出鐵場除塵高壓變頻器冷卻方式改造項目提出的背景：

設(shè)備現(xiàn)狀：高爐出鐵場除塵高壓變頻器室目前安裝有兩臺額定容量為2250kVA（電機功率1800kW）高壓變頻器及高壓進出線柜，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)備運行時室內(nèi)溫度主要依靠4臺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36℃以上，大大影響電氣元件的使用壽命。如空調(diào)損壞一臺，將導(dǎo)致變頻器功率單元溫度快速上升，嚴重時引發(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米寬馬路，工程量、施工難度及投資較大，且方案實施后，每小時將使用新水650m3，后期運行成本較高。

2、新建5m3高位冷卻水塔，循環(huán)水散熱降溫后，再接入機組內(nèi)循環(huán)。這種方案也不甚理想，一是在夏天水溫高時，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、引進冷水機組對冷卻水制冷再送入原空水冷卻器。冷水機組使用壓縮機做功，可以根據(jù)現(xiàn)場需求實時調(diào)節(jié)水溫，能夠很好的滿足爐前除塵變頻器室對溫度的要求。新機組占地面積約3m2，現(xiàn)場有足夠的場地可供選擇，配套的膨脹水箱可以直接放在除塵器二層平臺，不用新建承臺。前期通過查閱資料及咨詢相關(guān)廠家，確認了冷水機組能確保達到現(xiàn)場相關(guān)要求，又具備安裝工期短，維護運行成本低的特點。

二、設(shè)備選型

根據(jù)經(jīng)驗公式計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機組可以滿足現(xiàn)有設(shè)備的冷卻需求，選擇兩機頭機組（2臺壓縮機，每臺制冷能力25P）。

新增機組和原空水冷卻器的連接：首先在外循環(huán)水閥門后端管道增加進出水閥門，將新機組進出水管接入原空水冷機組管道，關(guān)閉外循環(huán)水閥門，制冷后的水流形成內(nèi)循環(huán)。全開新系統(tǒng)進、出水閥門開度，由于蒸發(fā)等導(dǎo)致的水量損失由膨脹水箱自動補水。新增加的冷水機組檢修或故障時可切換到原系統(tǒng)臨時運行。

出現(xiàn)的問題及解決方法：

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，我們通過自身學(xué)習(xí)完成了調(diào)試，其中也碰到了些問題，但都一一解決。

1、循環(huán)水泵電機過流、過熱。

試車時，由于未掌握泵前泵后進出水閥的開度配合及原閥門漏水可以導(dǎo)致內(nèi)部壓力過高的情況，出現(xiàn)水泵電機過流、過熱現(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臺功率為4kW的循環(huán)泵（一用一備），水泵的進出閥門開度配合不好，造成水泵存在憋壓，致使循環(huán)泵電機過流（額定8A，實際達到9.3A），電機過熱（外殼溫度接近70℃）。后來經(jīng)過反復(fù)調(diào)整進出口閥門配合開度，將出水閥開度控制在約30％，進水閥開度控制在約100％，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在0.05MPa時，電機過流過熱問題得到解決。

2、變頻器室溫度波動大，壓縮機頻繁啟停。

投運初期，溫度設(shè)定在25℃，但實際溫度在22℃至28℃之前來回波動。壓縮機工作5分鐘，停止5分鐘，頻繁啟停。電話咨詢廠家也沒得出結(jié)論。

解決方法：我們對整個系統(tǒng)進行了分析了，從控制原理角度可以做如下解釋：系統(tǒng)默認溫度控制點為回水溫度，此回路包括了壓縮機本身、管路、2臺蒸發(fā)器，系統(tǒng)慣性大，滯后大，造成系統(tǒng)控制超調(diào)。對于我們的應(yīng)用而言并不需要控制溫度的精度，只要溫度相對保持穩(wěn)定，壓縮機不頻繁啟停即可。因此我們將冷水機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，室溫波動小于1℃，溫度歷史趨勢曲線接近于直線。這樣很好的解決了室內(nèi)溫度波動大、壓縮機頻繁啟停現(xiàn)象。

3、無法補水。

調(diào)試初期機組開啟后，處于二層平臺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)過停機檢查，我們關(guān)閉膨脹水箱給機組的補水閥，整個系統(tǒng)壓力還是很快可以達到0.4MPa，大于機組正常運行時的壓力，分析得出原系統(tǒng)外循環(huán)進出水閥門有泄露可能，導(dǎo)致膨脹水箱無法靠自身正壓補水，更換兩個閥門后恢復(fù)正常。

4、控制優(yōu)化。

a 在原上位機中增加冷水主機、循環(huán)泵故障、室內(nèi)溫度等顯示和報警畫面，方便崗位人員及時掌握機組運行狀態(tài)及室溫情況。

b 合理設(shè)置控制參數(shù)，當(dāng)前機組工作參數(shù)設(shè)置為：冷水機設(shè)定制冷溫度24℃（出水溫度），機組運行檢測溫度在大于等于26℃時啟動2臺壓縮機，溫度小于等于22℃時自動停1臺壓縮機。壓縮機的啟停會考慮累計運行時間，也就是說會優(yōu)先啟動累計運行時間短的壓縮機，優(yōu)先停止累計運行時間長的壓縮機，充分利用了設(shè)備控制功能，節(jié)約了電能及平衡2臺壓縮機運行時間，延長壓縮機使用壽命。

效果：

1、變頻器采用冷水機組方式散熱，同時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