离子膜整流变压器的几种散热方式

景行

(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319)

1 离子膜整流变的情况概述

陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“北元化工”)共有整流变压器(以下简称“整流变”)12台，离子膜电解槽24台。整流变是根据单台变压器等效十二脉波设计，整流变输出带两台六脉波整流柜，形成“1拖2”整流变，即1台整流变带两台电解槽。整流变型号：ZHSSPT-29350/35，额定容量：29 350 kV·A，网侧额定电流：484.1 A， 阀侧额定电流：6 936×4 A，冷却方式：油。

北元化工1台整流变带两台电解槽，运行负荷大，整流变温度高(夏季气温较高时整流变温度可以达到85 ℃)，如果长期运行，将给整流变的绝缘造成严重威胁，影响整流变的使用寿命，给生产稳定性带来了极大的隐患[1]。根据近几年北元化工用纯水冷却、风冷冷却、强迫油循环风冷冷却3种冷却方式给整流变降温的经验，降低了整流变的运行温度。

2 离子膜整流变纯水冷却

2.1 纯水冷却系统简介

冷却系统由换热器组、泵组、离子交换器、管路、高位膨胀水箱及电气控制等六部分组成。从整流变油管输出的载热散热油进入换热器，换热器浸泡在主机冷却水道中，通过纯水泵加压后冷却水和整流变油进行热交换，以间壁传递方式将整流变油的热量传递给冷却水，冷却后的整流变油进入整流变本体进行散热，如此周而复始组成闭合循环冷却回路。

2.2 纯水冷却系统运行中常见的问题

采用纯水冷却给整流变降温，夏季机身温度在50～70 ℃能够保证整流变运行，但由于纯水在循环过程中水质不断下降，导致散热器腐蚀比较严重。2015年，由于换热器腐蚀纯水进入整流变油，导致6#整流变A绝缘损坏，整流变返厂维修；纯水生产成本高，纯水循环使用水质下降较快，加剧了换热器的腐蚀，每年都须维护检查1次。

2.3 纯水冷却系统运行总结[2]

优点是整流变的温度能够控制在要求范围内。缺点是换热器腐蚀导致整流变进水损坏整流变，纯水运行费用高，检修耗时长。

3 离子膜整流变风机冷却

3.1 风机冷却系统简介

纯水冷却腐蚀换热器导致整流变油进水使绝缘损坏，给生产带来隐患，北元化工将整流变散热方式改造为风机冷却方式，即整流变的散热器增加两组，给每组散热器增加4台风机，通过风机给散热器降温，整流变油通过温差自循环经散热器为整流变降温。

3.2 风机冷却运行中的问题

用风机冷却给整流变降温，温度不能够稳定控制，夏季温度在50～85 ℃波动，夏季中午环境温度达30 ℃，整流变温度达到85 ℃，影响整流变的运行(85 ℃设置报警)，长期高温影响整流变的绝缘；夜间环境温度为18 ℃时，整流变温度降至50 ℃。油温变化比较大，就会产生瓦斯气体。2016年9月，北元化工某台整流变由于油温变化大产生瓦斯气体导致整流变跳闸。散热器灰尘较大影响散热效果，散热风机长时间运行需要停机维护，这些都会影响整流变的散热。

3.3 风机冷却系统运行总结

优点是操作简单运行成本低。缺点是不能够降低整流变温度，整流变油温差大产生瓦斯气体，散热器粘接灰尘较大影响散热。

4 离子膜整流变强迫油循环风机冷却

4.1 强迫油循环风机冷却系统简介

风机冷却系统给整流变降温效果不太明显，而且产生瓦斯气体给整流变稳定运行带来隐患。北元化工改用强迫油循环风机冷却给整流变降温，就是在整流变输出油管线上增加油泵从整流变下层抽出油，经外部冷却油管散热器循环降温，使热油冷却，从油箱上部流回整流变本体，完成油冷却的循环过程。

4.2 强迫油循环风机冷却运行中的问题

改造后整流变温度控制在50～70 ℃运行，可以满足整流变稳定运行，冬季不需要开启风机温度控制在45 ℃左右，到夏季由于环境温差大，整流变温度在50～70 ℃运行时，由于整流变油温差大就会产生瓦斯气体，给稳定运行带来隐患；我们给每组散热器增加2组喷淋装置，在控制室增加控制喷淋装置的开关，在整流变温度达到60 ℃时开启喷淋装置，在低于60 ℃时关闭，整流变温度就可以控制在60 ℃左右；北元化工增加的喷淋装置用水散热，当喷淋装置开启时喷淋的水遇到60 ℃的散热器会蒸发不会产生回水，开启喷淋时还可以给散热器清理灰尘，更好保障了整流变油的散热，减少了维护量。

4.3 强迫油循环风机冷却系统运行总结

优点是可以将整流变温度控制在60 ℃左右，整流变运行稳定维护工作减少，散热效率较高。缺点是换热管线增加油泵增加了泄漏的故障点。

5 结语

经过综合分析,强迫油循环水冷系统是整流变冷却系统最佳最有效的冷却方式。北元化工通过该次改造，降低了整流变的温度，实现了氯碱生产的安全、稳定、高效运行。