1 高压变频器温度过高
乌兰察布中联水泥有限公司2 500t/d熟料生产线部分大型风机采用6kV高压电机拖动,电机转速是不可调节的,生产中只能通过风门开度控制风量,因而造成了大量的调节损失和电量的浪费。为了降低生产成本,响应国家节能减排的政策,2010年起我公司对部分大型风机进行了技术改造,采用西门子NBH型智能高压变频器进行变频调速,控制风机电机,极大地改善了工艺操作人员工作条件,提高了设备的启动性能,实现了无级调速,而且节约了电能,从而达到节能降耗、减少设备噪声污染的目的。目前公司已安装5台高压变频器(1 600kW的2台,500kW的3台),在夏季生产运行过程中,由于高压变频器内部元件温度过高发生过几起跳停事故,造成了熟料生产线止料,因此必须采取措施使变频器散热降温,来确保变频器安全长周期运行。
2 高压变频器调速系统组成
高压变频调速系统主要由旁路柜、变压器柜、功率控制柜三部分组成。
高压变频柜顶部安装3台离心风机,功率控制柜顶为2台风机,变压器柜顶为1台风机,通过离心风机给高压变频器散热。当变频器满负荷工作时,其总损耗(转变为热量)约为系统额定功率的4%,例如高温风机使用1 600kW的高压变频器,高压变频器的最大散热功率为1 600×4%=64kW。如此大的热量如果全部排放到安装变频器的电力室内,将会使室内温度迅速升高,严重影响变频器的正常运行。
3 变频器散热问题的解决
变频器散热可以通过在变频器室内安装空调、加装风道或采用水空冷装置来实现冷却。如果采用加装空调方式,通过换算至少需6个5匹的空调,这将大大增加了投资成本。而在高压变频器上加装水空冷装置,其施工难度较大,因此我们选择了在变频器室加装通风风道的方式来解决高压变频器室内温度升高的问题。
具体作法是在机柜上面安装风道,风道采用0.5mm厚的铁皮制成,将变频器产生的热量通过风道直接排放到室外,由变频器室的进风口不断补充冷风,对系统进行冷却,如图1所示。
采用开放式风道冷却,室外环境温度<28℃时,设备运行温度能够维持在变压器76℃、功率柜33℃以下,完全符合高压变频器变压器柜温度<95℃、功率柜的温度<40℃的运行环境要求。经过风道散热后,可以将高压变频器室内的环境温度控制在40℃以下,满足了高压变频器对运行环境温度的要求,从而保证了高压变频器室内良好的运行环境。
上述简单介绍可以看出,使用风道散热成本低,可靠性高,散热效果良好。经过改造后我们公司的高压变频器一直运行比较稳定,既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此而大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期。