出鐵場(chǎng)除塵高壓變頻器冷卻方式改造項(xiàng)目提出的背景：

設(shè)備現(xiàn)狀：高爐出鐵場(chǎng)除塵高壓變頻器室目前安裝有兩臺(tái)額定容量為2250kVA（電機(jī)功率1800kW）高壓變頻器及高壓進(jìn)出線柜，室內(nèi)發(fā)熱源主要為變頻器功率單元柜及其移相變壓器。

設(shè)備運(yùn)行時(shí)室內(nèi)溫度主要依靠4臺(tái)5P空調(diào)及空水冷裝置共同作用控溫，而原空水冷裝置使用的循環(huán)水為工藝循環(huán)水，夏季水溫在30-36℃之間，裝置自身不具備制冷功能，變頻器室內(nèi)溫度常期高達(dá)36℃以上，大大影響電氣元件的使用壽命。如空調(diào)損壞一臺(tái)，將導(dǎo)致變頻器功率單元溫度快速上升，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)變頻器故障跳停，直接影響爐前出鐵除塵效果及高爐出鐵作業(yè)的安全。

改造方案選擇：

一、方案比較

1、繼續(xù)使用原空水冷卻器，引入更低溫度水源。該方案需要從能源清水站取水，配DN100管道約200米，跨越12米寬?cǎi)R路，工程量、施工難度及投資較大，且方案實(shí)施后，每小時(shí)將使用新水650m3，后期運(yùn)行成本較高。

2、新建5m3高位冷卻水塔，循環(huán)水散熱降溫后，再接入機(jī)組內(nèi)循環(huán)。這種方案也不甚理想，一是在夏天水溫高時(shí)，水塔降溫效果有限。二是土建工程量較大，選址空間受限，投資也較大。

3、引進(jìn)冷水機(jī)組對(duì)冷卻水制冷再送入原空水冷卻器。冷水機(jī)組使用壓縮機(jī)做功，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水溫，能夠很好的滿足爐前除塵變頻器室對(duì)溫度的要求。新機(jī)組占地面積約3m2，現(xiàn)場(chǎng)有足夠的場(chǎng)地可供選擇，配套的膨脹水箱可以直接放在除塵器二層平臺(tái)，不用新建承臺(tái)。前期通過(guò)查閱資料及咨詢相關(guān)廠家，確認(rèn)了冷水機(jī)組能確保達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)要求，又具備安裝工期短，維護(hù)運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。

二、設(shè)備選型

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所需的制冷能力如下：

P =（ P * 3.5% ）/ 2.5 = （ 1800 * 2 * 3.5% ） / 2.5 = 50P

該配電室選用制冷量50P機(jī)組可以滿足現(xiàn)有設(shè)備的冷卻需求，選擇兩機(jī)頭機(jī)組（2臺(tái)壓縮機(jī)，每臺(tái)制冷能力25P）。

新增機(jī)組和原空水冷卻器的連接：首先在外循環(huán)水閥門(mén)后端管道增加進(jìn)出水閥門(mén)，將新機(jī)組進(jìn)出水管接入原空水冷機(jī)組管道，關(guān)閉外循環(huán)水閥門(mén)，制冷后的水流形成內(nèi)循環(huán)。全開(kāi)新系統(tǒng)進(jìn)、出水閥門(mén)開(kāi)度，由于蒸發(fā)等導(dǎo)致的水量損失由膨脹水箱自動(dòng)補(bǔ)水。新增加的冷水機(jī)組檢修或故障時(shí)可切換到原系統(tǒng)臨時(shí)運(yùn)行。

出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法：

設(shè)備安裝完成后，由于受疫情影響，廠家派不出技術(shù)人員調(diào)試，我們通過(guò)自身學(xué)習(xí)完成了調(diào)試，其中也碰到了些問(wèn)題，但都一一解決。

1、循環(huán)水泵電機(jī)過(guò)流、過(guò)熱。

試車(chē)時(shí)，由于未掌握泵前泵后進(jìn)出水閥的開(kāi)度配合及原閥門(mén)漏水可以導(dǎo)致內(nèi)部壓力過(guò)高的情況，出現(xiàn)水泵電機(jī)過(guò)流、過(guò)熱現(xiàn)象。

解決方法：由于該系統(tǒng)屬于密閉循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)自帶2臺(tái)功率為4kW的循環(huán)泵（一用一備），水泵的進(jìn)出閥門(mén)開(kāi)度配合不好，造成水泵存在憋壓，致使循環(huán)泵電機(jī)過(guò)流（額定8A，實(shí)際達(dá)到9.3A），電機(jī)過(guò)熱（外殼溫度接近70℃）。后來(lái)經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整進(jìn)出口閥門(mén)配合開(kāi)度，將出水閥開(kāi)度控制在約30％，進(jìn)水閥開(kāi)度控制在約100％，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在0.05MPa時(shí)，電機(jī)過(guò)流過(guò)熱問(wèn)題得到解決。

2、變頻器室溫度波動(dòng)大，壓縮機(jī)頻繁啟停。

投運(yùn)初期，溫度設(shè)定在25℃，但實(shí)際溫度在22℃至28℃之前來(lái)回波動(dòng)。壓縮機(jī)工作5分鐘，停止5分鐘，頻繁啟停。電話咨詢廠家也沒(méi)得出結(jié)論。

解決方法：我們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了分析了，從控制原理角度可以做如下解釋?zhuān)合到y(tǒng)默認(rèn)溫度控制點(diǎn)為回水溫度，此回路包括了壓縮機(jī)本身、管路、2臺(tái)蒸發(fā)器，系統(tǒng)慣性大，滯后大，造成系統(tǒng)控制超調(diào)。對(duì)于我們的應(yīng)用而言并不需要控制溫度的精度，只要溫度相對(duì)保持穩(wěn)定，壓縮機(jī)不頻繁啟停即可。因此我們將冷水機(jī)組控制回水溫度改為控制出水溫度，控制回路只包含壓縮機(jī)本身，大大減小了系統(tǒng)的慣性，終可將室內(nèi)溫度穩(wěn)定在26℃左右，室溫波動(dòng)小于1℃，溫度歷史趨勢(shì)曲線接近于直線。這樣很好的解決了室內(nèi)溫度波動(dòng)大、壓縮機(jī)頻繁啟停現(xiàn)象。

3、無(wú)法補(bǔ)水。

調(diào)試初期機(jī)組開(kāi)啟后，處于二層平臺(tái)的膨脹水箱箱頂溢流口由于水位上升出現(xiàn)倒排水現(xiàn)象。

解決方法：經(jīng)過(guò)停機(jī)檢查，我們關(guān)閉膨脹水箱給機(jī)組的補(bǔ)水閥，整個(gè)系統(tǒng)壓力還是很快可以達(dá)到0.4MPa，大于機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的壓力，分析得出原系統(tǒng)外循環(huán)進(jìn)出水閥門(mén)有泄露可能，導(dǎo)致膨脹水箱無(wú)法靠自身正壓補(bǔ)水，更換兩個(gè)閥門(mén)后恢復(fù)正常。

4、控制優(yōu)化。

a 在原上位機(jī)中增加冷水主機(jī)、循環(huán)泵故障、室內(nèi)溫度等顯示和報(bào)警畫(huà)面，方便崗位人員及時(shí)掌握機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)及室溫情況。

b 合理設(shè)置控制參數(shù)，當(dāng)前機(jī)組工作參數(shù)設(shè)置為：冷水機(jī)設(shè)定制冷溫度24℃（出水溫度），機(jī)組運(yùn)行檢測(cè)溫度在大于等于26℃時(shí)啟動(dòng)2臺(tái)壓縮機(jī)，溫度小于等于22℃時(shí)自動(dòng)停1臺(tái)壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的啟停會(huì)考慮累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，也就是說(shuō)會(huì)優(yōu)先啟動(dòng)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間短的壓縮機(jī)，優(yōu)先停止累計(jì)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的壓縮機(jī)，充分利用了設(shè)備控制功能，節(jié)約了電能及平衡2臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)壓縮機(jī)使用壽命。

效果：

1、變頻器采用冷水機(jī)組方式散熱，同時(shí)也利用了原有的空水冷卻器，既節(jié)省了投資又使得冷水主機(jī)故障后能快速切換到原系統(tǒng)。

2、有效降低了變頻室內(nèi)溫度偏高的問(wèn)題，目前室內(nèi)溫度由36℃降低到26℃。降低了變頻器功率單元及移相變壓器運(yùn)行溫度（變壓器溫度由47℃降低到37℃），減少了變頻器故障率。

審核編輯 ：李倩