天然气压缩机中压变频器冷却制水系统技术国产化
导语：筛选出了天然气压缩机中压变频器冷却系统制水剂，更换了脱离子罐内的制水剂，系统更新后，两年多的运行结果表明
摘 要：筛选出了天然气压缩机中压变频器冷却系统制水剂，更换了脱离子罐内的制水剂，系统更新后，两年多的运行结果表明，各项控制指标均达到或超过德国西门子公司对该系统制水的要求，实现了该技术的国产化. 关键词：中压变频器;冷却系统;国产化 兰州石化公司化肥厂201年原料由渣油改为天然气后，其配套天然气压缩机，投资2侧刃多万元从德国西门子公司购置了一台压缩机电机（3575kw）控制中压变频器。该中压变频器为国内唯一一台水循环冷却变频器（其他同类设备制水系统均采用气体冷却系统），冷却制水系统是该设备核心组件之一。主要作用是利用电导率在0.2～0.6林Slcm范围内的脱离子水给电路板冷却降温，在设备运行过程中，一旦脱离子水高于0.6峪Icm时，制水系统循环旁路阀自动开启，强制脱离子水进入脱离子罐精制制水，当脱离子水电导率降至0.2林Slcm时，旁路阀自动关闭，进入正常冷却循环状态，技术更新前，平均72h强制精制脱离子水一次，每次耗时lh。由于 冷 却 介质脱离子水直接接触设备内44（X）kv工作电压，其电导率的高低直接决定了设备使用的安全性。一旦系统内脱离子水电导率高于1.5林5/cm，超过安全极限时，会导致变频器控制系统联锁跳车，造成合成氨装置全面停车，更为严重的是当电导率超过1.5林slcm时（l.0上升至1.5或更高所需时间很短），水循环系统绝缘被破坏，设备会发生短路击穿，可控硅爆炸等故障。在正 常 冷 却循环过程中，当环境温度、湿度、空气中可吸入悬浮物、铜、铁、二氧化硅等的变化会导致脱离子水电导率逐步上升，系统会强制过滤介质循环使电导率达到适宜范围，从而维持变频器正常运行。所以设备中配置的脱离子罐制水系统是整个中压变频器能否正常工作的关键所在。 自变频器 2001年投用至2《X抖年5月，已经满负荷运行3年多，水冷却系统脱离子罐内的制水填料完全老化，脱离子水的效果明显降低，强制循环所需时间越来越长，严重时达4个小时，且经常出现电导率大于1.0林slcm时触发报警现象，影响中压变频器的正常稳定运行，危及设备运行安全。制水系统 脱离子罐是德国西门子公司配套设备，内部制水填料没有任何相关技术可供借鉴。让西门子公司提供技术，系统每维护和更新一次需要10万元资金，单台脱离子罐需30万元，且必须每年更新一台。高额的维护费用使化肥厂领导和技术人员决定对变频器冷却制水系统应进行国产化技术改造。 1 试验部分 Ll 试验设备、仪器及材料模拟 冷 却 系统制水装置1套;原子吸收分光光度计1台;紫外可见分光光度计1台;固体悬浮物测定仪1台;电导率仪3台;pH计2台;恒温振荡器1台;离子色谱仪1台;计量泵2台;制水剂10kg;改性剂10kgoLZ 更新技术在查阅相关资料的基础上，对中压变频器冷却系统的作用进行分析研究后，在试验室筛选出一高效净化制水剂，再对其改性。将改性后的制水剂装入1.OL模拟系统进行制水效果评价。 1.2.1制水剂试验 1.2.1.1 制水剂选型 针对 中 压 变频器冷却系统所要求纯水特点，选择了8种易改性的制水剂作为研究对象。在每 个 周 期制水速率和制水量相同的情况下，通过测定所制纯水电导率的大小评价制水性能，试验结果见表1所示。 
从表 1 可 以看出，Al制水剂所制纯水电导率最低，适宜作为冷却系统制水填料。 1.2.1.2 制水剂改性 所选 A l 制水剂经虽然制水效果好，但制水量小，难以满足变频器长周期稳定运行要求。为了进一步提高其制水量，需添加一定量的改性剂对Al进行改性，以增强其活性基团的交换容量，提高制水量。结果见表2。 从表 2 试 验数据可以看出，经过改性后的Al制水剂所制纯水电导率低，制水量大。 1.2.2 模拟冷却制水系统试验 按照 中 压 变频器纯水器结构特点模拟制备了一套冷却系统制水装置（工艺流程见图1），一个冷却系统运行周期纯水电导率变化趋势见图2所示。 [align=center]
图1 模拟变频器冷却系统工艺流程图[/align] 从图2试验室模拟装置1个运行周期数据可以看出，冷却水电导率波动较小，运行稳定。试验共进行了10个周期，每个周期为12Oh，在1个周期内系统介质电导率从0.200”slcm上升到0.601林Slcm，制水系统启动，开始制水，每周期制水需30min，电导率降至0.200林Slcm。 [align=center]
图2一 个冷却系统运行周期纯水电导率变化趋势[/align] 2 应用情况 将筛 选 并 改性后的制水剂于2004年5月16日投入应用，至206年5月16 日已稳定运行了2年，各项技术指标均优于德国西门子公司提供的指标。变频 器 冷 却系统纯水电导率由0.60林5/cm降至0.200林Slcm所需时间缩短到20～30min，系统运行时间由原来的72h延长到120h。该技 术 的 成功国产化，不仅为国家节约了外汇，同时兰州石化公司生产装置长周期、安全运行和创效做出了贡献。 3 结论 （1） 中 压 变 频 器冷却制水系统经过技术更新后，已正常运行2年，状况良好，更新后的系统制水的效果优于德国西门子公司提供的技术指标; （2 ）更 新 后 的 冷却制水系统纯水电导率由0.60林Slcm降至0.20峪/cm的时间缩短到20～30而n，启动时间间隔大幅延长; （3） 更 新 后 的 运行成本低，维护便捷，能确保化肥厂生产过程的长周期安全运行。
图1 模拟变频器冷却系统工艺流程图[/align] 从图2试验室模拟装置1个运行周期数据可以看出，冷却水电导率波动较小，运行稳定。试验共进行了10个周期，每个周期为12Oh，在1个周期内系统介质电导率从0.200”slcm上升到0.601林Slcm，制水系统启动，开始制水，每周期制水需30min，电导率降至0.200林Slcm。 [align=center] 图2一 个冷却系统运行周期纯水电导率变化趋势[/align] 2 应用情况 将筛 选 并 改性后的制水剂于2004年5月16日投入应用，至206年5月16 日已稳定运行了2年，各项技术指标均优于德国西门子公司提供的指标。变频 器 冷 却系统纯水电导率由0.60林5/cm降至0.200林Slcm所需时间缩短到20～30min，系统运行时间由原来的72h延长到120h。该技 术 的 成功国产化，不仅为国家节约了外汇，同时兰州石化公司生产装置长周期、安全运行和创效做出了贡献。 3 结论 （1） 中 压 变 频 器冷却制水系统经过技术更新后，已正常运行2年，状况良好，更新后的系统制水的效果优于德国西门子公司提供的技术指标; （2 ）更 新 后 的 冷却制水系统纯水电导率由0.60林Slcm降至0.20峪/cm的时间缩短到20～30而n，启动时间间隔大幅延长; （3） 更 新 后 的 运行成本低，维护便捷，能确保化肥厂生产过程的长周期安全运行。
