整流柜桥臂过热的原因及预防措施

冯辉

（山东阳煤恒通化工股份有限公司，山东 临沂 276100）

整流柜桥臂过热的原因及预防措施

冯辉

（山东阳煤恒通化工股份有限公司，山东 临沂 276100）

分析了整流柜桥臂过热典型故障发生的原因并提出了排除方法及预防措施。

整流柜；桥臂过热；电腐蚀；水质；原因；措施

随着离子膜烧碱工业的不断发展壮大，大功率整流柜应用越来越多。近年来屡次出现整流装置设备事故，造成了经济损失和人身伤害事故，事故原因涉及整流装置安全运行的诸多方面。其中，水冷却式大功率整流柜因冷却效果好被广泛采用，但水质的不纯、换热器的泄漏及整流桥臂元件均流度等原因常会引起整流柜桥臂过热。

1 水质的影响

一般来说，整流柜的冷却分集中冷却和一对一冷却2种。水冷却式整流柜冷却用循环纯水简称主水；利用冷却纯水装置以间壁导热方式冷却纯水的外循环冷却水简称副水。

1.1 主水

（1）水冷却存在的主要问题

主水水质的好坏一般用电导率或电阻率来衡量。水质越好，电导率越低；相反，水质越差，电导率越高。主水循环系统存在的主要问题是经一定运行时间后水质变差，引起主水电导率偏高。整流柜柜内水冷母线和整流元件冷却水包均采用无氧紫铜加工而成，管接头是采用无氧紫铜棒加工而成，由于电位差的存在，在高压直流电的作用下，无论整流柜使用的冷却水多么纯净，都不可能绝缘，因此冷却水支路就会产生泄漏电流，电流的大小由冷却循环水水质、整流柜运行时输出的直流电压、水支路中汇流管道到各支路连接管的长度等因素决定。泄露电流可使铁、铜被电解成铁、铜离子进入循环冷却水，导致水质变差，随之电离和电解的能力也逐渐加强，继而出现强电解和电离，强电解和电离又加速水质进一步的变差，如此反复循环，加速了电腐蚀。由于管接头的尖端放电和同种金属间不存在电位差的特点，在电化学腐蚀作用下整流柜的水冷母线进、出口水嘴及整流元件冷却水包的水嘴腐蚀最为严重，导致水管连接处出现松动，造成渗漏水，严重时冷却水管脱落，导致冷却水到处喷溅、水压降低、母线超温、整流柜各部绝缘性能降低等故障，引起机组被迫停运或跳闸；甚至会引起整流柜内部短路故障、整流柜烧损事故。同时，运行中电腐蚀产生的金属离子进入冷却水，易与水中的氧离子或OH-离子结成盐类，堵塞各支路水嘴，导致因支路水流不畅而换热效果差，引起桥臂过热，危及整流机组安全运行。

（2）预防措施

既然泄漏电流引起的电化学腐蚀无法避免，而主水的电导率越小泄漏电流就越小，电腐蚀也越小。因此最直接有效的办法就是从定期检维修和保持良好的水质等方面予以解决。

a.制定科学有效的检维修方案。定期停车检修，更换腐蚀严重的水嘴，清理水垢，紧固松动的管接头；

b.采用性能优良的树脂净化水质。纯水冷却装置的离子交换器中选用性能优良的树脂净化水质，可长时间保持水质良好，延缓腐蚀；

c.定期检测主水的电导率，发现水质变差时及时补充、置换冷却水，保持较好的水质。既可延长树脂使用寿命，还可延缓腐蚀。

1.2 副水

（1）副水水质的影响

副水经纯水冷却装置吸收热量后回到循环水泵房冷却塔，再由循环冷却水泵通过供水母管输送至纯水冷却装置，如此往复循环使用。在生产运行中经常由于副水杂质多、硬度高、水质差，造成纯水冷却装置热交换器中结垢、堵塞，进而导致副水流量减小，换热效果降低，冷却能力下降，造成主水温度升高。

（2）预防措施

加强副水的水质管理。可以定期补充一些软化水，减少水污染，设置杂质过滤器，增加水处理装置降低硬度等措施，确保副水水质的良好。

a.定期排污，最好采用软化后的工业水或纯水进行补水，降低浓缩倍数；

b.凉水塔设置过滤网，减少粉尘、杂质的进入；

c.增设水处理装置，对副水循环系统进行清洗预膜处理。通过水冲洗、杀菌剥离、清洗除垢、碱中和、预膜处理等工序，清除系统中的水垢，净化水质。

2 纯水冷却装置热交换器的泄漏

2.1 造成热交换器泄漏的原因及影响

纯水冷却器在长期生产运行中，由于副水在热交换器中结垢，导致副水流量减少，造成主水温度高，因此需定期对热交换器进行清洗除垢。通常纯水冷却装置热交换器的波纹板采用胶垫密封，在拆洗恢复安装后，易出现主、副水间窜水的问题，主水向副水窜水，可能造成主水迅速流失，整流柜超温跳闸；副水向主水窜水，将造成主水污染，水质变差，树脂快速失效，电化学腐蚀加剧。

2.1 预防措施

（1）换热器出现窜水。可通过调整主、副水压力暂时处理，使两者压力趋于平衡，消除窜水缺陷，待停车时重新进行检修。

（2）加强培训学习。提前做好检维修准备工作，提高检维修质量，确保检修质量达标，减少热交换器拆洗次数。

（3）寻找专业的换热器清洗公司在不拆检的情况下进行清洗。

3 整流装置同桥臂元件的均流度

3.1 造成不均流的原因及影响

（1）门极触发对并联晶闸管均流度的影响。并联晶闸管在触发时，若开通时间的差异很大，便会使并联桥臂中首先开通的晶闸管承受较大的电流，瞬态均流度受到很大的影响，开通过程的瞬态不均流在回路中的衰减较慢，有时到导电周期结束时仍未达到稳态分流值，导致开通过程的不均流一直持续下去，造成稳态的不均流，进而大电流支路的回路热损大、温度高，就会引起局部过热。

（2）元件参数不匹配对均流度的影响。当同桥臂元件相互并联工作时，若晶闸管参数不匹配，则会发生有的支路流过很高电流，而有的支路流过很低的电流，即出现同桥臂元件均流度差，进而引起大电流回路桥臂局部过热。

3.2 预防措施

一般来说，整流柜各整流桥臂间的均流度应控制在0.95以上。为了使并联晶闸管实现稳态的均流，除与二极管并联均流一样匹配并联元件的正向导通压降外，给以门极强触发脉冲缩小动态不均流也是十分必要的。为了防止因晶闸管门槛电压差异，造成阳极门槛电压较高的晶闸管不能导通的情况发生，应适当延长门极触发脉冲的宽度，使小电流时因门槛电压较高不能导通的晶闸管重新触发导通。同时选择开通时间基本一致的晶闸管进行并联以防止元件参数不匹配对均流度的影响。

4 结语

综上分析可知，防止整流柜桥臂过热的措施是∶提高水质，抑制电腐蚀，控制水温水压，确保纯水冷却装置完好及换热效果，调整好桥臂间均流度，加强整流机组的日常检维修和运行管理。在电导率高的水中，电化学腐蚀速度快，整流柜循环水系统易出现渗漏水及堵塞、过热现象；因此要特别注意冷却循环水的水质，把循环水的日常管理作为一项重要工作。

Analyses the causes and the prevention measures ofthe overheatingto the rectifier cabinetbridge arm

FENG Hui
（Shandong Yangmeihengtong Chemicals Co.,Ltd.,Linyi276100，China）

∶The overheating to the rectifier cabinet bridge arm may damage the thyristor，affect the safe operation ofrectifying power supply system.The causes ofthe typicalfaultfor the overheating to the rectifier cabinetbridge arm were analyzed，thetroubleshooting methods and prevention measures were putforward.

∶rectifiercabinet；overheatingto the bridge arm；electriccorrosion；waterquality；causes；measures

TM461

：B

：1009－1785(2017)04-0030-02

2017-02-22