摘要
利用空-水冷装置代替原有空冷装置对高温风机、水泥磨排风机和循环风机中压变频器进行冷却，解决了原冷空装置易造成变频器滤棉堵塞进而引起设备跳停的问题。水冷管道设于变频室外，与变频器完全隔离，不会影响设备运行，使用效果较好。
新型干法水泥生产线中，中低压变频器主要应用在主机设备如高温风机、窑尾排风机、窑头排风机、循环风机等大型风机上，上述设备均是主要生产设备，要求变频器运行稳定、可靠。由于变频器的转化效率为96%~98%，剩余4%~%的电能会转化成热能，对于功率较大的变频器其发热量是不可忽视的。为此要保证变频器的正常运行，把运行过程中的热量带走，为其提供良好的运行环境。
外部环境的影响会导致变频器运行稳定性降低，特别是环境中颗粒物较多、处于高温环境等，需要重点考虑变频器的热量散失问题。针对此种情况，我公司采用了一种水冷设备，其散热效果很好，且可以保证变频器内部及周边的运行环境干净、清洁。
1 现有状态
ACS系列空冷变频器在我公司主要应用在高温风机、水泥磨排风机和循环风机这样的大型风机上，要求保证三台风机的可靠稳定运行。在设计时，变频器与其他设备进行了物理隔离，设立了专门的电气室，在变频器顶部设有单独的排风通道，通过此通道进行散热。在通道内有风量为30?m3/h的风机进行引导性通风，在变频器前门留有进风通道，内部有滤棉进行除尘，通过换风把多余的热量外排。用于保持变频器室内温度的传统柜式空调（10P以上）冷却电耗较大，并且传统柜式空调冷却出风风量与变频器出风量相差较远，导致柜内温度与柜外温度相差较大，达不到最佳的冷却效果。另外，空调冷却室外机都是安装在室外，长期吸附大量的粉尘，需要维护人员定期清理。
现有的变频器采用传统式空调降温，存在以下问题：由于通风量大且电气室内考虑安全因素需要关闭门窗，则室内形成较大的负压环境。室外空气中的颗粒、灰尘等极易进入变频器室内，导致变频器本身的滤棉堵塞，使变频器运行稳定性行下降。变频器内部设置有两处负压保护来检测变频器通风进而判断是否存在滤棉堵塞，如果堵塞导致内部元器件温度过高，进而引起设备跳停，会严重影响生产运行。特别是水泥磨排风机变频器，环境相对其他区域较差，由于负压的影响导致变频器内部偏置电阻曾同时损坏7只（共1只），极易导致电压波动，引起设备频繁跳停。
水冷
设备介绍.1 基本原理
针对上述问题，我公司决定用水冷设备代替原空冷设备。为保证变频器的正常运行和异常情况下的处理，在原有风道的外侧改造三通管道，一路连接到空-水冷装置将变频器的热风直接通过空-水冷装置进行冷热交换，另一路在外侧加电动风阀，进行异常情况下的热量散失。热风通过空-水冷装置后，水冷装置通过外置的冷却塔进行冷热交换，交换后的冷风通过内部的高速轴流风机送回至变频器室内，最终使室内及设备本身温度降低。在冷却塔内设置了两台冷却风扇，通过冷却水主管道上的温度传感器控制两台冷却风扇的自动开停，确保循环水的进水温度不高于33℃。
当空-水冷设备发生故障时，原变频器风道为应急排风口自动打开，把热风及时排出室外，室外自然风则通过防雨百叶及过滤网后进入室内，从而保证设备的正常运行。冷却设备安装示意见图1。
图1 安装示意
从图1可以看出，变频器自身冷却风道与空-水冷设备只有管道的连接（图1中标注①的部分是管道，标注②的部分是水冷装置）；冷却水管道分布于高压变频配电室外，避免冷却水管道漏水危及设备运行安全，避免严重安全事故的发生，实现了水路与变频器本身的完全隔离。
. 制冷量的选择
中压变频器产生的功率损耗为：
ΔP=Pc×（1-η）（1）
式中： ΔP——变频器的功率损耗，kW；
Pc——变频器的额定容量，kW；
η——变频器满载运行时的效率，%。
根据公式（1）可以计算出变频器本身的功率损耗，然后选择相对应冷却装置的功率（≥变频器功率损耗）。
总送风量为：
式中： L——总送风量，m3/h；
T1-T——温差，℃；
Qs——制冷量，W。
我公司水泥磨排风机变频器采用ABBACS系列，按照公式（1）可以计算出变频器的发热量为：1?×4%×1.=76.8kW（有0%的富裕量），所以选择所需制冷量为80kW的空-水冷设备1台。再根据公式（），取温差为5℃，则需要的送风量为13?m3/h的冷却风扇。
.3 冷却水量的选择
根据制冷量计算冷却水流量公式为：
式中： L——水流量，L/s；
Qs——制冷量，kW；
ρ——水的密度，取1kg/L；
Cw——水的比热容，冷冻水取4.19kJ/（kg·℃），冷却水取4.18kJ/（kg·℃）；
Tw——水的终温，℃；
Tw1——水的初温，℃。
根据公式（3），取冷却水温差4℃，可以计算出水泥磨排风机变频器空-水冷装置所需冷却水量为4.78L/s，公司冷却水量为L/s，可以满足空-水冷设备的要求。另考虑到夏季冷却水温差较小，在选择时按照5%的富裕计算。最终可以选择制冷量为80kW、额定风量为13?m3/h以及4.78L/s冷却水量的空-水冷设备，三者同时满足即可。
3 结束语
我公司水泥磨排风机使用空-水冷装置后，室内环境得到了很大的改善，由负压环境变为微正压，变频器滤网更换周期由原来的3个月1次减少为3年1次，节省了成本费用，室内卫生能够得到较好的保持。在夏季环境温度最高38℃时，室内温度可以控制在35℃以下，较好的延长了设备的使用寿命又能避免温度高报带来的设备故障跳停。安装此设备后，未发生过温度、压差等故障的跳停，为设备稳定运行打下了基础。
作者单位：泰安中联水泥有限公司推荐阅读1.关于发起成立“中国散装水泥推广发展协会水泥工程技术专业委员会”倡议书.生料磨采用密封小仓加密封链板式给料机3.浅析管磨机隔仓板结构对水泥产质量的影响4.辊压机双曲线进料装置开发与应用5.朱豫才:模型预测控制在水泥工业的应用6.夏宝林:水泥制成常见问题原因分析与处理7.吴瑶瑶:t/d熟料生产线节能降耗改造8.回转窑日常管理的几点认识9.中控操作岗位容易忽视的细节10.声波清灰技术在水泥余热SP炉中的应用11.Φ4.m×14m水泥磨出料篦板改造实践1.磁力耦合器及其在水泥生产应用中注意事项13.提高熟料后期强度的措施14.模型预测控制在水泥生产线自动化的应用15.智能控制系统在水泥企业中的应用16.煅烧制度对熟料强度的影响17.谈《煅烧制度对熟料强度的影响》18.我国水泥生料的配料特点及其易磨性探讨19.镁渣高掺量配料在新型干法水泥生产的应用0.现阶段水泥企业产品质量风险管控1.PIT智能控制系统在熟料生产线上的应用.辊压机压力控制分析3.水泥窑协同处置污染土壤示范应用研究4.LM56.+S矿渣粉磨系统超低排放技改5.石灰石工序无人值守方案的应用6.打造绿色矿山实现可持续发展7.篦冷机工艺性能优化8.系列报告：先进烧成系统的技术特征和性能9.系列报告：熟料烧成系统精准平衡操作技术30.系列报告：喷煤管的结构性能和操作技术31.系列报告：篦冷机优化改造技术应用和操作3.系列报告：分级燃烧技术的应用设计和操作33.系列报告：国外万吨线烧成系统的调试34.系列报告：1.万吨烧成系统异常工况分析35.系列报告：t/d烧成系统技术性能优化36.系列报告：分级燃烧综合脱硝技术及其应用37.水泥粉磨辊压机系统振动分析及解决38.空气输送斜槽在散装水泥中转站的应用39.板式给料机链条跑偏调整与控制方法预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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