摘要:文章從節(jié)能環(huán)保的視角,依據(jù)電氣基本原理,論述了大型整流機的冷卻方式,并列舉了大型銅母排經(jīng)冷卻改造后,改變了冷卻方式,改善了工作環(huán)境,既節(jié)能又安全環(huán)保的實例。

關鍵詞:大型整流機(20000A);銅母排冷卻;雙極冷卻;冷卻方式

中圖分類號:TF351

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0138-02

大型整流機一般定義為單臺電流量20000A及以上。因其工作是能量的轉換,故不可避免地產(chǎn)生大量的熱能。這些熱能如果不及時排走,將會影響工作環(huán)境,也會給整流設備自帶來許多不利因素,使其工作效率低下,造成老化過快,工作不穩(wěn)定等問題,如何應用對大型整流機的冷卻就成了工作環(huán)節(jié)很重要的一個問題。如果解決得好,將即改善工作環(huán)境,又能延長機電設備工作壽命,更重要的能使設備穩(wěn)定工作,不出安全事故。

筆者在廣東惠州某一個大型整流機廠設計施工一年多,對于大型整流機工作狀況采用紅外測溫儀對銅排測量和固定體溫度計(對廠房室內(nèi)測溫)收集了有關方面的數(shù)據(jù)和設備基本狀態(tài)實例,見表1:

從表1可知:很明顯采用環(huán)境不冷卻方式,這樣不發(fā)生用于冷卻的能耗,但該地區(qū)環(huán)境異常惡劣,機電設備工作不穩(wěn)定、設備老化快、生產(chǎn)安全性差,工人也無法正常工作,反之,采用空調冷卻的效果最為理想,既能形成一個好環(huán)境又能使機電設備老化廷緩。工作穩(wěn)定,但巨大的投資,冷卻能耗長時間成正比例增長,使企業(yè)不堪重負,成為棘手的重要問題。因此,探討大型整流機的冷卻方式就變得非常重要了。

一、大型整流機冷卻方式簡介

現(xiàn)階段,縱觀國內(nèi)大型整流機冷卻方式不外乎下面幾種:

1.工廠整流車間采用電安裝排風方式,此方法如果用于小型工廠和小型整流設備會有效果,但對大型車間趕集流機就是杯水車薪了,起不了作用。

2.有些工廠采用管道多抽風,但其效果還是同上差不多。再就是采用管道式抽風,再加上銅母排處定點吹風冷卻,雖然此法比上面所述方式稍微好點。但從根本來講還是無法改變大型整流機發(fā)熱冷卻的難題。

3.如果采用空調方式,雖能解決冷卻中一些問題,但冷卻設備長時間工作能耗費用又太高。以上冷卻方式各有利弊,并且不是比較好的方法。

二、一種水冷卻式銅母排冷卻方式簡介

因以上各種方式均不理想,所以和筆者跟廠家首先提出利用水冷卻方式專門冷卻車間整流機導電銅母排(即發(fā)熱源)。此法使用后相當成功,具體如下:

首先將大型整流機的正(或負)極處,每隔100mm鉆Φ10mm的豎向圓孔并攻絲,采用雙頭外絲(不銹鋼材料)引出這些孔管。這孔管排列距主機正(負)極出線端往負載設備前1000mm處為止。接好冷卻用軟管這樣它們之間上下間隔接成一條道路將冷卻水系統(tǒng)從一頭引入,從另一頭引出,使冷卻水能順利地通過此銅母排內(nèi)的管路進行循環(huán)冷卻。這樣達到了冷卻的效果,而且效果非常明顯。這種直接冷卻發(fā)熱的方法既簡單又節(jié)省了大量的投資費用,所以此方法是成功的,可行的。

三、一種新型雙極冷式銅母排冷卻方法模式

上面我們介紹了冷卻水冷卻單極(正或負極)銅母排的方法。這只是解決了發(fā)熱源問題的一半,另一半的解決方式有兩種方法:考慮到整流機正負極不能短路這一特點,第一種方式我們可以再設置另一半(另一極)0的冷卻方系統(tǒng),當然這就完全解決了銅母排發(fā)熱問題。但這不是最好的方式,費用也相對高些。第二種方法我們采用一套冷卻系統(tǒng)卻整流機的雙板銅母排,這才是最佳辦法。

四、新型雙極冷卻式銅母排原理

眾所周知。當水經(jīng)過用電設備時,水會直接將正負極導通,造成短路,使電能在水中消耗(發(fā)熱等)并且發(fā)生安全事故。所以一般情況下是不允許這樣設計或設置的,但如果我們利用的水不是普通的水(純水,其電阻率很高)而導通管路很小(相對于大型整流流機來說),在電路原理中可以認為在整流機設備上并聯(lián)了一個阻值很大的電阻約幾千歐姆,那么對于大電流整流機外的很小(約幾歐姆)的負荷電阻來說,這個阻值約幾百乃至上千倍時,我們一般可視為這個并聯(lián)電阻對系統(tǒng)的總值沒什么影響。系統(tǒng)能正常工作,利用這個原理我們就可以完成一個系統(tǒng)雙極同時冷卻銅母排的裝置,具體為將兩極銅排中的通水道用一根很小的水管(Φ8mm)聯(lián)接起來,這就相當于那個電阻,接著再通上循環(huán)的純水,就相當于將大電阻并聯(lián)在大設備負荷端。這樣就完成了大型整流機雙極同時冷卻系統(tǒng)冷卻銅母排工藝。

五、試驗分析

筆者在根據(jù)以上原理經(jīng)心技術設計后,同惠州某一大型整流機廠廠方協(xié)商得到同意后進行了一系列試驗。試驗操作過程如下:

1.充分準備好電氣、水系統(tǒng)的婁全措施(裝設電氣、水路保護器)。

2.將整流機原材料備好,照原工作方式啟動整流機。

3.每隔10分鐘記錄一次電穩(wěn)定值,并觀察經(jīng)循環(huán)水冷卻后銅排溫度,記錄其值。

4.電流從3000A開始,每隔10分鐘上升50%,逐漸提升電流值。

5.電流值調到額定負荷值25000A時,先穩(wěn)定工作,1小時會觀察系統(tǒng)是否正常。

6.融洽流機工作2小時后,將電流調至最大值(28000A)工作2小時,觀察系統(tǒng)是否正常。

7.試驗進行4小時后結束,再觀察銅母排溫度和銅母排顏色并記錄以上數(shù)據(jù)的純水的溫度值。

當電流升至28000A時,整流機與往常一樣無任何異常現(xiàn)象,在系統(tǒng)穩(wěn)定工作4小時后測得有關溫度情況見表2:

六、結語

筆者從節(jié)能觀點出發(fā),通過對大型整流機散熱的觀察,總結了許多有效方法,并打破了原先思想上的束縛,活學活用科學知識(電氣方面)、大膽創(chuàng)新,采用了大型整流機雙極銅母排,用了一個冷卻系統(tǒng)的并報工藝并獲得了成功。此方法如果推廣到類似的部門、工廠,可確保各能量轉換設備降低很多冷卻方面的能耗費用,符合國家提倡的節(jié)能精神。

作者簡介:段世隆(1950-),男,湖南長沙人,廣東惠陽建筑設計院中級工程師,研究方向:建筑電氣節(jié)能。