整流系统冷却装置常见问题及处理方法

李 平，李思颂

（陕西北元化工集团有限公司化工分公司，陕西 榆林719319）

整流冷却装置是整流系统的重要组成部分，陕西北元化工集团股份有限公司的整流冷却系统主要由两部分组成， 分别是整流柜的冷却和整流变压器的冷却，整流冷却系统故障将会造成整流臂温、晶闸管温度、 快速熔断器的温度以及整流变油温的快速升高，有关保护装置动作，造成整流变停车事故，影响整流供电系统的安全运行。 本文根据整流系统在实际生产过程中的应用， 对整流冷却装置常见问题及故障提出有效的建议和改进方法。

1 整流柜冷却装置的组成和原理

整流柜的冷却装置主要由2 台纯水泵、 板式换热器、树脂桶、汽水分离器、补水箱、管道等组成。 纯水泵的作用是充当动力系统， 给水循环增加压力0.10~0.20 MPa，本机动力采用双泵组合设计，互为工作或备用， 设计中采用自动切换电路和自动单流阀门， 工作泵万一发生过载故障， 工作电路立即转换，备用泵同时投放运行，单流阀自动换向，不需操作阀门而水压瞬间恢复， 且能不停机对故障泵进行检修。板式换热器的作用是热量交换，板式换热器是按一定的间隔， 由多层波纹形的传热板片通过焊接或由橡胶垫片压紧构成的高效换热设备。 按其加工工艺分为可拆式换热器和全焊接不可拆式换热器，半焊接式换热器是介于两者之间的结构， 即两种流体作为相对独立的结构体进行组装的。 板片的焊接或组装遵循两两交替排列原则，两组交替排列。为增加换热板片面积和刚性， 换热板片被冲压成各种波纹形状，目前使用的为V 型沟槽，当流体在低流速状态下形成湍流，从而强化传热的效果，防止在板片上结垢。 板上的四个角孔设计成流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。 当纯水泵将较冷的纯水送入导电的水冷铜母排和整流器后， 变为较热的纯水流出， 并与换热器里的循环水进行热交换，将热量从纯水转移到循环水上，变为较冷的纯水后又回到纯水泵，形成一个循环。 树脂桶：纯水在循环过程中受各种因素的影响，水质不断下降，为此机内设络离子交换器旁路于主回路， 不断向回路补充高纯水以维持总回路纯水水质。离子交换器内装阴、阳离子交换树脂，以混合床方式制取高纯水。汽水分离器：将运行管道中的气 体进行分离，通过水箱排出。 水箱：本机设置高位膨胀水箱，不断收集管道回路运行中产生的气体， 停机时水箱即以其高差向整流柜水道加压； 回路出现充气过压时亦通过水箱膨胀阀自动排出机外。 管道：为了防止纯水受容器、管道污染而导致水质下降， 本机纯水回路均采用不锈钢材料及工程塑料制造。

2 整流柜冷却装置的常见故障和处理方法

2.1 水位不足

纯水箱的水位是由指针式水位计显示的， 指针的动作通过水箱内浮球的高低来指示水位， 浮球和水位计通过连杆连接， 有时连杆和水位计之间出现机械卡住现象，不能反应出正常的水位，有时水位已经很低，但显示为满箱，可能造成缺水而压力偏低，造成水压低报警及跳整流柜的故障。 处理方法是将指针式水位计改造为带有连通器的补水箱， 可以很方便地观察水位的高低，水位低时可以及时补水。

2.2 纯水泵故障

在生产中最常见的纯水泵故障有水泵叶轮与泵体摩擦产生异响、电机轴承抱死、电机温度偏高等。在整流柜联锁当中有一条联锁为 “纯水压力低于0.08 MPa 报警， 纯水压力低于0.05 MPa， 延时30 s联锁单槽停车” 纯水冷却器是保障整流柜大功率元件工作处于适宜温度的装置， 纯水冷却器的两台纯水泵，两控制回路既独立运行又有故障互切功能，原理图见图1。 为了防止出现晃电导致主回路接触器脱扣，整流柜没有因晃电触发联锁停车，而纯水泵因晃电停运，联锁纯水进口水压小于0.05 MPa 延时30 s跳停，为了防止此类事故的发生，统一将纯水装置纯水泵1 的启动按钮短接来防止晃电， 就是出现晃电当电压恢复后，纯水泵1 可以自行启动，不致出现因水压联锁动作导致单槽停车， 这样既不影响2 台电机日常的正常切换， 也不影响某台电机因过热故障而切换至备用电机。

图1 整流柜冷却装置原理图

2.3 水系统漏水

整流柜水系统的接头较多， 接头处渗水也是经常出现的情况。当发现水系统有渗漏水情况时，注意水箱水位的高低，及时补水。在保证人身安全的前提下，将连接处的螺丝适当紧固，如离母排较近，在不影响系统正常运行的前提下，可以暂不做处理，待停车再处理。 当有较大漏水时，如无有效的措施，最好先停车，再处理。

3 整流变压器冷却系统的组成及原理

陕西北元化工整流变的冷却方式是强迫油循环风冷， 主要由3 台油泵、 散热器和9 个散热风机组成。变压器在正常运行时，上层油温高于下层油温，油泵将上层的热油抽入散热器，经自然风冷却后，较低温的油被油泵送入变压器油箱，如此循环往复。 变压器的油温可以通过风机的启停数量来控制，当油温较高时，增加风机的运行数量。当油温较低时，减少风机的运行数量。 短接启动按钮后的控制回路见图2。

图2 短接启动按钮后的控制回路

4 整流变冷却系统的常见故障及处理方法

4.1 整流变报轻瓦斯

整流变压器油经过散热器及管道， 长距离带压运行，管道及散热器、油泵都可能发生漏气和渗油等现象，空气进入变压器就会导致变压器报轻瓦斯，更可能导致重瓦斯跳闸的情况， 所以变压器管道法兰的维护及变压器油泵的维护尤为重要。 油泵接线柱是最薄弱的地方， 油泵接线柱在带压长时间高温运行的情况下容易出现老化、开裂、破损等现象，为了解决这种问题， 将油泵接线柱由原来的塑料材质更换为竹胶板材质， 随时观察油泵的运行情况及变压器瓦斯情况。

4.2 整流变油温高

夏天温度较高时， 整流变的油泵和风机全部运行，变压器油温还会很高。处理方法是在变压器室内增加临时风机和增加喷淋装置，喷淋装置为：将纯水透过喷头成水雾状喷洒到整流变散热器， 既达到散热的效果又不浪费纯水。

5 结语

整流冷却系统是整流变电系统的重要组成部分， 电解工艺的连续运行要求整流系统不能故障停机，因此，要在生产系统中多积累经验，采取有效措施，维持冷却系统的正常运行，保障整流装置的正常输出。