整流柜橋臂過熱的原因及預(yù)防措施

馮輝

（山東陽煤恒通化工股份有限公司，山東 臨沂 276100）

整流柜橋臂過熱的原因及預(yù)防措施

馮輝

（山東陽煤恒通化工股份有限公司，山東 臨沂 276100）

分析了整流柜橋臂過熱典型故障發(fā)生的原因并提出了排除方法及預(yù)防措施。

整流柜；橋臂過熱；電腐蝕；水質(zhì)；原因；措施

隨著離子膜燒堿工業(yè)的不斷發(fā)展壯大，大功率整流柜應(yīng)用越來越多。近年來屢次出現(xiàn)整流裝置設(shè)備事故，造成了經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害事故，事故原因涉及整流裝置安全運(yùn)行的諸多方面。其中，水冷卻式大功率整流柜因冷卻效果好被廣泛采用，但水質(zhì)的不純、換熱器的泄漏及整流橋臂元件均流度等原因常會引起整流柜橋臂過熱。

1 水質(zhì)的影響

一般來說，整流柜的冷卻分集中冷卻和一對一冷卻2種。水冷卻式整流柜冷卻用循環(huán)純水簡稱主水；利用冷卻純水裝置以間壁導(dǎo)熱方式冷卻純水的外循環(huán)冷卻水簡稱副水。

1.1 主水

（1）水冷卻存在的主要問題

主水水質(zhì)的好壞一般用電導(dǎo)率或電阻率來衡量。水質(zhì)越好，電導(dǎo)率越低；相反，水質(zhì)越差，電導(dǎo)率越高。主水循環(huán)系統(tǒng)存在的主要問題是經(jīng)一定運(yùn)行時間后水質(zhì)變差，引起主水電導(dǎo)率偏高。整流柜柜內(nèi)水冷母線和整流元件冷卻水包均采用無氧紫銅加工而成，管接頭是采用無氧紫銅棒加工而成，由于電位差的存在，在高壓直流電的作用下，無論整流柜使用的冷卻水多么純凈，都不可能絕緣，因此冷卻水支路就會產(chǎn)生泄漏電流，電流的大小由冷卻循環(huán)水水質(zhì)、整流柜運(yùn)行時輸出的直流電壓、水支路中匯流管道到各支路連接管的長度等因素決定。泄露電流可使鐵、銅被電解成鐵、銅離子進(jìn)入循環(huán)冷卻水，導(dǎo)致水質(zhì)變差，隨之電離和電解的能力也逐漸加強(qiáng)，繼而出現(xiàn)強(qiáng)電解和電離，強(qiáng)電解和電離又加速水質(zhì)進(jìn)一步的變差，如此反復(fù)循環(huán)，加速了電腐蝕。由于管接頭的尖端放電和同種金屬間不存在電位差的特點(diǎn)，在電化學(xué)腐蝕作用下整流柜的水冷母線進(jìn)、出口水嘴及整流元件冷卻水包的水嘴腐蝕最為嚴(yán)重，導(dǎo)致水管連接處出現(xiàn)松動，造成滲漏水，嚴(yán)重時冷卻水管脫落，導(dǎo)致冷卻水到處噴濺、水壓降低、母線超溫、整流柜各部絕緣性能降低等故障，引起機(jī)組被迫停運(yùn)或跳閘；甚至?xí)鹫鞴駜?nèi)部短路故障、整流柜燒損事故。同時，運(yùn)行中電腐蝕產(chǎn)生的金屬離子進(jìn)入冷卻水，易與水中的氧離子或OH-離子結(jié)成鹽類，堵塞各支路水嘴，導(dǎo)致因支路水流不暢而換熱效果差，引起橋臂過熱，危及整流機(jī)組安全運(yùn)行。

（2）預(yù)防措施

既然泄漏電流引起的電化學(xué)腐蝕無法避免，而主水的電導(dǎo)率越小泄漏電流就越小，電腐蝕也越小。因此最直接有效的辦法就是從定期檢維修和保持良好的水質(zhì)等方面予以解決。

a.制定科學(xué)有效的檢維修方案。定期停車檢修，更換腐蝕嚴(yán)重的水嘴，清理水垢，緊固松動的管接頭；

b.采用性能優(yōu)良的樹脂凈化水質(zhì)。純水冷卻裝置的離子交換器中選用性能優(yōu)良的樹脂凈化水質(zhì)，可長時間保持水質(zhì)良好，延緩腐蝕；

c.定期檢測主水的電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變差時及時補(bǔ)充、置換冷卻水，保持較好的水質(zhì)。既可延長樹脂使用壽命，還可延緩腐蝕。

1.2 副水

（1）副水水質(zhì)的影響

副水經(jīng)純水冷卻裝置吸收熱量后回到循環(huán)水泵房冷卻塔，再由循環(huán)冷卻水泵通過供水母管輸送至純水冷卻裝置，如此往復(fù)循環(huán)使用。在生產(chǎn)運(yùn)行中經(jīng)常由于副水雜質(zhì)多、硬度高、水質(zhì)差，造成純水冷卻裝置熱交換器中結(jié)垢、堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致副水流量減小，換熱效果降低，冷卻能力下降，造成主水溫度升高。

（2）預(yù)防措施

加強(qiáng)副水的水質(zhì)管理?？梢远ㄆ谘a(bǔ)充一些軟化水，減少水污染，設(shè)置雜質(zhì)過濾器，增加水處理裝置降低硬度等措施，確保副水水質(zhì)的良好。

a.定期排污，最好采用軟化后的工業(yè)水或純水進(jìn)行補(bǔ)水，降低濃縮倍數(shù)；

b.涼水塔設(shè)置過濾網(wǎng)，減少粉塵、雜質(zhì)的進(jìn)入；

c.增設(shè)水處理裝置，對副水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清洗預(yù)膜處理。通過水沖洗、殺菌剝離、清洗除垢、堿中和、預(yù)膜處理等工序，清除系統(tǒng)中的水垢，凈化水質(zhì)。

2 純水冷卻裝置熱交換器的泄漏

2.1 造成熱交換器泄漏的原因及影響

純水冷卻器在長期生產(chǎn)運(yùn)行中，由于副水在熱交換器中結(jié)垢，導(dǎo)致副水流量減少，造成主水溫度高，因此需定期對熱交換器進(jìn)行清洗除垢。通常純水冷卻裝置熱交換器的波紋板采用膠墊密封，在拆洗恢復(fù)安裝后，易出現(xiàn)主、副水間竄水的問題，主水向副水竄水，可能造成主水迅速流失，整流柜超溫跳閘；副水向主水竄水，將造成主水污染，水質(zhì)變差，樹脂快速失效，電化學(xué)腐蝕加劇。

2.1 預(yù)防措施

（1）換熱器出現(xiàn)竄水?？赏ㄟ^調(diào)整主、副水壓力暫時處理，使兩者壓力趨于平衡，消除竄水缺陷，待停車時重新進(jìn)行檢修。

（2）加強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)。提前做好檢維修準(zhǔn)備工作，提高檢維修質(zhì)量，確保檢修質(zhì)量達(dá)標(biāo)，減少熱交換器拆洗次數(shù)。

（3）尋找專業(yè)的換熱器清洗公司在不拆檢的情況下進(jìn)行清洗。

3 整流裝置同橋臂元件的均流度

3.1 造成不均流的原因及影響

（1）門極觸發(fā)對并聯(lián)晶閘管均流度的影響。并聯(lián)晶閘管在觸發(fā)時，若開通時間的差異很大，便會使并聯(lián)橋臂中首先開通的晶閘管承受較大的電流，瞬態(tài)均流度受到很大的影響，開通過程的瞬態(tài)不均流在回路中的衰減較慢，有時到導(dǎo)電周期結(jié)束時仍未達(dá)到穩(wěn)態(tài)分流值，導(dǎo)致開通過程的不均流一直持續(xù)下去，造成穩(wěn)態(tài)的不均流，進(jìn)而大電流支路的回路熱損大、溫度高，就會引起局部過熱。

（2）元件參數(shù)不匹配對均流度的影響。當(dāng)同橋臂元件相互并聯(lián)工作時，若晶閘管參數(shù)不匹配，則會發(fā)生有的支路流過很高電流，而有的支路流過很低的電流，即出現(xiàn)同橋臂元件均流度差，進(jìn)而引起大電流回路橋臂局部過熱。

3.2 預(yù)防措施

一般來說，整流柜各整流橋臂間的均流度應(yīng)控制在0.95以上。為了使并聯(lián)晶閘管實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的均流，除與二極管并聯(lián)均流一樣匹配并聯(lián)元件的正向?qū)▔航低猓o以門極強(qiáng)觸發(fā)脈沖縮小動態(tài)不均流也是十分必要的。為了防止因晶閘管門檻電壓差異，造成陽極門檻電壓較高的晶閘管不能導(dǎo)通的情況發(fā)生，應(yīng)適當(dāng)延長門極觸發(fā)脈沖的寬度，使小電流時因門檻電壓較高不能導(dǎo)通的晶閘管重新觸發(fā)導(dǎo)通。同時選擇開通時間基本一致的晶閘管進(jìn)行并聯(lián)以防止元件參數(shù)不匹配對均流度的影響。

4 結(jié)語

綜上分析可知，防止整流柜橋臂過熱的措施是∶提高水質(zhì)，抑制電腐蝕，控制水溫水壓，確保純水冷卻裝置完好及換熱效果，調(diào)整好橋臂間均流度，加強(qiáng)整流機(jī)組的日常檢維修和運(yùn)行管理。在電導(dǎo)率高的水中，電化學(xué)腐蝕速度快，整流柜循環(huán)水系統(tǒng)易出現(xiàn)滲漏水及堵塞、過熱現(xiàn)象；因此要特別注意冷卻循環(huán)水的水質(zhì)，把循環(huán)水的日常管理作為一項重要工作。

Analyses the causes and the prevention measures ofthe overheatingto the rectifier cabinetbridge arm

FENG Hui
（Shandong Yangmeihengtong Chemicals Co.,Ltd.,Linyi276100，China）

∶The overheating to the rectifier cabinet bridge arm may damage the thyristor，affect the safe operation ofrectifying power supply system.The causes ofthe typicalfaultfor the overheating to the rectifier cabinetbridge arm were analyzed，thetroubleshooting methods and prevention measures were putforward.

∶rectifiercabinet；overheatingto the bridge arm；electriccorrosion；waterquality；causes；measures

TM461

：B

：1009－1785(2017)04-0030-02

2017-02-22