LSS系列

(一)   主要技術(shù)參數(shù)

水質(zhì)：≤5μs/cm（普通級:適用于主機工作電壓不大于630V），≤1μs/cm（高純級:適用于主機工作壓力為630-1250V）；

水壓：根據(jù)整流機組要求可調(diào)

水溫：≤35－38℃（主付水介質(zhì)溫差Δt≤10℃）。

水質(zhì)：懸浮物≤20mg/L（無可見混濁）；

PH值：6-9

硬度：≤12°（德國度）（水—水）

進口水壓：0.08MPa+外管路阻力；

進水溫度：5—30℃

付水流量：與主水流量相同；

產(chǎn)品執(zhí)行標準：JB/5833-91

(二)   工作流程原理

    本產(chǎn)品由熱交換器、離子交換器泵組、高位膨脹水箱、管道和電氣控制等部件組成。水-水熱交換器采用波紋平板式，水-風熱交換器采用軋管翅片式，其換熱原理為將從整流器流進之載熱純水熱量以間壁傳熱方式傳遞給付水輸出機外，冷卻后的純水經(jīng)加壓后返回整流器水道，周而復始，形成閉合循環(huán)冷卻回路。離子交換器采用混合床形式制取純水以維持主回路于額定水質(zhì)。泵組由二臺互為工作、備用的不銹鋼水泵組成，是主回路的動力源。高位膨脹水箱按放位置高于負載主機，具自動集氣和排氣之功能。主回路管道通過外接管與負載主機冷卻水道連接成閉合循環(huán)回路。機內(nèi)各容器和主水管路均采用不銹鋼材質(zhì)制造。

    電氣控制部份設(shè)動力自動切換和水溫、水壓、水質(zhì)、流量、液位等數(shù)值指示及相應(yīng)的聲、光警報系統(tǒng)，并預留遠控報警輸出端子與綜合自動化接口。

    本機集國內(nèi)外之設(shè)計方案，具有結(jié)構(gòu)合理、維修方便、運行穩(wěn)定可靠之優(yōu)點；換熱效率高，水質(zhì)穩(wěn)定性好，泵組、閥門均自動切換，低噪音，不泄露；具有優(yōu)良的回路進氣和自動排氣功能，完善、可靠的電氣控制、數(shù)值顯示和聲光指示、警報等功能。

(三)   常規(guī)型水-水冷卻裝置參數(shù)表

注：高純水質(zhì)在圖樣標號的額定容量后加G，如LSS-150BG

 

供水溫度： ≤45℃，≥閥廳露點溫度；

進、出口溫差：≤10℃；

電導率：循環(huán)回路 ≤0.5μs/cm，離子交換器出口 ≤0.2μs/cm；

供水壓力：≥0.25MPa；

供水溫度：≤38℃；

懸浮物：≤30mg/L；

硬度：≤8°（德國度）。

產(chǎn)品執(zhí)行標準：DL/T1010·5-2006

    本機由純水主循環(huán)回路、付冷卻回路、純水制備及補充回路、水質(zhì)提高與穩(wěn)定回路和沖氮緩沖水罐等回路組成。

（1）   純水主循環(huán)回路

    從本機純水出口輸出的帶壓冷卻純水經(jīng)外配管道進入閥內(nèi)配水管路，吸收閥元件傳遞的熱量后成載熱純水輸出，經(jīng)外配管路從本機純水進口進入；返回的載熱純水進入換熱器中將所攜熱量通過間壁傳熱方式傳遞給付冷卻介質(zhì)（工業(yè)冷卻水或強迫空氣）成冷卻純水，再經(jīng)脫氣罐脫去游離空氣后進入主循環(huán)泵加壓，經(jīng)加壓后的冷卻純水通過過濾器從純水出口輸出重新進入閥水道吸熱；如此周而復始，組成閉合循環(huán)冷卻回路。

（2）   付冷卻回路

    付水（工業(yè)冷卻水）通過過濾器進入板式換熱器吸收純水傳遞的熱量后輸出，經(jīng)外水管路和外水冷卻系統(tǒng)冷卻后重新返回本機付水進口，如此組成付水冷卻循環(huán)回路。

（3）   純水制備補充回路

    本機起始使用及運行中途系統(tǒng)需要補充純水時，加入補水罐中的初級純水或從管路引入自來水通過制水離子交換器后成超純水進入緩沖罐，再經(jīng)主水泵加壓匯入主回路。

（4）   水質(zhì)提高與穩(wěn)定回路

    純水在循環(huán)過程中受多種因素影響水質(zhì)逐漸下降，為此機內(nèi)設(shè)置循環(huán)離子交換器旁路于主回路運行，不斷向主回路輸入超純水以提高、穩(wěn)定主回路純水水導率于設(shè)定范圍。

（5）   充氮緩沖水罐穩(wěn)壓回路

    充氮壓力罐接受離子交換器輸出的超純水，在罐內(nèi)中轉(zhuǎn)后返回主回路，與主回路成旁路循環(huán)支路。罐內(nèi)保持額定氮氣壓，當主回路水量減小時，水罐即以自身壓力向回路充水以維持回路始終滿水；當回路溫度升高引起純水體積增加時，水罐即吸納增加部分的純水，至壓力上*自動排氣。由于水罐始終充塞氮氣，故能避免空氣中CO₂與O₂對純水的污染。

    本閉合回路冷卻裝置的電氣監(jiān)控系統(tǒng)是以PLC編程控制為核心，監(jiān)控、指令各部機電單元智能態(tài)運行。液晶屏顯示冷卻系統(tǒng)各點溫度、壓力、流量、水質(zhì)、水位等在線參數(shù)及動態(tài)畫面，觸摸操作TP面板轉(zhuǎn)換多種監(jiān)控功能：運行畫面、操作畫面、歷史信息畫面、參數(shù)設(shè)定畫面及幫助畫面。

1)  一次回路：一次回路設(shè)短路、過流、過壓、缺相等保護。所有故障、運行信息均實時傳送至顯示屏及上位機。

2)   二次回路：二次回路有操作分手動/停止/自動三種模式，通過觸摸操作完成。

3)   主循環(huán)回路純水溫度的監(jiān)控

    由PLC、溫度模塊、溫度傳感器、執(zhí)行機構(gòu)等組成主回路純水溫度智能控制系統(tǒng)。PLC采集運行中純水溫度信號，經(jīng)與設(shè)定值對比計算后向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出動作指令，完成主回路純水智能控制程序。

4)  水—水換熱的執(zhí)行機構(gòu)為電動比例閥，是以改變閥片角度、調(diào)節(jié)進入換熱器中的水量和與換熱器旁路（不參加冷卻）水量的比例來控制進閥純水溫度。

5)  本機監(jiān)控系統(tǒng)配有標準通訊接口與后臺串接上傳，發(fā)送運行信息，接收后臺指令。監(jiān)控系統(tǒng)具體信息量如下表：

 

（1）   主回路純水動力泵組及2泵自動切換

    由2臺不銹鋼立式多級泵與三通自動換向閥組成主回路純水動力泵組，2泵互為工作、備用，當工作泵發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)立即指令備用泵投入，故障泵同步退出，三通自動換向閥自動切換，完成2泵及閥門自動切換程序。

純水動力泵組系冷卻系統(tǒng)的心臟部件，本產(chǎn)品采用進口。

（2）   換熱器部件

    采用不銹鋼波紋平板式，具較高的換熱系數(shù)，可有效減小整機體積；其結(jié)構(gòu)、波形采用上新穎的模式。

（3）   離子交換器部件

    不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)裝進口免維護*離子交換樹脂，交換樹脂一次裝灌的使用壽命視補充水源的不同約為1～3年。

（4）   充氮緩沖水罐

    不銹鋼材質(zhì)，由箱體及液位指示、傳感器，進、排氣電磁閥、壓力儀表、閥門等組成。

（5）   自動補水部件

    由不銹鋼補水箱、補水泵、補水離子交換器、直讀流量計等組成。進水方式可將初級純水灌入補水箱中也可直接將自來水引入補水管口。

（6）   過濾器部件

    純水出管段與付水進管段設(shè)置不銹鋼折疊式過濾器，濾芯孔徑分別為100μm與300μm；由于過濾面積為管道通徑的幾十倍，因此可*連續(xù)使用。

補水進管路與離子交換器出口管路均設(shè)置10μm精密過濾器。

（7）   自動排氣系統(tǒng)

    管路中原存與運行中產(chǎn)生的空氣不但惡化水質(zhì)更有可能增加流體阻力甚至導致堵塞的危險，本機設(shè)置氣水分離器與自動排氣閥組成完善的在線自動排氣系統(tǒng)。

（8）   防止凝露系統(tǒng)

    當進閥冷卻純水溫度低于閥室露點溫度時（該情況于閥停運而冷卻系統(tǒng)仍運轉(zhuǎn)工況下可能發(fā)生），閥組件可能出現(xiàn)“凝露"危像；為此本機設(shè)置防止凝露保護：PLC接受閥室溫濕度傳感器信號，當冷卻純水溫度近閥室露點時，即開啟“防凝露"程序：電動比例閥全開（S—S），電加熱器啟動，至純水溫度遠離露點后停止。

（9）   流體參數(shù)模擬量傳感器

    本機純水冷卻回路各部參數(shù)：溫度、濕度、壓力、流量、電導、水位等全部采用4～20mA模擬量輸出傳感器，組成完善的冷卻流體模擬參數(shù)傳輸系統(tǒng)。

（10） 管路系統(tǒng)

    由不銹鋼管道，管道件、手動閥、自動閥等組成本機管路系統(tǒng)。

（11） 電氣控制柜

    本機監(jiān)控元器件：PLC，功能模塊、液晶觸摸屏、機電控制元件、槽板、導線等與柜體組成電氣控制柜；液晶觸摸屏單獨于面板上安裝，提供人機界面。

    閥內(nèi)配水管路由匯水管、散熱器、水冷電阻、快速水管接頭、等電位電極、自動排氣閥、支路軟管及閥門等組成；所有管件連接成閉合回路。

（1）   匯水管

    由直管、接頭座、管道件等組成，其材質(zhì)通常采用PP系列（PPH、PPR）和PVDF二種。

    PP材質(zhì)主要應(yīng)用于SVC、變頻、變流等水冷閥水道；使用參數(shù)為：溫度－30℃～80℃，壓力≥1MPa，使用時間20年。采用熱溶扦、貼加工，因價廉物可，應(yīng)用比較廣泛。

    PVDF材質(zhì)主要應(yīng)用于大功率高壓直流輸電換流閥等電力電子設(shè)備水冷閥中，使用參數(shù)為：溫度－50℃～120℃，壓力≥1.5MPa，使用時間30年；采用熱熔扦、貼加工。PVDF材料物美但價高，目前僅應(yīng)用在產(chǎn)品中。

（2）   散熱器

    水冷晶閘管閥配用的水冷散熱器多采用整體鋁壓鑄、不銹鋼盤管內(nèi)芯式。

    本公司研制該產(chǎn)品獲國家《ZL·9》，按晶閘管規(guī)格編制，目前以2寸至5寸共5種，其熱阻于0.01℃/W左右。

    晶閘管模塊（IGBT、SKIIP）配用的水冷散熱器采用大平面水冷基板散熱器。本公司研制的《板翅內(nèi)芯式大平面模塊散熱器》獲國家《ZL·7》，由于采用板翅內(nèi)腔強化導熱，熱阻可達0.002℃/W以下；其冷卻臺面尺寸無限制，按需要邊長從20～120cm均可；材

（3）   水冷電阻

    在高壓閥電路中作為串接晶閘管的阻尼均壓電阻，由專業(yè)制造廠家提供額定功率下的發(fā)熱量、水流量及對應(yīng)的水阻等水力特性參數(shù)。

（4）   快速水管接頭

    一種便捷軟管接頭，由接頭座、喉箍、緊固帽及O形密封圈等4件組成；目前共有3種規(guī)格：M10×1（配DN4軟管）、3/8〃（配DN6軟管）、M12×1.25（配DN8軟管）；材質(zhì)分尼龍（PA-66）與PVDF二種。

（5）   支路軟管

    閥匯流管與冷卻元件（散熱器、水冷電阻）的水路連接軟管，其常用內(nèi)徑（DN）有4、6、8三種，材質(zhì)采用PE、尼龍或PVDF。

（6）   等電位電極

    匯流管設(shè)置等電位電極，導線將該段水路因水流作用產(chǎn)生的電位與閥等電位端子連接。采用不銹鋼材質(zhì)。

（7）   自動排氣閥

    每組閥內(nèi)水管路安裝一件自動排氣閥，在線排去管路中游離聚結(jié)的空氣。閥配水管路配用的自動排氣閥采用如：歐文托普、阿姆斯莊等。

（8）   閥門

    每相閥組件進、出匯流管口各設(shè)置一閥門，材質(zhì)采用工程塑料或不銹鋼。

    閥外配水管路系純水冷卻裝置與閥內(nèi)配水管路間的冷卻純水連接通道，由管道、管道件與閥門等組成；其材質(zhì)采用不銹鋼與硬質(zhì)工程塑料二種，由于工程塑料中PPR管性能較佳且價相對低廉，目前已大多替代不銹鋼成為閥外配水管路材料。

    對于具備工業(yè)冷卻水管網(wǎng)的用戶，外冷循環(huán)部分只需引進一路進、出水管與管網(wǎng)聯(lián)通即可；比較簡單；如無此條件，則需設(shè)置獨立的外水冷卻循環(huán)回路。

自成系統(tǒng)的外水冷卻循環(huán)回路有多種設(shè)計方式，但相對高效、規(guī)范應(yīng)玻璃鋼冷卻塔循環(huán)回路，專業(yè)設(shè)計院有規(guī)范設(shè)計，用戶可自行購置設(shè)備施工，也可委托本公司成套供貨、施工。

1.   玻璃鋼冷卻塔外冷循環(huán)回路工作流程

    涼水池中付冷卻水經(jīng)水泵加壓后，通過外水管道進入純水冷卻裝置換熱器，在換熱器中以間壁傳熱方式吸收純水（主水）傳遞的熱量，增溫后的付水經(jīng)外水管道進入玻璃鋼冷卻塔頂部噴淋而下，噴淋水在逆風和親水填料作用下大量蒸發(fā)吸熱而降溫，降溫后的付水匯入涼水池后重新由外冷水泵加壓輸出，如此周而復始，組成外水冷卻循環(huán)回路。

    因蒸發(fā)減少的付冷卻水由補水管道向冷卻塔或涼水池補水，補水量相等于冷卻塔蒸發(fā)量（kg/h）。為避免付水中Ca^2＋、Mg^2＋離子因溫度作用下在換熱器表面沉淀（水垢）降低換熱效果，對于高硬度的補充水，應(yīng)通過軟化處理后再進入水池。

2.   外冷循環(huán)回路主要配置

a.  玻璃鋼冷卻塔：中溫型，流量≥主循環(huán)水流量（t/h）。

b. 付水泵組：水泵雙臺配置，互為工作、備用；配套件有：三通自動換向閥，調(diào)壓閥、止通閥、管路，溫度、壓力儀表及機座等。水泵、管路采用不銹鋼材質(zhì)。

c. 電控柜：付水泵啟、停及自動切換電路，自動補水電路，水池水位下降、水壓、水溫失常警報電路及信息傳輸電路。

d. 補水軟化器：鈉離子交換器，自動與手動二種方式，前者價較高，應(yīng)按實際條件因地制宜選型。

e. 涼水池：一般位于冷卻塔下部，容積視冷卻塔容量從數(shù)立方至數(shù)拾立方，由混凝土澆固而成。配套件有水位信號器、水位指示管及進、出、補水、排污等管口。小容量（30t/h）以下冷卻塔為減小投資可不設(shè)涼水池，采用集水型冷卻塔直接從下部水盆進、出水。

f. 外冷水管路：采用鍍鋅管和鍍鋅管道件制作、一般地溝敷設(shè)；北方地區(qū)，應(yīng)敷于凍土線以下。