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车间通风降温制冷工程值得特别重视防范的漏点与爆点高压变频器在
摘 要： 提出应当特别重视防范制冷工程若干漏点、爆点及其危害性。希望国家制冷行业组织技术力量攻关，强调对冷凝器等压力容器在其与水工程接触的表面上应作良好的耐用的防腐措施才能出厂。
关 键 词： 制冷工程 漏点 爆点 危害性 防范措施
制冷工程除了一些容易检查发现的漏点外，尚有若干难以检查发现的漏点与突然发生的爆点值得特别重视防范。由于这些漏点闻不到，看不见，难以检查发现，由此在不知不觉中造成制冷剂大量泄漏。这不仅造成巨大的人力物力浪费，而且由此造成制冷工程的缺少制冷剂而降低了制冷效果，甚至会使整个制冷工程完全失去制冷功能。这些闻不到看不见与难以检查发现的漏点往往发生在制冷工程的高压部位或与水工程接触的部位，其危害性极大，造成制冷剂的损失也特别严重，其中CFC与HCFC泄漏还会破环臭氧层，对全球环保造成严重危害。特别是一些容易疏忽的爆点，其危害性更大，不但造成巨大的经济损失，而且极易造成重大人员伤亡事故。应当引起我们高度重视，采取有效防范措施。
1 安全阀漏点
安全阀超压跳阀排放的制冷剂一般是用管道引导到高空进行排放。如果安全阀跳阀、密封面往往因脏物阻碍密封造成泄漏，安全阀也可能因其他原因泄漏。由于安全阀排放管安装在高处，检查一般容易疏忽。安全阀泄漏出来的是高压制冷剂，如果不及时发现，天长日久就会造成制冷剂大量泄漏。安全阀除了必须按照制冷安全技术规范进行校正外，平时也应检查其排放口是否有制冷剂泄漏［1］，特别是安全阀超压跳阀后，一定要进行检验校正工作。
2 冷凝器漏点与螺杆机油冷却器漏点
冷凝器与螺杆机油冷却器的冷却水管簇通常用无缝钢管焊接而成。无缝钢管的管壁厚度分别为2～3mm，在与冷却水接触的内管壁上一般没有有效耐用的防腐措施，甚至在出厂运输过程与安装使用前就已锈蚀严重，加上使用过程中时开时停，接触空气频繁，清洗冷却水管内壁的摩擦加速了磨损腐蚀。冷凝器与螺杆机油冷却器冷却水管簇在空气及水化学与微生物共同作用下，往往使用不到三五年就腐蚀穿孔乃至不能使用而报废。由于冷凝器冷却水管壁腐蚀穿孔，高压制冷剂直接混入接触的冷却水中，一般难以发现，特别是卧式冷凝器更难发现。要检查冷凝器冷却水管漏氨，除了对其冷却水质进行化验外［2］［3］，在其停止工作不供冷却水时，可在立式冷凝器的顶部或底部滴水中用酚酞试纸试验检查，或直接闻到氨的气味；检查卧式冷凝器时要打开端盖才能发现，因而在清洗卧式冷凝器打开端盖时应当顺便检查是否有泄漏点。如果制冷剂为氟里昂，由于氟里昂在水中溶解度极小，可随水流以气态形式飞逸到空气中，或者以气态形式积存在冷却水工程上部的气囊中。氟里昂气体无味，检查难度较大，一般要用卤素检漏灯或检漏仪才能发现。由于螺杆机油冷却器油压一般比压缩机排气压力高0.3MPa左右，冷却水管壁通常只有2mm左右，加上里面油温很高，比冷凝器更容易腐蚀穿孔。检查泄漏点应在其停止工作不供冷却水时打开端盖才能发现，因而在清洗螺杆机油冷却器冷却水管打开端盖时，也应顺便检查是否有泄漏点。需要指出的是虽然螺杆机油冷却器装的是冷冻机油，但是由于里面压力很高，冷冻机油难免混有高压制冷剂气体，因而其冷却水管壁穿孔泄漏出来的不是单纯的冷冻机油，而是冷冻机油与制冷剂的混合物。为了及时发现泄漏点，平时应经常检查冷却水是否有漏油迹象，从而判断其是否腐蚀穿孔泄漏。
3 盐水蒸发器漏点与冷水蒸发器漏点
盐水蒸发器与冷水蒸发器腐蚀穿孔泄漏同上述冷凝器与螺杆机油冷却器的情形基本相似，不同的是从盐水蒸发器与冷水蒸发器腐蚀穿孔泄漏出来的是低温低压制冷剂，与其接触的盐水或冷水的温度较低。由于氨在冷水中的溶解度比在温水中更大，因而更难发现腐蚀穿孔泄漏出来的氨在水中形成的气泡。要检查其是否腐蚀穿孔泄漏，一般需要对水质进行化验才能确定；由于氟里昂在冷水或温水中的溶解度都极小，因而可以发现腐蚀穿孔泄漏出来的氟里昂在水中形成的气泡。
4 活塞机冷却水工程漏点
一般大型活塞机设有曲轴箱水冷却器及气缸盖冷却水套。其泄漏原因除腐蚀穿孔外，还因管理操作不当等原因而引起结冰冻裂与温差应力破裂。因而在水结冰的天气，当活塞机停机一段时间后，一定要在停水的同时将其中的积水排净以防结冰冻裂；就是在水不结冰的天气也应如此。因为由于某些阀门未关或关闭不严等原因，致使曲轴箱内冷冻机油混合积存大量制冷剂，这些制冷剂蒸发吸热就可能引起其中积水结冰冻裂。另外，在压缩机湿冲程时，如果供水过小而中断，也会引起结冰冻裂。为了避免防止压缩机温差应力破裂，在压缩机运行时，冷却水不应时开时停忽大忽小，更不应在压缩机开机后才供冷却水，并且要特别注意防止湿冲程。活塞机冷却水工程泄漏点危害性极大，而且难以发现。由于冷却水压力与曲轴箱压力乃至压缩机排气压力(中冷器压力)大小可能相差无几。当冷却水压力较小时，制冷剂及冷冻机油就会从泄漏点随冷却水大量流失；反之，冷却水压力较大时就会从泄漏点混入整个制冷工程，引起机件润滑恶化与损坏。两种情形都会严重影响甚至破环整个制冷工程正常运行。
5 制冷设备防潮隔热层结露滴水腐蚀穿孔漏点
一个新建或刚刚大修过的调节站，由于里面低温设备阀门管道多而集中，虽然其表面包有一定厚度的防潮隔热层，但还是很难避免表面周围空气下降到露点，特别是在空气相对湿度较大时，就更容易下降到露点温度而结露滴水。如果设计施工质量不过关，日常管理维护不当，往往使用不久就会出现严重结露滴水现象，致使防潮隔热层失效发霉冻融循环而损坏脱落，里面管道钢铁外表面也直接受到水分、空气、霉菌等共同侵蚀而很快腐蚀穿孔。由于腐蚀穿孔在防潮隔热层里面发生，一般难以检查发现，天长日久就会使制冷剂大量泄漏，不但造成能源及人力物力巨大浪费，而且大大缩短了制冷设备管道的使用寿命，严重影响生产正常进行，甚至不得不暂停生产来进行检修［4］。
6 双级压缩爆点
在双级压缩特别是在非单机双级压缩制冷工程中，一般情况开机时，应先开高压机，然后开低压机；而在停机时，则应先停低压机，后停高压机。如果机组在运行中，当高压机出现故障停机而低压机不能跟着紧急停机，加上此时如果低压机上吸、排气旁通安全阀调整又不当或失灵，则极有可能造成低压机及中冷器等设备突然发生爆炸跑氨事故，严重时可造成人员伤亡及财产重大损失。因而在双级压缩机组安装使用之前，特别需要对低压机上吸排气旁通安全阀进行必要的调整校核，因为压缩机出厂调整吸排气侧旁通安全阀时，一般不是按双级压缩低压机吸排气侧压差充许值；同时还特别需要在低压机与高压机动力控制电路之间进行必要的机组停开机触点联锁工作，以便保证只有先开高压机后，才能后开低压机；而在高压机出现紧急故障停机时，低压机也能跟着高压机紧急停机。这样可以确保双级压缩制冷工程正常运行的安全可靠性。［5］
7 融霜爆点
融霜应严格按照操作规程进行。热氨融霜时，要特别小心先缓慢开启冲霜回液阀，然后缓慢开启热氨冲霜阀，并且要控制进入蒸发器的压力不得过大。严禁用关小或关闭冷凝器进气阀或者关小或关闭冷凝器冷却水(风冷式冷凝器风机)来加快冲霜速度。否则，如果热氨冲霜阀开启过快，压力过大而造成蒸发器等管道阀门内前后压力差过大，极可能造成积存在管内的冷冻机油及氨液急速运动而产生所谓的“液锤”撞击，致使管道阀门等爆裂而发生跑氨事故；另外，如果冷风机用电热融霜或用水冲霜时，严禁关闭冷风机进液阀与回气阀(在调节站上回气阀与排液阀)进行所谓的闭路融霜。否则可能引起冷风机等制冷管道内压力升高超压而发生爆裂跑氨事故。上述两种事故都会引起库内冷藏食品发生严重的氨污染，造成重大的经济损失，甚至造成重大的人员伤亡，应当引起我们高度的重视加以防范。
8 冷库商品堆垛作业碰撞爆点
冷库商品堆垛作业应达到安全节能科学整齐，便于商品盘点检查进出冷库。商品堆垛应按有关安全技术规范要求与制冷设备管道保留足够的距离，严防堆垛商品倒塌撞击各种制冷设备管道以及冷库各种建筑结构附属设备。冷库内还要留有合理的通道，便于库内作业，车辆通行以及设备检修。总之冷库商品进出及库内作业要讲究科学文明卫生，严禁野蛮作业，严防运输工具及堆垛商品碰撞冷库各种建筑结构及附属设备，特别要严防碰撞制冷设备管道，以免爆裂发生跑氨事故。另外冷库商品堆垛，吊轨悬挂以及设备安装重量不得超过设计负荷，并且要特别防止冷库建筑结构冻融循环与温差应力的破环及冻臌，以免冷库建筑结构损坏倒塌，碰撞制冷设备管道发生爆裂跑氨事故。上述两种跑氨事故都会引起库内冷藏食品发生严重氨污染，造成重大的经济损失，甚至造成重大人员伤亡，应当引起我们高度重视加以防范。
9 焊接爆点
值得特别一提的是冷藏库氨制冷安全技术规程中明文规定［6］，制冷工程严禁在有氨及油，未抽空，未与大气接通的情况下焊接管道设备，拆卸机器或附件阀门等，同时还严禁用氧气对制冷工程进行试压检漏排污等危险操作。制冷工程宜用氮气进行试压检漏排污等操作。如用压缩机压缩空气进行时，特别要时开时停压缩机，分阶段压缩空气，以达到要求的压力，以便让压缩空气升温得到充分的时间冷却，防止压缩空气升温过高，引起制冷工程内残存的
研究高压变频器在电厂锅炉二次风机中的应用。高压变频器对降低锅炉风机的用电率、减少起动电流、提高功率因数、改进工艺水平、提高自动化水平有很好的应用前景，并进行了应用高压变频器后的节能分析。
在火力发电厂中，风机和水泵是最主要的耗电设备，且容量大、耗电多。电厂中风机的流量控制是通过调节挡板的开度来实现的，而这是一种经济效益差，能耗大的落后方法，造成设备损坏快，维修难度大，运行费用高。相当部分功率消耗在挡板的截流过程中，从而造成能源的极大浪费。加上这些设备都是长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态，其节能潜力则更加巨大。发电厂辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家，竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本提高电价竞争力，已成为电厂努力追求的经济目标。
电厂节能环保主要表现在工程高效安全运行和流量的有效凋节等几方面，随着火力发电厂的生产过程经济性方面要求的提高，电厂必须走节能降耗，提高经济效益之路，推广高压变频在电厂风机工程优化运行中有十分重要的社会和经济效益。
高压变频器的工作原理
高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1一s）60f/p=n。×（1一s）（P：电机极对数；f：电机运行频率;s:滑差）从式中看出，电机的同步转速n。正比于电机的运行频率（n。=60fp），由于滑差s一般情况下比较小（0-0．05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制单元通过光纤时对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应得整流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。
2．1移相式变压器
移相变压器的副边绕组分为三组，构成X脉冲整流方式；这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，这样大大提高了可靠性。
2.2智能化功率单元
所有的功率模块均为智能化设计具有强大的自诊断指导能力，一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路；同时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模块，减少停机时间。
6kV电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为三相输入，单相输出的交直流PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元的输出端串联起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。6kV电压等级的高压变频器，每相由六个额定电压为600V的功率单元串联而成，输出相电压最高可达3464V，线电压达6000V左右。改变每相功率单元的串联个数或功率单元的输出电压等级，就可以实现不同电压等级的高压输出。每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。6kV电压等级的变频器，给18个功率单元供电的18个二次绕组每三个一组，分为6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36脉冲的整流电路结构，输入电流波形接近正弦波，这种等值裂相供电方式使总的谐波电流失真大为减少，变频器输入的功率因数可达到0．95以上。
2．3双DSP控制工程
主控器的核心为双DSP的CPU单元，使指令能在纳秒级完成。这样CPU单元可以很快的根据操作命令、给定信号及其它输入信号，计算出控制信息及状态信息，快速的完成对功率单元的监控。
2．4GPRS远程监控
通过FTU配网装置，将采集到的"实际频率"、"定子电压"、"定子电流"、"压力"以及工程运行的状态量和报警信息等等数据，利用GPRS网络发送到后台服务器，后台服务器可根据所收到的数据信息的分析结果作出相应的处理操作，包括监测工作状态、工程运行参数、电流、电压的超标报警，这样就可以对现场进行实时监控，以确定安全情况和运行情况。大幅提高了工程运行的可靠性、操作方式更加灵活、同时也减少了维护费用。
高压变频器在二次风机的安装应用
二次风机的作用是克服空气预热器、风道、燃烧器的阻力，输入燃烧风，维持燃料充分燃烧。一旦二次风机不能正常运行，不但影响生产，造成巨大的经济损失。所以，和二次风机配套的高压变频调速工程，要求具有极高的可靠性。二次风机及电动机的额定参数如下：
二次风机铭牌参数
型号：JLY75-13A
功率：450KW
风量：199801m／h
风压：5096Pa
主轴转速：960r／min
制造厂家：济南风机厂
二次风机电动机铭牌参数
电机型号：Y4501-6
额定电压：6000V
额定功率：450KW
额定电流：55A
额定转速：990r／rain
绝缘数级：F级
接线方式：Y接
额定功率因数：O．84
制造厂家：沈阳电机股份有限公司
3．1变频器的安装改造
变频器主回路接线图如下：
变频器采用哈尔滨九洲电气股份有限公司生产的PowerSmart高压大功率变频器，其中QF为高压断路器，Qs1为电动机工频隔离开关，Qs2、QS3为电动机变频隔离开关，QS1、QS2与QS3互锁。从工程的原理图中可看出，进行变频改造对原工程改动较小，可在较短时间内完成改造方案，QS1的加入可使变频在有故障的情况下工频旁通。
变频装置工作电源正常为交流220V，从本机组380v段和保安段分别取一路电源。正常时一路工作，一路备用，如工作交流电源掉电，变频装置可分别通过其UPS装置供电（UPS可提供工作电源30min），如UPS电量不足，则备用直流220V工作电源自动投入。
正常运行时，变频器可通过炉膛负压实现闭环自动调节变频器转速，根据热工自动条件，也可开环实现手动给定输出调节，最后输出4-20mA信号，实现吸风机速度给定。CRT换面变频器操作页面中，设起、停、复位软按钮共3个，分别控制变频器的起、停输出及故障复位。在运行中，变频器若发生不影响运行的轻故障，只发报警，高压开关不掉闸，若发生重故障，则高压开关事故掉闸，同时报警。
3．2变频器的操作
变频器的操作方法有三种，一是就地控制，直接利用控制柜触摸屏的人机界面的启动、加速、减速、复位、停止等按钮实现变频调速的操作过程。二是远程控制，通过远程控制器具，用开关和模拟给定，通过端子，I／0接口输入操作命令及给定值。三是DCS控制，与DCS直接连接，实现与现场过程控制工程的完美结合，并通过现场过程控制工程实现控制，二次风机的变频控制主要采用DCS控制。
3．3变频器的启动
一是正常启动，按正常方式启动后，自动上升频率并以用户设定的频率稳定运行。二是软启动，按软启动方式启动后，直接升速到工程参数中提供的电网投切频率，然后工程给"变频／工频投切"指令，并进行相应的电气连锁控制，达到软启动的效果。三是旁路功能，在变频器故障不能投入运行的情况下，可以进行手动旁路操作。将QS2，QS3断开，QS1闭合，电机可由QF直接启停，拖动电动机工作，此为变频直接旁路功能，同时便于维护与检修。
节能分析计算
在没有进行变频调速时，二次风机的运行方式是根据负荷变化调整调节门的开度来满足负荷的变化要求。这种调节操作简单，但调节精度低，管网工程的运行效率低。采用变频调节时。如果根据负荷变化需要来调节风压，将风压调节在一个最优的范围内，可以提高管网运行的整体效率，节能效果更加突出。可以利用变频调节调节精度高，操作方便的特点，优化控制工程，提高工程效率。同时，变频调速之后由于管网工程运行效率的提高，电动机不但减小了从电网输入的功率，同时变频器也提高了电网输入的功率因数。这就使电动机从电网吸收的无功功率相对的降低了，由于电网传输的无功率功率减小，使得无功功率的传输在电网中造成的有功损耗也降低，即无功经济当量也降低了。
通过以上分析得出，二次风机采用变频器进行调节风量，当风量调节幅度越大，节电效果越高。经变频改造后，在满足锅炉正常运行的情况下，二次风机电动机电流明显减少，由32A一38A降为19A一28A，下降了10A左右，风机平均每小时电耗也由331．71Kw．h降到244．42Kw．h，节电率为26．3％。每度电按0．32元计，年运行小时数按7000小时计，年可节约电量611030kwh，年节电费19．552万。
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