí)，注意水箱水位的高低，及時(shí)補(bǔ)水。在保證人身安全的前提下，將連接處的螺絲適當(dāng)緊固，如離母排較近，在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，可以暫不做處理，待停車再處理。 當(dāng)有較大漏水時(shí)，如無(wú)有效的措施，最好先停車，再處理。

3 整流變壓器冷卻系統(tǒng)的組成及原理

陜西北元化工整流變的冷卻方式是強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷， 主要由3 臺(tái)油泵、 散熱器和9 個(gè)散熱風(fēng)機(jī)組成。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，上層油溫高于下層油溫，油泵將上層的熱油抽入散熱器，經(jīng)自然風(fēng)冷卻后，較低溫的油被油泵送入變壓器油箱，如此循環(huán)往復(fù)。 變壓器的油溫可以通過風(fēng)機(jī)的啟停數(shù)量來(lái)控制，當(dāng)油溫較高時(shí)，增加風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)量。當(dāng)油溫較低時(shí)，減少風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)量。 短接啟動(dòng)按鈕后的控制回路見圖2。

圖2 短接啟動(dòng)按鈕后的控制回路

4 整流變冷卻系統(tǒng)的常見故障及處理方法

4.1 整流變報(bào)輕瓦斯

整流變壓器油經(jīng)過散熱器及管道， 長(zhǎng)距離帶壓運(yùn)行，管道及散熱器、油泵都可能發(fā)生漏氣和滲油等現(xiàn)象，空氣進(jìn)入變壓器就會(huì)導(dǎo)致變壓器報(bào)輕瓦斯，更可能導(dǎo)致重瓦斯跳閘的情況， 所以變壓器管道法蘭的維護(hù)及變壓器油泵的維護(hù)尤為重要。 油泵接線柱是最薄弱的地方， 油泵接線柱在帶壓長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行的情況下容易出現(xiàn)老化、開裂、破損等現(xiàn)象，為了解決這種問題， 將油泵接線柱由原來(lái)的塑料材質(zhì)更換為竹膠板材質(zhì)， 隨時(shí)觀察油泵的運(yùn)行情況及變壓器瓦斯情況。

4.2 整流變油溫高

夏天溫度較高時(shí)， 整流變的油泵和風(fēng)機(jī)全部運(yùn)行，變壓器油溫還會(huì)很高。處理方法是在變壓器室內(nèi)增加臨時(shí)風(fēng)機(jī)和增加噴淋裝置，噴淋裝置為：將純水透過噴頭成水霧狀噴灑到整流變散熱器， 既達(dá)到散熱的效果又不浪費(fèi)純水。

5 結(jié)語(yǔ)

整流冷卻系統(tǒng)是整流變電系統(tǒng)的重要組成部分， 電解工藝的連續(xù)運(yùn)行要求整流系統(tǒng)不能故障停機(jī)，因此，要在生產(chǎn)系統(tǒng)中多積累經(jīng)驗(yàn)，采取有效措施，維持冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保障整流裝置的正常輸出。