景行

(陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719319)

1 離子膜整流變的情況概述

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“北元化工”)共有整流變壓器(以下簡(jiǎn)稱“整流變”)12臺(tái)，離子膜電解槽24臺(tái)。整流變是根據(jù)單臺(tái)變壓器等效十二脈波設(shè)計(jì)，整流變輸出帶兩臺(tái)六脈波整流柜，形成“1拖2”整流變，即1臺(tái)整流變帶兩臺(tái)電解槽。整流變型號(hào)：ZHSSPT-29350/35，額定容量：29 350 kV·A，網(wǎng)側(cè)額定電流：484.1 A， 閥側(cè)額定電流：6 936×4 A，冷卻方式：油。

北元化工1臺(tái)整流變帶兩臺(tái)電解槽，運(yùn)行負(fù)荷大，整流變溫度高(夏季氣溫較高時(shí)整流變溫度可以達(dá)到85 ℃)，如果長(zhǎng)期運(yùn)行，將給整流變的絕緣造成嚴(yán)重威脅，影響整流變的使用壽命，給生產(chǎn)穩(wěn)定性帶來(lái)了極大的隱患[1]。根據(jù)近幾年北元化工用純水冷卻、風(fēng)冷冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷卻3種冷卻方式給整流變降溫的經(jīng)驗(yàn)，降低了整流變的運(yùn)行溫度。

2 離子膜整流變純水冷卻

2.1 純水冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

冷卻系統(tǒng)由換熱器組、泵組、離子交換器、管路、高位膨脹水箱及電氣控制等六部分組成。從整流變油管輸出的載熱散熱油進(jìn)入換熱器，換熱器浸泡在主機(jī)冷卻水道中，通過(guò)純水泵加壓后冷卻水和整流變油進(jìn)行熱交換，以間壁傳遞方式將整流變油的熱量傳遞給冷卻水，冷卻后的整流變油進(jìn)入整流變本體進(jìn)行散熱，如此周而復(fù)始組成閉合循環(huán)冷卻回路。

2.2 純水冷卻系統(tǒng)運(yùn)行中常見(jiàn)的問(wèn)題

采用純水冷卻給整流變降溫，夏季機(jī)身溫度在50～70 ℃能夠保證整流變運(yùn)行，但由于純水在循環(huán)過(guò)程中水質(zhì)不斷下降，導(dǎo)致散熱器腐蝕比較嚴(yán)重。2015年，由于換熱器腐蝕純水進(jìn)入整流變油，導(dǎo)致6#整流變A絕緣損壞，整流變返廠維修；純水生產(chǎn)成本高，純水循環(huán)使用水質(zhì)下降較快，加劇了換熱器的腐蝕，每年都須維護(hù)檢查1次。

2.3 純水冷卻系統(tǒng)運(yùn)行總結(jié)[2]

優(yōu)點(diǎn)是整流變的溫度能夠控制在要求范圍內(nèi)。缺點(diǎn)是換熱器腐蝕導(dǎo)致整流變進(jìn)水損壞整流變，純水運(yùn)行費(fèi)用高，檢修耗時(shí)長(zhǎng)。

3 離子膜整流變風(fēng)機(jī)冷卻

3.1 風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

純水冷卻腐蝕換熱器導(dǎo)致整流變油進(jìn)水使絕緣損壞，給生產(chǎn)帶來(lái)隱患，北元化工將整流變散熱方式改造為風(fēng)機(jī)冷卻方式，即整流變的散熱器增加兩組，給每組散熱器增加4臺(tái)風(fēng)機(jī)，通過(guò)風(fēng)機(jī)給散熱器降溫，整流變油通過(guò)溫差自循環(huán)經(jīng)散熱器為整流變降溫。

3.2 風(fēng)機(jī)冷卻運(yùn)行中的問(wèn)題

用風(fēng)機(jī)冷卻給整流變降溫，溫度不能夠穩(wěn)定控制，夏季溫度在50～85 ℃波動(dòng)，夏季中午環(huán)境溫度達(dá)30 ℃，整流變溫度達(dá)到85 ℃，影響整流變的運(yùn)行(85 ℃設(shè)置報(bào)警)，長(zhǎng)期高溫影響整流變的絕緣；夜間環(huán)境溫度為18 ℃時(shí)，整流變溫度降至50 ℃。油溫變化比較大，就會(huì)產(chǎn)生瓦斯氣體。2016年9月，北元化工某臺(tái)整流變由于油溫變化大產(chǎn)生瓦斯氣體導(dǎo)致整流變跳閘。散熱器灰塵較大影響散熱效果，散熱風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行需要停機(jī)維護(hù)，這些都會(huì)影響整流變的散熱。

3.3 風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單運(yùn)行成本低。缺點(diǎn)是不能夠降低整流變溫度，整流變油溫差大產(chǎn)生瓦斯氣體，散熱器粘接灰塵較大影響散熱。

4 離子膜整流變強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻

4.1 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)給整流變降溫效果不太明顯，而且產(chǎn)生瓦斯氣體給整流變穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。北元化工改用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻給整流變降溫，就是在整流變輸出油管線上增加油泵從整流變下層抽出油，經(jīng)外部冷卻油管散熱器循環(huán)降溫，使熱油冷卻，從油箱上部流回整流變本體，完成油冷卻的循環(huán)過(guò)程。

4.2 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻運(yùn)行中的問(wèn)題

改造后整流變溫度控制在50～70 ℃運(yùn)行，可以滿足整流變穩(wěn)定運(yùn)行，冬季不需要開啟風(fēng)機(jī)溫度控制在45 ℃左右，到夏季由于環(huán)境溫差大，整流變溫度在50～70 ℃運(yùn)行時(shí)，由于整流變油溫差大就會(huì)產(chǎn)生瓦斯氣體，給穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患；我們給每組散熱器增加2組噴淋裝置，在控制室增加控制噴淋裝置的開關(guān)，在整流變溫度達(dá)到60 ℃時(shí)開啟噴淋裝置，在低于60 ℃時(shí)關(guān)閉，整流變溫度就可以控制在60 ℃左右；北元化工增加的噴淋裝置用水散熱，當(dāng)噴淋裝置開啟時(shí)噴淋的水遇到60 ℃的散熱器會(huì)蒸發(fā)不會(huì)產(chǎn)生回水，開啟噴淋時(shí)還可以給散熱器清理灰塵，更好保障了整流變油的散熱，減少了維護(hù)量。

4.3 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)是可以將整流變溫度控制在60 ℃左右，整流變運(yùn)行穩(wěn)定維護(hù)工作減少，散熱效率較高。缺點(diǎn)是換熱管線增加油泵增加了泄漏的故障點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)綜合分析,強(qiáng)迫油循環(huán)水冷系統(tǒng)是整流變冷卻系統(tǒng)最佳最有效的冷卻方式。北元化工通過(guò)該次改造，降低了整流變的溫度，實(shí)現(xiàn)了氯堿生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。