整流系統(tǒng)冷卻裝置常見問題及處理方法

李 平，李思頌

（陜西北元化工集團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，有關保護裝置動作，造成整流變停車事故，影響整流供電系統(tǒng)的安全運行。 本文根據(jù)整流系統(tǒng)在實際生產(chǎn)過程中的應用， 對整流冷卻裝置常見問題及故障提出有效的建議和改進方法。

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 臺純水泵、 板式換熱器、樹脂桶、汽水分離器、補水箱、管道等組成。 純水泵的作用是充當動力系統(tǒng)， 給水循環(huán)增加壓力0.10~0.20 MPa，本機動力采用雙泵組合設計，互為工作或備用， 設計中采用自動切換電路和自動單流閥門， 工作泵萬一發(fā)生過載故障， 工作電路立即轉換，備用泵同時投放運行，單流閥自動換向，不需操作閥門而水壓瞬間恢復， 且能不停機對故障泵進行檢修。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成的高效換熱設備。 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構， 即兩種流體作為相對獨立的結構體進行組裝的。 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，當流體在低流速狀態(tài)下形成湍流，從而強化傳熱的效果，防止在板片上結垢。 板上的四個角孔設計成流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質分別流入各自流道，形成逆流或并流通過每個板片進行熱量的交換。 當純水泵將較冷的純水送入導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)水進行熱交換，將熱量從純水轉移到循環(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，水質不斷下降，為此機內(nèi)設絡離子交換器旁路于主回路， 不斷向回路補充高純水以維持總回路純水水質。離子交換器內(nèi)裝陰、陽離子交換樹脂，以混合床方式制取高純水。汽水分離器：將運行管道中的氣 體進行分離，通過水箱排出。 水箱：本機設置高位膨脹水箱，不斷收集管道回路運行中產(chǎn)生的氣體， 停機時水箱即以其高差向整流柜水道加壓； 回路出現(xiàn)充氣過壓時亦通過水箱膨脹閥自動排出機外。 管道：為了防止純水受容器、管道污染而導致水質下降， 本機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顯示的， 指針的動作通過水箱內(nèi)浮球的高低來指示水位， 浮球和水位計通過連桿連接， 有時連桿和水位計之間出現(xiàn)機械卡住現(xiàn)象，不能反應出正常的水位，有時水位已經(jīng)很低，但顯示為滿箱，可能造成缺水而壓力偏低，造成水壓低報警及跳整流柜的故障。 處理方法是將指針式水位計改造為帶有連通器的補水箱， 可以很方便地觀察水位的高低，水位低時可以及時補水。

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、電機軸承抱死、電機溫度偏高等。在整流柜聯(lián)鎖當中有一條聯(lián)鎖為 “純水壓力低于0.08 MPa 報警， 純水壓力低于0.05 MPa， 延時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， 純水冷卻器的兩臺純水泵，兩控制回路既獨立運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，聯(lián)鎖純水進口水壓小于0.05 MPa 延時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 的啟動按鈕短接來防止晃電， 就是出現(xiàn)晃電當電壓恢復后，純水泵1 可以自行啟動，不致出現(xiàn)因水壓聯(lián)鎖動作導致單槽停車， 這樣既不影響2 臺電機日常的正常切換， 也不影響某臺電機因過熱故障而切換至備用電機。

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。當發(fā)現(xiàn)水系統(tǒng)有滲漏水情況時，注意水箱水位的高低，及時補水。在保證人身安全的前提下，將連接處的螺絲適當緊固，如離母排較近，在不影響系統(tǒng)正常運行的前提下，可以暫不做處理，待停車再處理。 當有較大漏水時，如無有效的措施，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迫油循環(huán)風冷， 主要由3 臺油泵、 散熱器和9 個散熱風機組成。變壓器在正常運行時，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。 變壓器的油溫可以通過風機的啟停數(shù)量來控制，當油溫較高時，增加風機的運行數(shù)量。當油溫較低時，減少風機的運行數(shù)量。 短接啟動按鈕后的控制回路見圖2。

圖2 短接啟動按鈕后的控制回路

4 整流變冷卻系統(tǒng)的常見故障及處理方法

4.1 整流變報輕瓦斯

整流變壓器油經(jīng)過散熱器及管道， 長距離帶壓運行，管道及散熱器、油泵都可能發(fā)生漏氣和滲油等現(xiàn)象，空氣進入變壓器就會導致變壓器報輕瓦斯，更可能導致重瓦斯跳閘的情況， 所以變壓器管道法蘭的維護及變壓器油泵的維護尤為重要。 油泵接線柱是最薄弱的地方， 油泵接線柱在帶壓長時間高溫運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的塑料材質更換為竹膠板材質， 隨時觀察油泵的運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， 整流變的油泵和風機全部運行，變壓器油溫還會很高。處理方法是在變壓器室內(nèi)增加臨時風機和增加噴淋裝置，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， 既達到散熱的效果又不浪費純水。

5 結語

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)運行要求整流系統(tǒng)不能故障停機，因此，要在生產(chǎn)系統(tǒng)中多積累經(jīng)驗，采取有效措施，維持冷卻系統(tǒng)的正常運行，保障整流裝置的正常輸出。