一、存在的問(wèn)題
　　某鋼鐵集團(tuán)公司燒結(jié)分廠(chǎng)為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)研究論證對(duì)180m2燒結(jié)生產(chǎn)線(xiàn)的主燒結(jié)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻節(jié)能改造。該設(shè)備額定功率為5600kw，配備了同等功率的harsvert-va10/410無(wú)速度傳感器矢量控制高壓變頻器一臺(tái)。
　　為確保高壓變頻器具有良好的運(yùn)行環(huán)境，避免因溫度過(guò)高而導(dǎo)致保護(hù)停機(jī)，利德華福同時(shí)為該高壓變頻器配備了一套獨(dú)立的空－水冷卻系統(tǒng)，用于解決設(shè)備散熱問(wèn)題。
　　設(shè)備安裝投運(yùn)后，出現(xiàn)高壓變頻器負(fù)荷率在80％，采用開(kāi)放式風(fēng)道冷卻，室外環(huán)境溫度小于28℃時(shí)，設(shè)備運(yùn)行溫度能夠維持在變壓器76℃、功率柜33℃以下。而當(dāng)采用空－水冷卻系統(tǒng)密閉式循環(huán)時(shí)，高壓變頻器變壓器柜溫度大于113℃、功率柜38℃。從現(xiàn)象來(lái)看：空－水冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行效果未能達(dá)到良好的穩(wěn)定環(huán)境溫度的目的。鑒于此，對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查和系統(tǒng)原因分析。
　　空－水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

　　
　　二、冷卻系統(tǒng)工況分析
　　1.設(shè)備選型分析
　　該項(xiàng)目所配高壓變頻器的額定功率為5600kw、其效率為96％，4％的損失主要以熱量形式散失到環(huán)境當(dāng)中，為保證設(shè)備運(yùn)行安全，設(shè)備采用了技術(shù)先進(jìn)、應(yīng)用成熟、穩(wěn)定可靠的空－水冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有冷卻功率大、單位熱交換效率高、房間密閉、粉塵進(jìn)入少、運(yùn)營(yíng)成本低、維護(hù)量低等特點(diǎn)。
　　首先，對(duì)冷卻裝置的功率選型和配比進(jìn)行了核實(shí)。按照高壓變頻器的最大散熱功率為5600kw×4％＝224kw。根據(jù)設(shè)備所處地域氣候溫度以及運(yùn)行工況，冷卻裝置的設(shè)計(jì)裕度為1.13。即：冷卻裝置的熱交換功率不小于253.1kw，實(shí)際設(shè)計(jì)安裝冷卻功率為255kw。其中功率柜配備三臺(tái)45kw冷卻裝置，變壓器柜配備兩臺(tái)60kw冷卻裝置。冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)總冷卻風(fēng)量100000m3/h，其中3臺(tái)20000m3/h的增壓風(fēng)機(jī)與功率柜配套使用。功率柜自身的有效排風(fēng)量為8臺(tái)4300m3/h的風(fēng)機(jī)總排量34400m3/h，實(shí)際冷卻系統(tǒng)的配備大于功率柜需求通風(fēng)量，滿(mǎn)足運(yùn)行要求。變壓器柜自身的有效排風(fēng)量為5臺(tái)4300m3/h的風(fēng)機(jī)總排量21500m3/h，實(shí)際冷卻系統(tǒng)的配備大于變壓柜需求通風(fēng)量，滿(mǎn)足運(yùn)行要求。從上述數(shù)據(jù)可以看出：在冷卻系統(tǒng)的增壓風(fēng)機(jī)部分的設(shè)計(jì)中充分考慮了系統(tǒng)的有效性和安全性，當(dāng)柜頂或增壓風(fēng)機(jī)中出現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備故障時(shí)，仍可以保證系統(tǒng)具有足夠的通風(fēng)效能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。
　　因此，冷卻系統(tǒng)設(shè)備選型和配比正常，不存在問(wèn)題。
　　2．風(fēng)路系統(tǒng)分析
　　為分析系統(tǒng)出現(xiàn)冷卻效果問(wèn)題的原因，在現(xiàn)場(chǎng)首先對(duì)風(fēng)路循環(huán)部分進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量和數(shù)據(jù)分析。從而驗(yàn)證風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量、風(fēng)壓等運(yùn)行指標(biāo)是否符合要求。利用風(fēng)壓風(fēng)速測(cè)量裝置對(duì)現(xiàn)場(chǎng)功率柜及變壓器柜的柜門(mén)入口、應(yīng)急風(fēng)道排風(fēng)口、冷卻裝置室內(nèi)排風(fēng)口位置的風(fēng)速分別進(jìn)行了多點(diǎn)測(cè)量。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)開(kāi)放式通風(fēng)冷卻和密閉式循環(huán)冷卻的循環(huán)風(fēng)量情況進(jìn)行比對(duì)分析。
　�。�1）當(dāng)只打開(kāi)高壓變頻器柜頂風(fēng)機(jī)時(shí)，對(duì)功率柜門(mén)和變壓器柜門(mén)、應(yīng)急排風(fēng)口、冷卻裝置排風(fēng)口的風(fēng)速進(jìn)行了多點(diǎn)測(cè)量平均數(shù)據(jù)如下：

　　
　　從數(shù)據(jù)中顯示：?jiǎn)为?dú)運(yùn)行柜頂風(fēng)機(jī)采用密閉式循環(huán)冷卻方式時(shí)，循環(huán)風(fēng)道和空－水冷卻裝置增加了風(fēng)路阻力，降低了設(shè)備有效通風(fēng)量。在開(kāi)放式冷卻方式運(yùn)行時(shí)，柜體入風(fēng)口風(fēng)速達(dá)到1.40以上即可滿(mǎn)足變頻自身的通風(fēng)冷卻需求。
　�。�2）當(dāng)只打開(kāi)冷卻系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)采用密閉式循環(huán)冷卻時(shí)，功率柜門(mén)和變壓器柜門(mén)、冷卻裝置排風(fēng)口的風(fēng)速測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

　　
　　從數(shù)據(jù)中顯示：?jiǎn)为?dú)使用密閉式循環(huán)冷卻，其有效通風(fēng)量和風(fēng)速能夠達(dá)到柜體自身冷卻風(fēng)量的要求。

　
　�。�3）當(dāng)高壓變頻器柜頂風(fēng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，功率柜門(mén)和變壓器柜門(mén)、冷卻裝置排風(fēng)口的風(fēng)速測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

　　
　　從數(shù)據(jù)中顯示：在高壓變頻器柜頂風(fēng)機(jī)和密閉式冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)全部打開(kāi)，處于正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的冷卻通風(fēng)量完全滿(mǎn)足高壓變頻器運(yùn)行要求。
　　根據(jù)伯努利方程得出的風(fēng)速－風(fēng)壓關(guān)系，風(fēng)的動(dòng)壓wp=0.5•ro•v²（其中wp為風(fēng)壓[kn/m²]，ro為空氣密度[kg/m³]，v為風(fēng)速[m/s]）；流量q=s×v（其中q為風(fēng)cf量[m3/s]，s為面積[m2],v為風(fēng)速[m/s]）。冷卻系統(tǒng)采用密閉式循環(huán)冷卻的有效通風(fēng)量和風(fēng)壓指標(biāo)完全能夠達(dá)到柜體自身冷卻風(fēng)量的要求。
　　由此可見(jiàn)，在風(fēng)壓、風(fēng)量相當(dāng)，高壓變頻器自身運(yùn)行溫度不同，與高壓變頻器吸入的冷卻空氣溫度有關(guān)。如果吸入的循環(huán)空氣溫度過(guò)高也不能