伍紫愛(ài)

（浙江省中波發(fā)射管理中心青田廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)，浙江 麗水 323900）

0 引言

中波廣播發(fā)射機(jī)在廣播行業(yè)扮演著不可替代的重要角色。良好的冷卻系統(tǒng)是保障中波廣播發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行、延長(zhǎng)其使用壽命的關(guān)鍵因素。冷卻系統(tǒng)在中波廣播發(fā)射機(jī)中有十分重要的作用，可以保護(hù)設(shè)備、提高設(shè)備穩(wěn)定性和效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，確保廣播發(fā)射機(jī)的安全運(yùn)行，對(duì)于廣播系統(tǒng)的正常運(yùn)行和廣播服務(wù)的質(zhì)量具有重要的影響。因此，探討分析中波廣播發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)的故障具有重要意義。

1 中波廣播發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)概述

中波廣播發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)是指用于保持中波廣播發(fā)射機(jī)正常工作溫度的一種設(shè)備，主要作用是降低發(fā)射機(jī)內(nèi)部的溫度，以保證電子元器件的穩(wěn)定性和壽命。中波廣播發(fā)射機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，需要通過(guò)冷卻系統(tǒng)將熱量散發(fā)出去，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。中波廣播發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)有很多類(lèi)型，主要分為以下4 類(lèi)。第一，空氣冷卻系統(tǒng)，是最常見(jiàn)的一種類(lèi)型，包括散熱器和冷卻風(fēng)扇，通過(guò)將空氣吹過(guò)散熱器上的散熱片，將熱量帶走并散發(fā)到周?chē)h(huán)境中。第二，水冷系統(tǒng)，把水當(dāng)作冷卻液來(lái)冷卻發(fā)射機(jī)，包括水泵、散熱器和水管等組件。水冷系統(tǒng)可以提供更高的冷卻效率，因?yàn)樗膶?dǎo)熱性能比空氣好。第三，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，利用水的蒸發(fā)熱來(lái)降低發(fā)射機(jī)溫度，通常包括蒸發(fā)冷卻器和風(fēng)扇。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)通過(guò)將水蒸發(fā)，吸收熱量并冷卻發(fā)射機(jī)。第四，液冷系統(tǒng)，一種高效的冷卻方式[1]，利用液體冷卻劑來(lái)直接接觸并吸收發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的熱量，然后通過(guò)循環(huán)將熱量帶走。上海明珠3 kW 廣播發(fā)射機(jī)是水冷型發(fā)射機(jī)，因此本文接下來(lái)著重研究水冷系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容。

2 中波廣播發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 水冷系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

中波廣播發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)主要由5 部分組成，如圖1 所示。一是冷卻塔，水冷系統(tǒng)的核心部件之一，用于存儲(chǔ)水，需要具備抗腐蝕、耐高溫、密封性好等特點(diǎn)，必須具有足夠的容積和流量，以滿(mǎn)足發(fā)射機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)的冷卻需求。二是水泵，將水從冷卻塔中抽出并送到發(fā)射機(jī)散熱器處，主要由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制水的流速和流量，確保水在發(fā)射機(jī)內(nèi)均勻分布。三是散熱器，是將水中的熱量傳遞給周?chē)諝獾慕M件，主要由許多平行的散熱管組成，水在散熱管內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)管壁的換熱作用將熱量傳遞給周?chē)h(huán)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(gè)組件之間順暢流動(dòng)并且不會(huì)泄漏。五是控制系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括水泵的啟停、散熱器的溫度控制及冷卻塔的水位監(jiān)測(cè)等[2]?？刂葡到y(tǒng)可以通過(guò)傳感器和電路板等設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，以確保冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定和可靠。

圖1 中波廣播發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)的組成

2.2 水冷系統(tǒng)的工作原理

中波廣播發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)基于熱傳導(dǎo)和熱交換的原理，通過(guò)循環(huán)冷卻水吸收設(shè)備產(chǎn)生的熱量，通過(guò)散熱裝置將熱量釋放到周?chē)h(huán)境中。

水冷系統(tǒng)的工作原理如圖2 所示，箭頭代表水流方向。水冷系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，水泵開(kāi)始運(yùn)行，水泵通過(guò)水管路將冷卻水從冷卻塔中抽取出來(lái)。抽取的冷卻水經(jīng)過(guò)管道輸送，進(jìn)入中波廣播發(fā)射機(jī)的散熱設(shè)備。在散熱設(shè)備中，冷卻水與發(fā)射機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量進(jìn)行接觸和傳遞，通過(guò)冷卻水吸收熱量，以此降低發(fā)射機(jī)的溫度。冷卻水經(jīng)過(guò)發(fā)射機(jī)熱量交換后溫度升高變成熱水，通過(guò)管道離開(kāi)散熱設(shè)備進(jìn)入冷卻塔。進(jìn)入冷卻塔后，通過(guò)風(fēng)扇或者自然對(duì)流的方式進(jìn)行空氣散熱，這時(shí)熱量便可以從冷卻水中傳遞到周?chē)目諝庵校源耸估鋮s水的溫度降低。冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻塔散熱后，通過(guò)管道重新回流到發(fā)射機(jī)的散熱設(shè)備，循環(huán)使用。

圖2 水冷系統(tǒng)的工作原理

3 水冷系統(tǒng)常規(guī)故障分析

中波廣播發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行，可能出現(xiàn)一系列故障。這些故障問(wèn)題通?？梢苑譃? 類(lèi)，分別是水泵故障、冷卻裝置故障、循環(huán)水管道堵塞、傳感器故障、水質(zhì)問(wèn)題以及電氣故障[3]。

3.1 水泵故障

水泵故障是水冷系統(tǒng)比較常見(jiàn)的故障類(lèi)型。水泵由電源、軸承及葉輪等組成，在持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，不同部件可能產(chǎn)生不同的問(wèn)題，大致可以歸納為6 類(lèi)。第一，水泵電源故障。水泵電源故障時(shí)，水泵無(wú)法正常啟動(dòng)或停止工作，會(huì)造成水泵運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常以及水泵內(nèi)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(shí)，水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)出現(xiàn)異常，造成水泵產(chǎn)生明顯的異常噪聲、振動(dòng)或其他異常聲音，出現(xiàn)水泵轉(zhuǎn)子卡滯、水流減弱等情況。第三，水泵漏水。水泵漏水會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬收希瑫?huì)造成水泵周?chē)霈F(xiàn)明顯的水跡或水漬，發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)的水位下降，出現(xiàn)明顯的壓力下降等現(xiàn)象。第四，水泵堵塞。水泵出現(xiàn)堵塞，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水流量下降或中斷，會(huì)造成水泵運(yùn)作聲音有異常，水泵周?chē)乃饔凶兟蛲?、無(wú)法正常供水等情況。第五，水泵葉輪損壞。水泵葉輪損壞，會(huì)造成水泵產(chǎn)生響聲，水泵運(yùn)行時(shí)的水流量減少，水冷系統(tǒng)的水位明顯下降等情況。第六，水泵過(guò)熱。當(dāng)水泵過(guò)熱，水泵內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)一些特殊的現(xiàn)象，會(huì)造成水泵表面出現(xiàn)的熱量明顯，嚴(yán)重的會(huì)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(tǒng)中影響水冷卻散熱的常見(jiàn)故障，具體可分為3 種類(lèi)型。第一，水泄露故障，會(huì)產(chǎn)生比較明顯的現(xiàn)象，造成水漬或水跡明顯增多，水壓明顯下降，水冷系統(tǒng)水位明顯下降等情況。第二，閥門(mén)故障，會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)無(wú)法開(kāi)啟或者關(guān)閉。第三，風(fēng)扇故障，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇無(wú)法啟動(dòng)或者風(fēng)扇產(chǎn)生異常噪聲及轉(zhuǎn)速減慢。

3.3 循環(huán)水管道堵塞

循環(huán)水管道堵塞主要指水冷系統(tǒng)中水流通道受阻，主要分為內(nèi)部堵塞和外部堵塞兩種。內(nèi)部堵塞指水冷系統(tǒng)內(nèi)部的管道出現(xiàn)堵塞，一般會(huì)出現(xiàn)循環(huán)水的水流減小或水流中斷、水壓異常增加或者減少、發(fā)射機(jī)周?chē)鷾囟犬惓Ｉ叩惹闆r。外部堵塞指水冷系統(tǒng)管道的外部受到阻塞，一般會(huì)出現(xiàn)水源供給問(wèn)題、水壓下降、發(fā)射機(jī)周?chē)鷾囟犬惓Ｉ叩惹闆r[5]。

3.4 傳感器故障

傳感器是水冷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，可以監(jiān)控系統(tǒng)其他部件的運(yùn)行狀態(tài)。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(hào)異常，這兩類(lèi)故障均可導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)控水冷系統(tǒng)溫度和水壓的數(shù)值，無(wú)法確定水冷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

3.5 水質(zhì)問(wèn)題

水質(zhì)問(wèn)題是比較嚴(yán)重的問(wèn)題，會(huì)造成發(fā)射機(jī)各種情況發(fā)生，如堵塞、異味、腐蝕等。水質(zhì)問(wèn)題主要分冷卻水水質(zhì)問(wèn)題和循環(huán)水處理問(wèn)題。冷卻水水質(zhì)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致水冷系統(tǒng)的冷卻效果下降，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)溫度升高，還會(huì)造成冷卻水酸堿度失衡，使相關(guān)金屬部件出現(xiàn)生銹、腐蝕的情況，還會(huì)造成微生物滋生，影響水冷系統(tǒng)環(huán)境，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。循環(huán)水處理問(wèn)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(fā)生時(shí)，由于冷卻效果下降，工作溫度升高，會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)性能下降。

3.6 電氣故障

電氣故障主要是指水冷系統(tǒng)中各個(gè)電氣元件的故障，主要分為4 大類(lèi)。一是供電故障，一般由電源故障引起，會(huì)造成發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)無(wú)法正常供電，供電中斷、電壓過(guò)高或過(guò)低等情況。二是控制系統(tǒng)故障，一般由控制器、控制電路及傳感器等控制相關(guān)元件引起，會(huì)造成水冷系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的控制和調(diào)節(jié)，導(dǎo)致水冷系統(tǒng)工作異常，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。三是電機(jī)故障，一般由水泵電機(jī)或者風(fēng)扇電機(jī)引起，會(huì)造水循環(huán)不正常，進(jìn)而影響發(fā)射機(jī)的冷卻效果和穩(wěn)定性。四是連接線(xiàn)路故障，一般由于接線(xiàn)端子松動(dòng)或腐蝕、線(xiàn)路短路或斷路等情況引起，會(huì)造成控制系統(tǒng)的工作和設(shè)備的正常運(yùn)行[6]。

4 水冷系統(tǒng)故障處理

水冷系統(tǒng)的常規(guī)故障處理一般都需要檢查相關(guān)部件的運(yùn)行狀態(tài)，并監(jiān)測(cè)相關(guān)部件運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)該操作確定是否為該部件的問(wèn)題。如該部件存在問(wèn)題，必須先進(jìn)行斷電操作，再進(jìn)行檢測(cè)排查。

4.1 水泵故障處理

對(duì)于電源故障，可檢查供電電路、電源線(xiàn)路和開(kāi)關(guān)等部分。如有問(wèn)題，修復(fù)或更換故障的電源設(shè)備。對(duì)于水泵軸承磨損問(wèn)題，需拆卸水泵的外殼，檢查軸承是否磨損或損壞，如有問(wèn)題，更換新的軸承。對(duì)于水泵漏水問(wèn)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(duì)于水泵堵塞問(wèn)題，需檢查水泵葉輪或進(jìn)水口是否被雜物堵塞，如有堵塞，清理堵塞物即可。對(duì)于水泵葉輪損壞問(wèn)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(duì)于水泵過(guò)熱問(wèn)題，需檢查散熱器和風(fēng)扇是否正常工作，如工作不正常，需更換風(fēng)扇。經(jīng)過(guò)以上檢查處理恢復(fù)水冷系統(tǒng)電源供應(yīng)后，還需監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)。

4.2 冷卻裝置故障處理

對(duì)于水泄露故障，需檢查水冷系統(tǒng)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(duì)于閥門(mén)故障，需直接進(jìn)行修復(fù)或更換新的閥門(mén)。對(duì)于風(fēng)扇故障，需檢查風(fēng)扇是否有損壞，如有損壞，應(yīng)拆卸并更換新的風(fēng)扇。經(jīng)過(guò)以上檢查處理重啟水冷系統(tǒng)后，還需監(jiān)測(cè)冷卻裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

4.3 循環(huán)水管道堵塞處理與預(yù)防

檢查處理循環(huán)水管道堵塞前，需關(guān)閉入口閥門(mén)。若是內(nèi)部堵塞，可清洗管道以確保循環(huán)水正常流動(dòng)；若是外部堵塞問(wèn)題，應(yīng)檢查水冷系統(tǒng)密封件是否完好，如出現(xiàn)泄漏情況，重新安裝或更換密封件。此外，還需檢查管道閥門(mén)，如有故障也需更換。經(jīng)過(guò)以上檢查處理重啟水冷系統(tǒng)后，還需監(jiān)測(cè)冷卻裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

4.4 傳感器故障處理

傳感器發(fā)生故障，需檢查所有傳感器的外觀(guān)和連接情況，確保傳感器沒(méi)有物理?yè)p壞或松動(dòng)連接。排查采集的數(shù)據(jù)是否正常，如數(shù)據(jù)異常，可通過(guò)校準(zhǔn)的方式進(jìn)行校正，實(shí)在無(wú)法修復(fù)或者損壞嚴(yán)重的，需及時(shí)進(jìn)行更換。除此之外，對(duì)信號(hào)干擾問(wèn)題也要進(jìn)行排查，如有干擾情況發(fā)生，可采取屏蔽措施或更換線(xiàn)路。經(jīng)過(guò)以上檢查處理重啟水冷系統(tǒng)后，還需監(jiān)測(cè)相關(guān)傳感器采集的數(shù)據(jù)是否正常。

4.5 水質(zhì)問(wèn)題處理

對(duì)于冷卻水水質(zhì)問(wèn)題，可進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的清洗，包括更換冷卻水、清洗冷卻器、清洗過(guò)濾器等操作。對(duì)于金屬部件被腐蝕的情況，可先進(jìn)行清洗和修復(fù)受腐蝕的部件，再添加腐蝕抑制劑。除此之外，還需對(duì)水質(zhì)進(jìn)行相關(guān)檢查，如針對(duì)pH 值、電導(dǎo)率、溶解氧含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)這些指標(biāo)來(lái)改善調(diào)整水質(zhì)。對(duì)于循環(huán)水處理問(wèn)題，可檢查水位控制系統(tǒng)中記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且需要檢查水冷系統(tǒng)的密封情況和管道連接是否正常。經(jīng)過(guò)以上檢查處理重啟水冷系統(tǒng)后，還需對(duì)整個(gè)水冷系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4.6 電氣故障處理

處理供電故障，需判斷供電系統(tǒng)的工作情況，根據(jù)工作情況進(jìn)行相應(yīng)檢查，如檢查電源開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲、斷路器等。若控制系統(tǒng)故障，需檢查控制系統(tǒng)的傳感器、控制器、控制元件等是否正常工作，確?？刂葡到y(tǒng)無(wú)故障。對(duì)于電機(jī)故障，可對(duì)水冷系統(tǒng)的電機(jī)進(jìn)行檢查，包括運(yùn)行狀態(tài)、溫度、噪聲等，確認(rèn)電機(jī)是否存在故障。對(duì)于連接線(xiàn)路故障，可根據(jù)具體故障類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的維修和排除工作，如更換損壞部件、重新連接線(xiàn)路、調(diào)試控制系統(tǒng)等。經(jīng)過(guò)以上檢查處理重啟相關(guān)電氣系統(tǒng)后，還需監(jiān)測(cè)其他電氣部件的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)值。

5 水冷系統(tǒng)故障預(yù)防措施

水冷系統(tǒng)是中波廣播發(fā)射機(jī)的重要組成部分，是中波廣播發(fā)射機(jī)能否正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。因此，針對(duì)水冷系統(tǒng)故障，必須采取相關(guān)的預(yù)防措施，以此提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，確保廣播信號(hào)的正常傳輸。預(yù)防措施主要從定量與定性?xún)蓚€(gè)方面入手。

5.1 定量預(yù)防措施

定量預(yù)防主要是從數(shù)據(jù)檢測(cè)入手，設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)閾值進(jìn)行故障預(yù)防及判斷。例如，設(shè)置溫度監(jiān)控合理的溫度報(bào)警閾值，確保監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)并記錄異常情況；設(shè)置水質(zhì)分析樣本值，包括pH 值、溶解固體含量及微生物檢測(cè)等，后續(xù)可根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的水處理措施；設(shè)置水流量監(jiān)測(cè)閾值，可對(duì)異常水流進(jìn)行報(bào)警并記錄，通過(guò)水流量記錄的積累和分析，可以發(fā)現(xiàn)水泵故障、管道堵塞等問(wèn)題；設(shè)置壓力監(jiān)測(cè)閾值，掌握水壓情況，確保管道和連接件的正常工作狀態(tài)。

5.2 定性預(yù)防措施

定性預(yù)防主要是從定時(shí)定期維護(hù)角度入手，進(jìn)行常規(guī)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，以此保證系統(tǒng)的健康運(yùn)行。例如，制定定期維護(hù)計(jì)劃，包括定期更換濾芯、清洗散熱器、冷卻塔和水泵等設(shè)備，根據(jù)使用周期和制造商建議制定維護(hù)周期，確保設(shè)備處于最佳狀態(tài)；制定巡回檢查計(jì)劃，在巡回檢測(cè)過(guò)程中觀(guān)察各個(gè)部件的工作情況，觀(guān)察是否有異響、滲水、松動(dòng)等異常情況，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷是否存在潛在故障風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，對(duì)于人員的素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)交流，也可以制定定期的培訓(xùn)教育計(jì)劃。

6 結(jié)語(yǔ)

在中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行中，冷卻系統(tǒng)故障可能對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重影響。因此，維護(hù)人員必須采取有效的預(yù)防和處理措施來(lái)確保冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，確保廣播發(fā)射機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效地工作，為廣播事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。