整流装置安全、稳定、经济运行的技术管理措施

李春江，刘 伟，冯新建，李功凯

（新疆天业集团天能化工公司，新疆 石河子832000）

随着电力电子技术不断发展及控制技术不断完善， 离子膜烧碱整流装置无论是硬件还是软件的运行状况都趋于理想。尽管如此，在氯碱行业日益激烈竞争情况下，使整流装置安全、稳定、经济运行，仍为关企业列为头等大事。 新疆天业集团天能化工公司5 台整流变压器总负荷7 万kW，约占公司总负荷的60%以上，因此，整流装置的安全、稳定、经济运行直接影响企业的经济效益。

1 整流装置主要技术参数

（1）整流变压器容量为26 160 kVA。

（2）整流器单机直流额定输出电流为17 kA；直流输出额定电压为660 V。

（3）整流相数为6 脉波/台整流器。

（4）整流方式为三相全控桥整流，同相逆并联布置。

（5）控制方式为ELE9000 数字式调节器，双工控机通道＋模拟通道热备用方式。

（6）调压方式为1 台整流变带2 台整流柜，有载分接开关粗调，晶闸管相控细调。 具有零启动功能，并可连续平滑调节至额定电流。

（7）整流柜采用智能化方案。在每个整流柜内安装1 套智能控制系统，该系统包括智能检测单元、通讯接口、传感器、以及相应的输入输出接口电路等，实现了整流柜的操作、控制、状态监视、信息传递、信息显示等方面的智能化。

2 整流装置安全、稳定运行的技术管理措施

基于以上先进的硬件、软件条件，外界环境因素和日常巡检、定期维护工作成为影响整流装置安全、稳定的主要因素。在现有工况下，主要制定了以下技术管理措施，实现了整流装置的安全、稳定运行。

（1）加强日常巡检管理。

主要对整流变压器及冷却风机、 整流柜、 控制柜、刀开关、纯水冷却器等装置的运行状态、实时数据、表计显示巡查和记录。制定各装置运行参数的表格，做到巡检有依据、有记录，方便以后不定期抽查和定期统计，同时，为对整流装置运行状况分析提供依据。

（2）定期对影响整流装置安全运行的因素进行测查，主要包括以下几方面。

a.对易老化、磨损的元件进行检查、更换。

b.对整流器冷却水水样定期抽查。 按照整流器工作电压为660 V，要求水质满足高纯级G 要求（水质电阻率≥1 000 kΩ，电导率≤1 μs/cm），因此，规定每2 个月抽查水样1 次， 防止对整流冷却水路造成电化学腐蚀，适时更换水质过滤树脂。

c.定期检测整流各桥臂上快熔通断情况。

d.定期对装置器件进行清洁。 功率整流柜中的空气循环会使硅组件表面易积聚灰尘，由于空气流通，也使其他电路中积聚灰尘。 整流回路中存在高电压和大电流，灰尘附着电器及导电体表面增加了电压闪络导致器件损坏，定期维护，以降低危险。

e.定期检查水路各接口是否有渗漏和破损现象，以免造成系统短路。

f.定期对电解槽接地进行检测。 主要检查电槽基座和阴阳极液进出口总管接地是否良好， 所测接地电阻应小于4 Ω。

g.定期对整流装置设备进行试验。 主要包括直流刀开关的分合、整流器开停机操作、整流变及由载开关轻（重）瓦斯信号、装置内开关状态信号，以及工艺DCS 连锁等。

（3）整流装置的元器件主要为电力电子元器件，高温、水分、灰尘是电子元器件的主要杀手，因此，做好卫生清理、通风降温等工作很有必要。 整流运行人员定期清理整流装置的环境，定期检查设备的通风状况，结合天气变化适时调整，保证装置温度在40 ℃以下并保持适宜湿度。

3 整流装置经济运行的技术管理措施

功率因数是整流装置的主要技术经济指标，谐波和整流器的相控角是影响功率因数的主要因素。

整流装置属非正弦波形，具有很大的畸变，出现谐波分量，在污染电网的同时，使整流装置功率因数降低。 该公司在前期整流变压器选型时，采用具有一定移相角的调变整流变压器， 增加了脉波数，使得从负载侧传来的谐波相互抵消一部分，尤其是3 次、5 次、7 次、9 次、11 次谐波，另外功率整流柜内各桥臂的阻容吸收了一部分谐波。如此，在没有加装任何滤波装置的情况下， 基本将谐波对功率因数的影响降低到了最小。

由于相控角增大，在输出电流不变的条件下，将使整流装置输出直流功率降低， 输入的交流有功功率亦随之减少，但是，无功功率、畸变功率将随之增加，视在功率将增大，所以功率因数必将降低。

以上2 方面对整流装置功率因数均有所影响。由于没有加装谐波装置， 对整流装置的经济运行措施主要体现在对三相全控桥式整流的相控角上，通过变压器调压开关粗调和晶闸管控制角微调的手段来提高整流装置的功率因数。

由于电网孤网运行或电网负荷变动较大， 电网电压变化，造成电槽槽电压变化，使得整流器控制角变化，影响整流装置的功率因数。 因此，为保证整流装置的功率因数在理想范围内， 主要采用调节整流变压器调压开关档位的方式来实现。 在全数字监控机上预设控制角为10°～20°， 控制角小于10°时，电网波动容易造成晶闸管全导通，不利于控制；控制角增大， 会造成功率因数降低。 因此， 当控制角小于10°或大于20°时，系统提示需要有载开关调档，调整档位后，控制角控制在理想范围内，改善了装置的运行技术性能，减少了谐波含量，提高了功率因数。

假设功率因数从0.80 提高到0.95， 计算节电情况。

整流额定输出为17 000 A/660 V， 变压器采用一拖二形式，二槽的实际输出均为14 000 A/570 V，假设1 年运行8 500 h，整流变压器每年节电为：

2△×△PK×[1-2（COSa/COSb）]×h

=2（570×14 000/660×17 000）×300×[1-2（0.8/0.95）]×8 500

=0.506×300×0.291×8 500

=375 295（kW·h）

式中：△—负荷率， 即实际输出与额定输出之比；△PK—整流变压器短路损耗，该变压器容量为26 160 kVA，△PK 取300 kW；COSa —原功率因数；COSb—现功率因数；h—平均每年运行小时数。

通过计算得知， 通过调节功率因数的经济技术措施，实现了节能效果。

4 结语

该公司整流装置自2010 年10 月投产以来，始终努力实施对加强整流装置的安全、稳定、经济运行方面的工作， 制定相应的技术管理制度， 并认真落实，开车至今整流装置安全平稳运行，使功率因数在无外界补偿的情况下控制在0.92～0.96。