出鐵場除塵高壓變頻器冷卻方式改造項目提出的背景：

設備現狀：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，室內發熱源主要為變頻器功率單元柜及其移相變壓器。

設備運行時室內溫度主要依靠4臺5P空調及空水冷裝置共同作用控溫，而原空水冷裝置使用的循環水為工藝循環水，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。如空調損壞一臺，將導致變頻器功率單元溫度快速上升，嚴重時引發變頻器故障跳停，直接影響爐前出鐵除塵效果及高爐出鐵作業的安全。

改造方案選擇：

一、方案比較

1、繼續使用原空水冷卻器，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，循環水散熱降溫后，再接入機組內循環。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，可以根據現場需求實時調節水溫，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廠家，確認了冷水機組能確保達到現場相關要求，又具備安裝工期短，維護運行成本低的特點。

二、設備選型

根據經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機組可以滿足現有設備的冷卻需求，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，關閉外循環水閥門，制冷后的水流形成內循環。全開新系統進、出水閥門開度，由于蒸發等導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臨時運行。

出現的問題及解決方法：

設備安裝完成后，由于受疫情影響，廠家派不出技術人員調試，我們通過自身學習完成了調試，其中也碰到了些問題，但都一一解決。

1、循環水泵電機過流、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致內部壓力過高的情況，出現水泵電機過流、過熱現象。

解決方法：由于該系統屬于密閉循環系統，系統自帶2臺功率為4kW的循環泵（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℃）。后來經過反復調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％，系統壓力穩定在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論。

解決方法：我們對整個系統進行了分析了，從控制原理角度可以做如下解釋：系統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臺蒸發器，系統慣性大，滯后大，造成系統控制超調。對于我們的應用而言并不需要控制溫度的精度，只要溫度相對保持穩定，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，大大減小了系統的慣性，終可將室內溫度穩定在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溫度波動大、壓縮機頻繁啟停現象。

3、無法補水。

調試初期機組開啟后，處于二層平臺的膨脹水箱箱頂溢流口由于水位上升出現倒排水現象。

解決方法：經過停機檢查，我們關閉膨脹水箱給機組的補水閥，整個系統壓力還是很快可以達到0.4MPa，大于機組正常運行時的壓力，分析得出原系統外循環進出水閥門有泄露可能，導致膨脹水箱無法靠自身正壓補水，更換兩個閥門后恢復正常。

4、控制優化。

a 在原上位機中增加冷水主機、循環泵故障、室內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及室溫情況。

b 合理設置控制參數，當前機組工作參數設置為：冷水機設定制冷溫度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，也就是說會優先啟動累計運行時間短的壓縮機，優先停止累計運行時間長的壓縮機，充分利用了設備控制功能，節約了電能及平衡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，既節省了投資又使得冷水主機故障后能快速切換到原系統。

2、有效降低了變頻室內溫度偏高的問題，目前室內溫度由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