工控自動化應用方案：2240kW凝結泵高壓變頻器幾種冷卻方式的可行性論證

2240kW凝結泵高壓變頻器幾種冷卻方式的可行性論證

一、概況
　　高(gao)壓(ya)變(bian)瀕(bin)器(qi)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)設(she)備(bei)散(san)熱(re)和(he)運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)問(wen)題(ti)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)設(she)備(bei)自(zi)身(shen)的(de)安(an)全(quan)，隨(sui)著(zhe)變(bian)頻(pin)器(qi)功(gong)率(lv)的(de)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，其(qi)輔(fu)助(zhu)冷(leng)卻(que)的(de)投(tou)資(zi)和(he)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)也(ye)逐(zhu)漸(jian)得(de)到(dao)業(ye)內(nei)和(he)客(ke)戶(hu)的(de)關(guan)注(zhu)。采(cai)用(yong)專(zhuan)業(ye)的(de)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)專(zhuan)用(yong)冷(leng)卻(que)係(xi)統(tong)，提(ti)高(gao)設(she)備(bei)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)性(xing)能(neng)，降(jiang)低(di)輔(fu)助(zhu)冷(leng)卻(que)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)，成(cheng)為(wei)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)應(ying)用(yong)中(zhong)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)重(zhong)要(yao)問(wen)題(ti)之(zhi)一(yi)。下(xia)麵(mian)就(jiu)以(yi)2240kW凝結泵高壓變頻器的冷卻解決方案為例，對幾種冷卻方式進行可行性分析論證。
二、係統分析
1．空調密閉冷卻方式
1.1係統介紹
　　weiletigaogaoyadagonglvbianpinqideyingyongwendingxing，jiejuehaogaoyabianpinqihuanjingsanrewenti，muqianchangyongdebanfashicaiyongmibishikongtiaolengquefangshi。gaifangfazhuyaoshiweigaoyabianpinqitigongyigegudingdejuyougerebaowenxiaoguodefangjian，genjugaoyabianpinqidefarelianghefangjianmianjidaxiaojisuanchukongtiaodezhilengliang，congerpeibeiyidingshuliangdekongtiao。
1.2設備供貨範圍

序號	設備名稱	型號及規格	數量
1	空? 調	KF-280LW/E	4台

1.3技術指標

序號	性能指標	參數
1	能效比	2.5
2	額定製冷量(kW)	28
3	額定輸入功率(kW)	12
4	電源規格	3-380-50
5	循環風量（m3/h）	3200

1.5係統安裝
凝結泵高壓變頻器室內尺寸為：長11700mm，寬4000mm，高3500mm。尺寸平麵布置如圖1所示。

圖1：凝結泵高壓變頻器室尺寸平麵布置簡圖

2．空-水冷卻方式
2.1係統介紹
　　高壓變頻器的熱風通過風道直接進入空冷裝置進行熱交換，由冷卻水直接將高壓變頻器散失的熱量帶走；經過降溫的冷風排回至室內。空冷裝置內通過冷水溫度低於33 ℃，即可以保證熱風經過散熱片後，將高壓變頻器室內的環境溫度控製在40℃yixia，manzugaoyabianpinqiduihuanjingyunxingdeyaoqiu。conger，baozhenglegaoyabianpinqishineilianghaodeyunxinghuanjing。lengqueshuiyuxunhuanfengwanquanfenli，shuiguanxianzaigaoyabianpinqishiwaiyugaoyashebeimingquefenli，quebaogaoyashebeishibuhuishoudaofangshui、絕緣破壞等安全威脅和事故。
2.2設備供貨範圍

序號	設備名稱	型號及規格	數量
1	空－水冷卻係統	BLH-CK-105	1套

2.3技術指標：

序號	性能	參數
1	額定熱交換功率(kW)	50+55
2	外型尺寸(mm)	1200×950（長×寬）
3	耗水量（m3/h）	30.1
4	工作水壓（Mpa）	0.25～0.35Mpa,
5	工作水溫（℃）	≤33
6	出風溫度（℃）	≤40

2.4 空-水冷卻係統選配原則
　　按照高壓變頻器額定功率2240kW，運行效率96％進行計算：2240kW的高壓變頻器的最大散熱功率為，2240×4％＝89.6kW。youyugaixitongjianggaoyabianpinqipaichuderefengquanbutongguokongshuilengquezhuangzhishixianlerejiaohuan，ranhoujianglengfengpaihuishinei，yinci，qifengluxunhuanxiaolvdedaojidatigao。fengluxunhuanxiaolvjiejin99％。考慮到極限運行情況下的發熱量，以及水溫偏高、係統交換效率等因素，空冷器的設計裕度通常選擇為1.15～1.2倍。以設計裕度1.15進行計算，空冷器的熱交換功率不小於103.04kW/台，實際選用的空冷器功率為105kW。
2.5係統安裝
　　現場高壓變頻器室房屋室內尺寸要求為：長10700mm，寬3600mm，高3500mm。具體尺寸及結構平麵布局如圖2所示。


圖2：現場高壓變頻器室房屋具體尺寸及結構平麵布局

3．強製密閉冷卻方式
3.1係統介紹
　　強製密閉式冷卻係統作為高壓變頻器功率櫃外的附屬裝置，能夠保證高壓變頻器功率櫃始終處於25－35℃運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)，大(da)幅(fu)度(du)延(yan)長(chang)濾(lv)網(wang)更(geng)換(huan)周(zhou)期(qi)，減(jian)少(shao)現(xian)場(chang)維(wei)護(hu)量(liang)。不(bu)需(xu)要(yao)為(wei)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)再(zai)獨(du)立(li)建(jian)築(zhu)房(fang)屋(wu)，變(bian)壓(ya)器(qi)櫃(gui)采(cai)用(yong)開(kai)放(fang)式(shi)冷(leng)卻(que)。強(qiang)製(zhi)冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置(zhi)與(yu)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)功(gong)率(lv)櫃(gui)一(yi)體(ti)化(hua)設(she)計(ji)，附(fu)著(zhe)於(yu)功(gong)率(lv)櫃(gui)頂(ding)部(bu)。製(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)組(zu)安(an)裝(zhuang)於(yu)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)附(fu)近(jin)。
3.2設備供貨範圍

序號	設備名稱	型號及規格	數量
1	強製密閉式冷卻裝置	BLH-CM-56	1台

3.3技術指標

序號	性能	參數
1	額定製冷量(kW)	56
2	額定輸入功率(kW)	22.4
3	工作電源(V)	380VAC/3PH，2路
4	電流頻率(Hz)	50Hz
5	控製溫度（℃）	≤35
6	循環風量(m3/h)	2×3500

3.4適用場合及原則
　　（1）適用於額定功率為1000 kW及以上的高壓變頻器設備自身冷卻。
　　（2）現場安裝位置受到限製，高壓變頻器需要在廠房中開放空間中布局。環境溫度高，具有粉塵，無明顯漏水、淋雨特征的運行場合。
　　（3）安裝空間狹小，不能夠建築房屋的室內環境。
　　（4）現場能夠提供兩路380VAC/3PH電源。
　　（5）空間高度大於3.5米。高壓變頻器功率櫃前方應有大於695mm的空間，以便於櫃門開啟。
3.5強製密閉式冷卻裝置的選配原則
　　強製密閉式冷卻裝置按照單台高壓變頻裝置的功率櫃為對象進行對等配置。2240kW的變頻器配置的閉式冷卻裝置功率值=2240×2%×1.25（設計裕度）=56kW，實際選用56kWdebishilengquezhuangzhi。genjubishilengquezhuangzhideshejiyuanze，gaitaolengquexitongjinxianyuduiwenduyaoqiujiaogaodegonglvguijinxingpeizhi。bianyaqiguicaiyongkaifangshilengque，wendusanshidaohuanjingzhong；允許溫升80K，高溫報警值120℃完全能夠滿足運行安全的要求。
3.6係統安裝
　　不需要單獨建造房間，有高壓變頻器的安裝位置即可。
4．冷卻方式的比較

序號	項目	空調冷卻方案	空－水冷卻方案	強製密閉式冷卻方案
1	變頻器裝機容量	2240kW	2240kW	2240kW
2	設備額定散熱功率	89.6 kW	89.6kW	44.8 kW (僅對功率櫃)
3	冷卻功率設計能力	112kW	105kW	56kW
4	設計餘量係數	1.25	1.17	1.25
5	設備安裝數量	4台	1套	1台
6	冗餘設計	無	電源、風路、設備冗餘	電源、風路、壓機冗餘
7	設備安裝方式	需單獨布置	整體施工安裝	與變頻器一體化設計
8	旁路處理方式	無	可開放式通風冷卻	可開放式通風冷卻
9	運行成本(0.37元/度)	0.198元/kW	0.024元/kW	0.105元/kW
10	占用空間尺寸	11700mm×4000mm	11000mm×3600mm	不需要單獨建造房間
11	濾網清洗周期	7~15天	30～45天	30～45天
12	平均無故障運行時間	7000h	50000h	20000h

三、結論
　　以上針對2240kW凝結泵高壓變頻器的冷卻問題進行了技術可行性、安全可靠性、經濟性的綜合分析可以看出：新型冷卻係統(空－水冷卻、強製密閉式冷卻)在設計方麵充分考慮了設備故障、熱交換介質泄漏、風路應急旁路、操作簡便、可維護維修等安全防護措施，雖然采用新型冷卻係統在設備一次性投資上較空調設備略有提高，但相比空調冷卻方式，通常係統運行2～3年節約的電費即可收回投資。另外，采用強製密閉冷卻方案還可節約近10萬元的房屋土建費用。
　　綜上所述，在2240kW凝結泵變頻改造項目中，使用強製密閉式冷卻方案具有占地省，性價比高的優勢，因此，推薦使用此種方案對高壓變頻器進行冷卻。

狀　態：離線

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