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2240kW凝結(jié)泵高壓變頻器幾種冷卻方式的可行性論證
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一、概況
  高壓變?yōu)l器應(yīng)用中的設(shè)備散熱和運(yùn)行環(huán)境問(wèn)題直接影響設(shè)備自身的安全,隨著變頻器功率的不斷提高,其輔助冷卻的投資和運(yùn)營(yíng)成本也逐漸得到業(yè)內(nèi)和客戶的關(guān)注。采用專業(yè)的高壓變頻專用冷卻系統(tǒng),提高設(shè)備安全穩(wěn)定性能,降低輔助冷卻系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本,成為高壓變頻應(yīng)用中需要考慮的重要問(wèn)題之一。下面就以2240kW凝結(jié)泵高壓變頻器的冷卻解決方案為例,對(duì)幾種冷卻方式進(jìn)行可行性分析論證。
二、系統(tǒng)分析
1.空調(diào)密閉冷卻方式
1.1系統(tǒng)介紹
  為了提高高壓大功率變頻器的應(yīng)用穩(wěn)定性,解決好高壓變頻器環(huán)境散熱問(wèn)題,目前常用的辦法是采用密閉式空調(diào)冷卻方式。該方法主要是為高壓變頻器提供一個(gè)固定的具有隔熱保溫效果的房間,根據(jù)高壓變頻器的發(fā)熱量和房間面積大小計(jì)算出空調(diào)的制冷量,從而配備一定數(shù)量的空調(diào)。
1.2設(shè)備供貨范圍
序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào)及規(guī)格 數(shù)量
1 空? 調(diào) KF-280LW/E 4臺(tái)

1.3技術(shù)指標(biāo)
序號(hào) 性能指標(biāo) 參數(shù)
1 能效比 2.5
2 額定制冷量(kW) 28
3 額定輸入功率(kW) 12
4 電源規(guī)格 3-380-50
5 循環(huán)風(fēng)量(m3/h) 3200

1.5系統(tǒng)安裝
凝結(jié)泵高壓變頻器室內(nèi)尺寸為:長(zhǎng)11700mm,寬4000mm,高3500mm。尺寸平面布置如圖1所示。
圖1:凝結(jié)泵高壓變頻器室尺寸平面布置簡(jiǎn)圖
2.空-水冷卻方式
2.1系統(tǒng)介紹
  高壓變頻器的熱風(fēng)通過(guò)風(fēng)道直接進(jìn)入空冷裝置進(jìn)行熱交換,由冷卻水直接將高壓變頻器散失的熱量帶走;經(jīng)過(guò)降溫的冷風(fēng)排回至室內(nèi)。空冷裝置內(nèi)通過(guò)冷水溫度低于33 ℃,即可以保證熱風(fēng)經(jīng)過(guò)散熱片后,將高壓變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度控制在40℃以下,滿足高壓變頻器對(duì)環(huán)境運(yùn)行的要求。從而,保證了高壓變頻器室內(nèi)良好的運(yùn)行環(huán)境。冷卻水與循環(huán)風(fēng)完全分離,水管線在高壓變頻器室外與高壓設(shè)備明確分離,確保高壓設(shè)備室不會(huì)受到防水、絕緣破壞等安全威脅和事故。
2.2設(shè)備供貨范圍
序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào)及規(guī)格 數(shù)量
1 空-水冷卻系統(tǒng) BLH-CK-105 1套
2.3技術(shù)指標(biāo):
序號(hào) 性能 參數(shù)
1 額定熱交換功率(kW) 50+55
2 外型尺寸(mm) 1200×950(長(zhǎng)×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(fēng)溫度(℃) ≤40
2.4 空-水冷卻系統(tǒng)選配原則
  按照高壓變頻器額定功率2240kW,運(yùn)行效率96%進(jìn)行計(jì)算:2240kW的高壓變頻器的最大散熱功率為,2240×4%=89.6kW。由于該系統(tǒng)將高壓變頻器排出的熱風(fēng)全部通過(guò)空水冷卻裝置實(shí)現(xiàn)了熱交換,然后將冷風(fēng)排回室內(nèi),因此,其風(fēng)路循環(huán)效率得到極大提高。風(fēng)路循環(huán)效率接近99%。考慮到極限運(yùn)行情況下的發(fā)熱量,以及水溫偏高、系統(tǒng)交換效率等因素,空冷器的設(shè)計(jì)裕度通常選擇為1.15~1.2倍。以設(shè)計(jì)裕度1.15進(jìn)行計(jì)算,空冷器的熱交換功率不小于103.04kW/臺(tái),實(shí)際選用的空冷器功率為105kW。
2.5系統(tǒng)安裝
  現(xiàn)場(chǎng)高壓變頻器室房屋室內(nèi)尺寸要求為:長(zhǎng)10700mm,寬3600mm,高3500mm。具體尺寸及結(jié)構(gòu)平面布局如圖2所示。
圖2:現(xiàn)場(chǎng)高壓變頻器室房屋具體尺寸及結(jié)構(gòu)平面布局
3.強(qiáng)制密閉冷卻方式
3.1系統(tǒng)介紹
  強(qiáng)制密閉式冷卻系統(tǒng)作為高壓變頻器功率柜外的附屬裝置,能夠保證高壓變頻器功率柜始終處于25-35℃運(yùn)行環(huán)境,大幅度延長(zhǎng)濾網(wǎng)更換周期,減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量。不需要為高壓變頻器再獨(dú)立建筑房屋,變壓器柜采用開(kāi)放式冷卻。強(qiáng)制冷卻裝置與高壓變頻器功率柜一體化設(shè)計(jì),附著于功率柜頂部。制冷壓縮機(jī)組安裝于高壓變頻器附近。
3.2設(shè)備供貨范圍
序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào)及規(guī)格 數(shù)量
1 強(qiáng)制密閉式冷卻裝置 BLH-CM-56 1臺(tái)
3.3技術(shù)指標(biāo)
序號(hào) 性能 參數(shù)
1 額定制冷量(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 控制溫度(℃) ≤35
6 循環(huán)風(fēng)量(m3/h) 2×3500
3.4適用場(chǎng)合及原則
  (1)適用于額定功率為1000 kW及以上的高壓變頻器設(shè)備自身冷卻。
  (2)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置受到限制,高壓變頻器需要在廠房中開(kāi)放空間中布局。環(huán)境溫度高,具有粉塵,無(wú)明顯漏水、淋雨特征的運(yùn)行場(chǎng)合。
  (3)安裝空間狹小,不能夠建筑房屋的室內(nèi)環(huán)境。
  (4)現(xiàn)場(chǎng)能夠提供兩路380VAC/3PH電源。
  (5)空間高度大于3.5米。高壓變頻器功率柜前方應(yīng)有大于695mm的空間,以便于柜門(mén)開(kāi)啟。
3.5強(qiáng)制密閉式冷卻裝置的選配原則
  強(qiáng)制密閉式冷卻裝置按照單臺(tái)高壓變頻裝置的功率柜為對(duì)象進(jìn)行對(duì)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(shè)計(jì)裕度)=56kW,實(shí)際選用56kW的閉式冷卻裝置。根據(jù)閉式冷卻裝置的設(shè)計(jì)原則,該套冷卻系統(tǒng)僅限于對(duì)溫度要求較高的功率柜進(jìn)行配置。變壓器柜采用開(kāi)放式冷卻,溫度散失到環(huán)境中;允許溫升80K,高溫報(bào)警值120℃完全能夠滿足運(yùn)行安全的要求。
3.6系統(tǒng)安裝
  不需要單獨(dú)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(hào) 項(xiàng)目 空調(diào)冷卻方案 空-水冷卻方案 強(qiáng)制密閉式冷卻方案
1 變頻器裝機(jī)容量 2240kW 2240kW 2240kW
2 設(shè)備額定散熱功率 89.6 kW 89.6kW 44.8 kW (僅對(duì)功率柜)
3 冷卻功率設(shè)計(jì)能力 112kW 105kW 56kW
4 設(shè)計(jì)余量系數(shù) 1.25 1.17 1.25
5 設(shè)備安裝數(shù)量 4臺(tái) 1套 1臺(tái)
6 冗余設(shè)計(jì) 無(wú) 電源、風(fēng)路、設(shè)備冗余 電源、風(fēng)路、壓機(jī)冗余
7 設(shè)備安裝方式 需單獨(dú)布置 整體施工安裝 與變頻器一體化設(shè)計(jì)
8 旁路處理方式 無(wú) 可開(kāi)放式通風(fēng)冷卻 可開(kāi)放式通風(fēng)冷卻
9 運(yùn)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(dú)建造房間
11 濾網(wǎng)清洗周期 7~15天 30~45天 30~45天
12 平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 7000h 50000h 20000h

三、結(jié)論
  以上針對(duì)2240kW凝結(jié)泵高壓變頻器的冷卻問(wèn)題進(jìn)行了技術(shù)可行性、安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性的綜合分析可以看出:新型冷卻系統(tǒng)(空-水冷卻、強(qiáng)制密閉式冷卻)在設(shè)計(jì)方面充分考慮了設(shè)備故障、熱交換介質(zhì)泄漏、風(fēng)路應(yīng)急旁路、操作簡(jiǎn)便、可維護(hù)維修等安全防護(hù)措施,雖然采用新型冷卻系統(tǒng)在設(shè)備一次性投資上較空調(diào)設(shè)備略有提高,但相比空調(diào)冷卻方式,通常系統(tǒng)運(yùn)行2~3年節(jié)約的電費(fèi)即可收回投資。另外,采用強(qiáng)制密閉冷卻方案還可節(jié)約近10萬(wàn)元的房屋土建費(fèi)用。
  綜上所述,在2240kW凝結(jié)泵變頻改造項(xiàng)目中,使用強(qiáng)制密閉式冷卻方案具有占地省,性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì),因此,推薦使用此種方案對(duì)高壓變頻器進(jìn)行冷卻。
 

狀 態(tài): 離線

公司簡(jiǎn)介
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供應(yīng)信息

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