空冷岛-变频电气室空水冷系统应用
电厂空冷岛的工作原理(一)
电厂空冷岛的工作原理(一)空冷岛的概念空冷岛是指热电站中用于冷却蒸汽的一种独立的冷却系统，它采用水循环冷却的方式代替了传统的冷却塔。
空冷岛系统包括散热器、泵站、水平回转器、热水器和冷却风扇等设备。
与传统冷却塔的对比传统冷却塔会造成水沉淀、污染环境等问题，并需要地面大面积的占用空间，而空冷岛则不需要使用水，避免了这些问题，也减少了水资源的消耗；同时空冷岛只需要占用较小的面积，可以更加灵活地进行设计和设置。
空冷岛的工作原理空冷岛系统的工作原理基本上是将热度从液态转化到气态，然后利用风扇将热气排出，从而实现冷却目的。
散热器散热器是空冷岛系统中最核心的部分，它的作用是将液态的蒸汽通过管道送进散热器，然后让热量转移到散热器上，并散发到空气中。
冷却风扇冷却风扇是另一个重要的部件，它的作用是将热气从散热器中排出，从而实现冷却目的。
冷却风扇可以使用自然风力和机械风力两种方式。
其他辅助部件除了散热器和冷却风扇之外，空冷岛系统还包括泵站、水平回转器、热水器等辅助部件。
泵站用于将液态蒸汽送入散热器，水平回转器可以将风扇具有方向性地控制，热水器则用于在低温环境下保持散热器的工作状态。
优点和应用空冷岛系统相较于传统冷却塔有以下优点：•不需要使用水资源，避免水资源浪费和环境污染•占用面积小，更加灵活•降低了运行成本和维护成本。
目前空冷岛系统广泛应用于核电站、火电站、热力站等能源产业中，也被一些新型数据中心采用。
由于其独特的优点和适应性，预计未来空冷岛系统还会得到更广泛的应用。
空冷岛系统的效率空冷岛系统的效率取决于多个因素，如风速、温度差、气压、相对湿度等。
一般来说，空冷岛系统与传统冷却塔相比，散热能力略有下降，但是能够节省大量水资源，也减少了环境污染。
空冷岛系统的发展趋势随着现代热电站和数据中心的不断发展，空冷岛系统的优点越来越受到重视，其应用领域也越来越广泛。
空冷岛系统的未来发展趋势如下：•提高散热效率，进一步减少资源消耗和运行成本•采用更加先进的材料和技术，提高系统的安全性和可靠性•结合其他新型绿色技术，形成更为完善的能源系统。
变频系统空水冷散热方案
变频系统空水冷散热方案变频器的最大散热功率按照变频额定功率×4%（加余量20%）核算。
根据现场的实际情况，综合冷却系统的投资和运营成本，提出下面的空-水冷却方案：1.空-水冷却系统的工作原理：空-水冷却系统是一种高效、节能、环保的冷却系统，其应用技术在国内处于领先地位。
在高压大功率变频应用中得到了广泛应用。
该系统由于其采用完全机械结构设计，较空调等电力、电子设备而言具有明显的安全、可靠性。
其主要原理是:将变频器的热风通过风道作用于空-冷装置进行热交换，由冷却水直接将变频器产生的热量带走；经过降温的冷风进行循环回至室内。
空冷装置内进口冷水温度要求低于33℃，可以充分保证热风经过散热片后，将变频器室内的环境温度控制在40℃以下满足变频器运行对环境的要求。
空-水冷却系统冷却水与循环风完全分离，水管线在变频室外与高压设备明确分离，并且系统本身设有通风开放转换方式，确保空-水冷却系统出现问题不会对整个变频系统运行造成安全威胁和事故。
同时，由于房间密闭，变频器利用室内的循环风进行设备冷却，具有粉尘度低，维护量小的特点；减少了环境对变频器运行稳定性的不利影响。
2.系统安全性能评价：设备整体安装于高压变频器室墙外，采用风道与变频器的柜顶排气口直接连接，提高了冷却器的设备运行效率，能够对变频器排出的热气直接降温处理，另外冷却器的设计能力可满足最高冷却水温33℃，水侧清洁系数为0.85以及管子堵塞率为5%等情况下的最大热负荷的要求。
同时，避免冷却水管线在高压室内布局出现破裂后漏水危机高压设备运行安全的严重事故发生。
在空-冷系统的设计当中，为了防止空冷器出口侧凝露使冷风带水排入室内，对空-水冷系统的风压、风速等指标进行设计计算，保证良好的排压情况下，运行安全稳定。
另外，为防止空冷器漏水后进入室内，在空冷器的出口侧设置了淋水板，当漏水或有积水时，可以直接排向室外。
同时，变频器提供风机、空冷器的故障报警检测点，并通过综合报警信号远传至DCS.完整的冷却系统解决方案，有效降低了辅助系统的故障率以及对主要设备的运行安全影响程度。
空冷岛简介
空冷严密性试验
给所有的安装焊缝和法兰连接涂肥皂。 为 进行泄漏试验 必须在管道的各个点放置盲 进行泄漏试验， 板，例如在汽轮机的前面 ，在安全阀的前面, 在防爆膜的前面 在泵的前面等。 在防爆膜的前面， 在排 气管道安装完成后必须进行空冷凝汽器严密性 试验根据设备厂家图纸设计要求及中华人民共 和国电力行业标准《火力发电厂空冷塔及空冷 凝汽器试验方法》DL/T 552-95中规定的标准 552 95中规定的标准 进行验收。
2、采用空冷，厂址选择不受限 2 采用空冷 厂址选择不受限 制 3、由于空冷器空气侧压力降为 100‾200Pa 左右，所以运行 左右 所以运行 费用低。 4、空气腐蚀性低，不需要采取 任何清垢的措施 5、空冷系统的维护费用一般为 水冷却系统的 20‾30%
4、水的运行费用高，循环泵的 4 水的运行费用高 循环泵的 压头高 5、在水冷器中，某些生物能附 着在换热器表面上 需要停下 着在换热器表面上，需要停下 设备清除，增加了维护费用
国内电站空冷系统供应商现状： 国内电站空冷系统供应商现状
1、美国 美国SPX（斯必克）公司在中国空冷市场上的占有 率约35%，在天津、张家口分别设有两个独资管束生产 中 2、德国GEA（基伊埃）公司德国GEA公司系空冷技术 的创始人，其技术 直处于世界领先地位，在世界空冷 的创始人，其技术一直处于世界领先地位，在世界空冷 市场上的占有率超过60%，在中国空冷市场上的占有率 约35%。 3、首航艾启威冷却技术有限公司。首航艾启威冷却技 术(北京)有限公司是由北京首航波纹管制造有限公司和 瑞士IHW联合设计集团共同投资的中外合资企业。 联合设计集团共同投资的中外合资企业 4、北京龙源冷却技术有限公司、哈尔滨空调股份有限 公司等。 公司等
变频技术在制冷系统中的应用分析
变频技术在制冷系统中的应用分析发表时间：2017-09-21T14:25:43.453Z 来源：《防护工程》2017年第12期作者：刘福来[导读] 对此，必须采取相关的解决措施，将变频技术有效地应用在制冷系统中，对制冷控制系统进行改造和升级。
烟台冰轮股份有限公司山东烟台 264000 摘要：我国中小型装配式冷藏库还采用传统的控制技术制冷制热,目前发达国家已淘汰传统的控制技术,而用先进的变频控制技术取而代之。
变频控制技术的应用可使压缩机的转速随着负荷的大小而改变,减少了耗电量,温度恒定,具有启动电流小,快速制冷、制热,噪音小等优点。
本文就中国经济的发展，着重科技技术发展的同时提倡节能环保，以节能减排为发展口号，就变频技术在制冷系统中的应用进行分析。
关键词：变频技术；制冷空调系统；应用；节能中图分类号：TU831 文献标识码：A 引言建筑中的耗能设备有很多，制冷系统则是其中之一。
尤其是在制冷或制热的过程中，会消耗大量的电能。
对此，必须采取相关的解决措施，将变频技术有效地应用在制冷系统中，对制冷控制系统进行改造和升级。
1 变频技术概述变频技术是一门综合性技术，主要是建立在控制技术、微电子技术、电力电子技术、计算机技术基础上，变频器是变频技术的结晶，被广泛地应用到各行业的发展中。
变频器的主要工作原理是工频的外部电源经过三相全波整流，并给逆变电路和控制电路提供所需的直流电源，再通过直流中间电路对直流电路输出进行平缓，得到质量较高的直流电源，最后在控制电路的控制下将电路输出的直流电源转换为频率和电压，从而达到调节电机转速的目的，并通过电路和外部设备配合进行各种高性能的控制。
在科学技术飞速发展之下，技术水平在不断提高，也应对变频技术进行不断地改进和完善，这样才能满足当今社会的发展需求，将其应用到制冷空调中，对提升制冷空调系统的运行效率有着极大的作用。
2 变频器结构及原理听谓的变频器技术，其不是单一的系统理论体它是建立在微电子技术、电力电子技术、控制技术和计算机技术等基础之上的，因此，就目前的币场前景来看，其具有较大的发展潜力和使用价值凸其工作的重点是通过将外部电流流经三个控制电路，首先经过整流电路，通过整流给逆变电路和直流中间电路提供直流电源，直流中间电路为通过将输出过程中的直流电路进行平滑，最终得到质量较好的直流电源最终，通过三个步骤的紧密配合，组成的控制电路将平i}电路输出转化为频率和电压都可以任意改变的交流电源，以最后完成调节电机转速的目的，实现设备的高性能发展。
变频器采用空水冷技术
变频器采用空水冷技术方案概述：变频器部使用功率电力电子元件、滤波支撑电容及大量电子器件，使用环境温度不仅影响设备运行的可靠性，同时也影响设备的使用寿命及运行维护成本，因此控制变频器的运行环境温度非常重要；变频器通过电力电子器件实现频率的变化，其有一定损耗，由于高压变频器所拖电机功率较大，变频器的发热量较大，采用直接空气交换时（自然风进，热风排出），室温度可控制与环境温度一致，成本较低，但环境灰尘进入设备，影响设备的稳定性与可靠性，不建议使用；采用空调导出变频器室温度时，空调容量较大，需长期运行，消耗电能较多；而采用空水冷方式，热量由循环水带走，其运行成本较低，是大功率变频器或变频吕集中使用最佳的冷却方式； 空水冷技术方案： 系统示意图：加压风机风水冷频器上部排风机排出热风通过收风罩汇集，通过集风管联接至加压风机，加压风机把热风送至换热器，冷却水带走热量，风温降低后返回变频器室，再被吸入变频器完成风系统循环。
电气控制原理图：变频器可与消防系统联锁，当出现火警时停运冷却回路，加压风机可利用变频器的一些信号控制，利用变频器散热风机的运行控制信号与变频器运行状态信号启动加压风机，实现机组与变频器联锁运行，即：变频器运行、机组运行；变频器停机、机组停机；并通过热保护及逻辑判断风机状态。
水路示意图：为方便机组的维修维护，机组的冷却水通过阀门与总的进水管、回水管连接，由于变频器运行环境温度相对越低越好，因此不控制水流量，室温度随环境温度变化而变化，不高于变频器的使用环境温度。
安装示意图：风道根据变频器功率大小配置一套或两套换热器，1250KW变频器配置一台60KW的换热器，2500KW变频器配置2台60KW变频器，560KW配置一台30KW换热器；外部可使用如上风管，也可使用U型管件，扣在墙壁上形成循环回路。
鉴于环境循环水水质情况，建议使用不锈钢管换热器，其技术参数如下：赛唯热工设备赛唯换热设备制造Customer（客户名称）:Project（项目）：变压器房冷却器60KWFAX/TEL：日期：2016-11-11 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)Project（项目）：变压器房冷却器30KWFAX/TEL：日期：2016-11-11 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)若采用铜管铝翅片，其参数如下：赛唯热工设备赛唯换热设备制造Customer（客户名称）:Project（项目）：变压器房冷却器60KWFAX/TEL：日期：2016-11-10 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)FAX/TEL：日期：2016-11-10 空气换热器设计参数(Heat Exchanger Spedification)工程容：1250KW变频器：集风罩一套，加压风机一套、60KW换热器一套、控制器一台、U型风管一套、阀门2套、管道按现场配置2500KW变频器：集风罩两套，加压风机两套、60KW换热器两套、控制器一台、U型风管两套、阀门4套、管道按现场配置650KW变频器：集风罩一套，加压风机一套、30KW换热器一套、控制器一台、U型风管一套、阀门2套、管道按现场配置。
空冷岛逆流空冷的作用
空冷岛逆流空冷的作用
空冷岛逆流空冷是一种利用大气空气来降低设备温度的方法。
在现代工业中，许多设备都需要散热以保持正常运行温度。
而空冷岛逆流空冷技术通过将空气引导到热源周围来散热，其作用主要体现在以下几个方面：
1. 散热效率提高：通过逆流空冷技术，将热源周围的空气引导到冷却设备上，增加了散热面积，从而提高了散热效率。
这样可以有效地降低设备的工作温度，提高设备的可靠性和寿命。
2. 节能环保：与传统的水冷技术相比，逆流空冷不需要水资源，减少了对水的依赖，避免了由于水冷使用过程中可能引起的水污染。
此外，在一些干燥的地区，水资源有限，采用空冷技术可以节约大量的水资源。
3. 减少维护成本：由于逆流空冷不需要水的循环和处理，相比传统的水冷系统，其维护成本较低。
逆流空冷不需要经常检查水泵、水冷却装置等，减少了设备的维护工作量和时间成本。
4. 高温环境适用性强：逆流空冷技术具有很强的适应性，可以在高温环境下良好地工作。
相比之下，一些冷却液在高温环境下可能会蒸发或产生气泡，导致冷却效果下降。
空冷岛逆流空冷技术在工业设备散热中具有重要的作用。
它可以提高设备的工作效率和可靠性，节约能源和水资源，并降低维护成本。
随着工业技术的不断发展，逆流空冷技术将在各个领域得到更广泛的应用。
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先进风扇技术
大风量风扇
采用大风量、低噪音的风 扇，确保空气流通畅通， 降低设备温度。
风扇调速技术
根据设备温度变化，自动 调节风扇转速，实现节能 降噪。
风向控制技术
通过改变风扇叶片形状或 安装导流板等措施，控制 风向，使散热更加均匀有 效。
智能化控制系统
温度监测
故障诊断与报警
实时监测设备温度，为控制系统提供 准确的数据支持。
散热器
负责将热量从冷却介质 中传递给空气，降低冷
却介质温度。
风扇
提供空气流动动力，使 空气流过散热器进行热
交换。
冷却介质循环泵
驱动冷却介质在系统中 循环流动，保证散热效
果。
控制系统
监测并控制冷却系统运 行状态，确保系统安全
、高效运行。
空气流动路径与热交换过程
空气流动路径
风扇吸入环境空气，引导空气流过散热器，最后排出热空气 。
在缺水地区的火电厂中，直接空冷系统可将汽轮机排汽通过空冷 凝汽器直接冷凝成水，具有显著的节水效果。
间接空冷系统
采用表面式凝汽器间接冷却汽轮机的排汽，通过冷却水系统将热量 传递给空气，实现热交换。
混合式空冷系统
结合直接空冷和间接空冷的优点，具有更高的冷却效率和灵活性。
化工行业应用案例
合成氨装置
空冷器用于合成氨装置中的气体冷却，提高合成效率和产品质量 。
当设备出现故障或异常时，控制系统 能够及时诊断并发出报警信号，便于 维护人员及时处理。
自动控制
根据温度监测结果，自动调节散热器 风扇转速和风向，确保设备在最佳状 态下运行。
2023
PART 04
性能评价与指标体系
高压变频器三种冷却系统及优缺点介绍
高压变频器三种冷却系统及优缺点介绍由于高压变频器本体在运行过程中有一定的热量散失，为保高压证变频器具有良好的运行环境，需要为变频器室配备一套独立的冷却系统。
综合冷却系统的投资和运营成本、设备维护量、无故障运行时间，现提出以下三种冷却系统解决方案：一、空调密闭冷却方式变频器从柜体的正面和后面吸入空气，经柜顶风机将变频器内部的热量带走排到室内。
从而在变频器室上部形成一个温度偏高、压力偏高的气旋涡流区，在变频器的正面部分形成一个偏负压区。
在运行中，变频器功率柜正面上部区域实际上是吸入刚排出的热风进行冷却，形成气流短路风不能达到有效的冷却效果。
空调通常采用下进上出风结构，从而与变频器在一定程度上形成了“抢风”现象，这就是“混合循环区”。
在这个区域变频器吸入的空气不完全是空调降温后的冷空气，空调的降温处理也没有把变频器排出的热空气全部降温，从而导致了整个冷却系统的运行效率不高。
变频器自身是节能节电设备，而通常采用的空调式冷却则造成能源的二次浪费。
这种情况在大功率、超大功率的变频应用系统中更加明显。
二、风道冷却功率单元内部散热系统通过安装在单元内的风机强制冷却单元里的散热器，使每一个功率单元满足散热需求，同时，由于功率单元内风机吹走热风，使其进风处的柜体内形成强力负压，柜外冷风大量进入高压变频气内，通过功率单元风道对单元散热器进行冷却。
同时，由于柜顶风机大量抽风，使其密闭风室内形成强力负压，加速功率单元内热风进入密闭风室，通过柜顶风机抽出高压变频器柜外。
通过建立严密畅通的风道，以及在功率单元内设计强制风冷，大大提高那高压变频器散热系统的散热能力和效率，同时，也可以减少散热器体积和功率柜体积，实现高压变频器的小型化，为用户安装高压变频器节省空间。
三、空－水冷却系统空－水冷却系统是一种利用高效、环保、节能的冷却系统,其应用技术在国内处于领先地位。
在电力、钢铁等行业的高压大功率变频应用中得到广泛的推广应用。
该系统由于其采用完全机械结构设计，较空调等电力、电子设备而言具有明显的安全、可靠性。
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空冷岛低压变频器电气室空水冷改造应用
一、概述
变频器为电力电子技术集成产品，对运行环境有一定要求，变频器通常运行环境要求：+5 —+40 ºC, 湿度<95%, 无凝露，无粉尘，所以用户在安装变频设备时会将设备安装在封闭的房间，以保证设备稳定、安全、可靠的运行。
但是变频器部带出来热量不排出室或耗散，热量就会在室聚集造成室温升高，这样就会影响变频器的正常运行及设备的使用寿命。
如何解决变频器室热量散热的问题就成为变频器应用中的一个课题。
目前常用的方式有三种：
通风管道散热：通过管道把热空气直接排出室外：
空调制冷散热方式：室安装空调将热量通过空调制冷降温；
空—水冷装置散热方式：室外安装风—水冷装置。
通过引风管道将变频器部带出来热量引至风—水冷装置进行热交换，然后再由回风管道把冷却降温后的凉风引回变频器室。
空—水冷装置散热方式
三、空-水冷散热装置
1、空-水冷散热装置基本原理
空－水冷却系统是一种利用高效、环保、节能的冷却系统，其应用技术在国处于领先地位。
其外形及原理如上图所示：
从变频器出来的热风，经过风管连接到有固定水冷管的散热器中，散热器过温度低于33℃的冷水，热风经过散热片后，将热量传递给冷水，变成冷风从散热片吹出，热量被循环冷却水带走，保证变频器控制室的环境温度不高于40℃。
安装空-水冷散热装置，要求必须在密闭环境中，为了提高冷却效果，安放设备的空间尽可能小。
流入风-水冷散热装置的水为工业循环水，为保护设备，要求循环水的PH值为中性，且无腐蚀损坏铜铁的杂质，进水的水压一般为0.2～0.5Mpa，进水温度≤33℃。
空-水冷散热装置的维护简单易行，一般半年维护1次，进行冷却管道冲洗。
2、空-水冷散热装置特点：
设备放置在相对密闭的室，热风被收集经过热交换器冷却后，回到室，达到冷却效果。
其特点是：
(1)设备安装简单、快捷。
(2)设备使用寿命长、故障率低、性能可靠。
(3)设备的运营成本是同等热交换功率空调的1/4-1/5倍，在达到同等冷却量的条件下，空调一至两年的耗电即可购置并安装空水冷散热系统。
(4)室密闭冷却、干净卫生，变频器维护量低，提高变频器的稳定性。
3、施工安装
根据用户要求一台变频器可配置一至两套空-水冷散热装置，当空-水冷散热装置故障时有应急排风
口，不会对变频器运行产生影响，空-水冷散热装置的安装位置可根据现场实际情况布置。
4、安全性能评价
空-水冷散热装置整体安装于高压变频器电气室墙外，采用风道与变频器的柜顶排气口直接连接，提高了冷却器的设备运行效率，能够对变频器排出的热气直接降温处理。
同时，避免冷却水管线在高压室布局容易出现破裂后漏水危及高压设备运行安全的严重事故发生。
在空-水冷散热系统的设计当中，为了防止空-水冷散热装置出口侧凝露冷风带水排入室，对空-水冷散热装置的出风口、风速等指标进行设计计算；保证良好的排压情况下，运行安全稳定。
为防止空-水冷散热装置漏水后进入室，可在风-水冷散热装置的出口侧设置了淋水板；当漏水或有积水时，可以直接排向室外。
完整的冷却系统解决方案，有效减低了辅助系统的故障率以及对主要设备的运行安全影响程度。
空-水散热系统是闭式循环，彻底解决了变频室外空气湿度大、粉尘多对变频器的影响。
四、安装案例：
大唐景泰发电厂1、2机组两间空冷岛风机变频电气室，一间电气室装有56台132KW低压变频器。
能环电气公司改造采用统一风罩集中收风，经有引风管接至室外空水冷设备热交换后回到电气室。
7台132KW变频器集中采用一台50KW水冷柜散热。
空水冷整体布置图如下：
电气室改造后：
电气室外改造前：
五、改造前后散热方式经济效益对比：
原一间空水冷低压变频室采用7台24匹空调散热。
1.一间电气室空调年耗电量：空调24匹×7台×0.735×8760（h）＝1081684Kwh。
2.一间电气室空调年运行电费：1081684Kwh×0.5元/Kwh ＝ 54万。
一间电气室空调年平均维护费用：约2万/年
1.一间电气室空-水冷系统散热风机年耗电量：1.5kw×8台×5880（h）= 70560kwh。
（气温低于20
度或冷却水温低于25度时可以不开增压风机约2880小时）
2.一间电气室空-水冷系统年运行电费：70560kwh×0. 5(元) ＝
3.5万。
空-水冷系统基本上免维护。
单间低压变频室年节约电费：54万－ 3.5万＝ 50.5万
#1、#2机空冷岛两间低压变频室散热年节约电费：
50.5万 * 2间 = 101万元
分析结果：
1、两间电气室采用空水冷散热系统运行的电费只占空调运行电费的7 万÷ 101 万 = 6.9%，按设备使用10年计，可节省空调电费约1010万元。
节省维护费用：约40万元。
2、空调的采购费用和一年的运行电费即可建成一套完整的空水冷散热系统。
3、采用风水冷散热系统后，电房全密封并保证系统风压平衡，使外界粉尘无法进入室，保证了电气室洁净度，降低变频器故障率。
能环电气机械科技。