发射机冷却系统的维护

关键词： 冷却 排气 水泵 发射机

发射机冷却系统的维护（精选八篇）

发射机冷却系统的维护 篇1

发射机的冷却系统是发射机的重要组成部分, 冷却系统正常运行是发射机稳定播出的重要保障。发射机出现冷却系统故障, 轻则降功率, 重则发射机关断, 直接影响安全播出, 为了保证发射机不间断、高效率运行, 冷却系统的维护至关重要。我台在进行常规检查的基础上, 通过摸索试验, 总结出了冷却系统的一些维护方法。

2 发射机冷却系统工作原理

我机房DX-400中波发射机采用风冷和水冷双重冷却方式, 水冷系统用于冷却功放单元中的所有功放模块和整流柜的电源部分。每个功放单元及整流柜的冷却系统都是串接在一起的, 通过该系统将射频功放模块及电源整流器的热量带走, 热交换器将冷却水中储存的热量通过一个闭环的风冷系统传送到空气中, 设置的四台冷凝器利用风和水的热量交换, 使发射机的冷却循环水保持在允许的温度范围内, 保证发射机正常工作。

冷却水在冷凝器经风水交换冷却后, 由循环水泵通过水路管线分两路进入两个功放单元, 将功放模块产生的热量带走, 经过闭环风冷系统的风水交换将水路管线中的水冷却, 进入整流柜中为可控硅及水冷阻流圈降温, 然后通过两个整流柜顶部的出水管汇接到总回水管。回送到冷凝器进行冷却, 从而完成水路的闭环循环。

3 冷却系统组成

DX-400发射机冷却系统由水泵组件、热交换器、功放单元、整流柜水路、风机、冷却控制盘及冷凝器等部分组成。按照维护部位将冷却系统分为三大部分 :风机及冷凝器、冷却控制系统、水路及组件。如图1所示。

4 冷却系统的维护

4.1 冷 却 控制系统维护

发射机设置了冷却控制单元, 作用是指示出系统工作的方式、电源故障以及将这些信息反馈给发射机控制单元。冷却控制单元装有一个REMOTE/LOCAL开关。它监测膨胀水箱的高 / 低水位、水泵工作状态、冷却水温以及是处于正常工作还是等候工作的状况。指示灯可以显示是冷却系统的故障还是各功放单元的故障。

检查控制箱内接插件有无松动, 用毛刷和吹风机对控制箱内的元器件进行除尘, 紧固端子板螺丝清洁冷却控制板, 查看板上元器件有无打火变色现象, 检查PLC, 测量进线电压, 查看连线接头是否有变色、烧焦现象, 用螺丝刀对接线端子、空断引线进行紧固。

4.2 水路及组件的维护

4.2.1 水路及组件的作用

(1) 在水路系 统中加装 了温度传感器和水温表, 温度传感器将主要部位的水温传到自动化系统, 自动化系统可以监视水温的变化, 同时值班人员每小时对设备进行巡视记录, 水温表能够直观地记录当时的水温情况, 通过比较测试点的温度差判断堵塞的部位和堵塞的程度, 便于及时发现水路问题。

(2) 在水路系统中加装流量计及压力表, 将水流量及压力作为抄表的一项内容, 通过监测总水流量及压力变化判断水路系统有无堵塞现象。在水路系统中还装有压力变送器及超声波流量计, 将采样数值上传到自动化进行检测, 实现超限后自动报警功能。设置冷却水阻, 冷却水PH值采样控制箱对水阻及PH值进行监测。当阻值及PH值变化大 时, 应引起重 视, 对水路进行清洗。

(3) 整流柜内 的水路部 分除了本机设置的温度传感器对可控硅温度进行监测, 温度过高会输出故障信号, 关闭发射机, 在大电流的主要部件还贴上温度指示贴片, 并且将整流柜内的可控硅及大电流端子、阻流圈等进行周检测温, 并对记录进行比对, 发现温度过高应检查相应的水管接口, 有可能是水管接口腐蚀造成水流量减小, 温度升高, 应及时处理。

4.2.2 水路及组件的维护

(1) 值班员每小时对水路部分进行巡视, 通过查看水流表、压力表、水阻表等数值监视水路变化, 查看水路是否漏水。查看循环水泵运转情况, 转速是否正常。平时定期检查并给转轴上润滑油。水泵运行时, 应经常注意查看各机械密封处是否漏水、各紧固处是否松动, 听是否有异常声响, 闻是否有烧焦气味, 点温检查泵壳是否温度过高, 若有异常立即倒换备份水泵。

(2) 对水路及 组件制定 检修计划, 定期检查各水管接口处的密封情况, 对冷却铜排及整流柜内的可控硅、阻流圈等重点部位进行测温, 监测水管路的温度变化。

(3) 定期对水路压力变送器、超声波流量计等进行检查, 保证取样数值的准确。

4.3 风机及冷凝器的维护

发射机功放单元有四台风机, 在热交换器机柜中的风机通过水冷辐射器使空气循环, 热交换器和空气通风系统把功放单元机箱周围环境中的热量带走, 以保持机箱和各元部件的冷却。

对风机及冷凝器的维护 :

(1) 值班员每小时巡视两PB及冷凝器室的风机运行情况, 监听风机声音的变化, 确保风机运行正常。

(2) 定期对风 机进行维 护保养, 检查风机连接件之间的螺旋力矩, 对轴承的润滑和各项功能测试。重点检查风机螺栓紧固程度、电缆接线、转动部位及旋转部位之间有无磨损、扇叶有无破损, 听扇叶的切风声音是否正常等。

(3) 定期观察冷凝器的底部, 这是最重要的维护步骤。观察冷却盘管自身是否有任何碎屑, 是否已经在盘管表面上形成有堵塞, 堵塞和碎屑将会阻碍风的流动, 降低冷凝器的冷却效率。可以使用水管和加压的水流冲走碎屑。

5 冷却系统的改造

我机房发射机模块的冷却主要靠冷却水带走热量, 可控硅的热量也需要水冷管路进行冷却。对冷却水质的要求是电阻为10kΩ/cm3, PH值7~9。改造前我们采用的是自台生产的纯净水, 每隔3个月左右, 水嘴就会 出现堵塞的现象, 腐蚀较为严重, 冷却效果随之下降, 这时就需要换一次冷却水, 进行管道清洁和水路检查, 工作量比较大。每次换水都要请示停机, 直接影响安全播出。

针对水路 堵塞这一 问题, 经过市场调查分析并结合本机房实际情况, 决定在管道上加上两个树脂罐串联的离子分离器, 对冷却水中的离子进行吸附。

具体实施是将树脂罐悬挂于墙上。从水泵出水口引约1/6水量进入树脂灌, 然后将过滤后的冷却水引回水泵入水口, 实现部分水循环, 最终达到全部冷却水循环。

通过机器近几年的运行, 发射机内部管道的水流量变化很小, 加上树脂罐后对冷却水的水质有很大的改善, 避免水路上的堵塞, 通过长期观察监测, 数值基本符合要求, 另外测量温度也是影响测量结果准确性的重要条件。在使用中水阻增大时, 可能是树脂的吸附能力有所下降, 大概一年左右更换树脂。

6 结束语

水路系统的故障直接威胁发射机的安全播出, 是造成停播的一大隐患。因此, 我们在维护工作中应该建立详细的检修周期, 对水冷系统重点部位定期检查 ;在维护中积累经验, 主动进行技术革新, 确保发射机水冷系统正常工作。

摘要：本文分析了DX-400水冷发射机冷却系统原理, 按照维护要点对冷却系统的维护检修进行了介绍, 通过在实际应用中对现有设备进行合理化改造, 确保安全播出。

关键词：DX-400,中波发射机,冷却系统

参考文献

小森商轮冷却水系统故障排除与维护 篇2

冷却水系统易出现的问题及解决方法

1.水泵扬程不够

我公司是国内首家引进该型号小森商轮的公司，由于对小森商轮的管道布局和用水单元结构布局不清楚，所以在泵房设计施工时，导致泵房水泵选型扬程不够。若大幅度增加管道管径来降低水阻，会造成管道投资以及管道安装难度显著增加，同时管道的重量也大幅增加，降低安全性。目前工艺水系统问题主要表现在冷却墨斗辊的系统二的流量偏低，印刷机高速印刷时，1、2、3号冷却滚筒回水温度偏高。

经过分析，我们总结出了解决方法，即在管道最远端串联一个20M扬程流量为25立方米的水泵，来调节工艺水进入墨辊系统的压力，保证0.3MPa水压和墨辊单元的水流量。由于串联泵是对管道进行分段加压，所以管道压力更均衡，系统运行更安全。

2.水温过高

若工艺水系统中为纸带降温、为水箱制冷的系统三水温高于15℃，表明冷冻水系统出现故障，可能是由螺杆机保护停机、停电后没及时启动螺杆机、冷冻水水泵停机或系统三水温控制系统故障引起的水温过高。

若系统三水温为12～15℃，工艺水系统中为纸带降温，防止滚筒结露，保证油墨、机油恒温的系统一的水温高于30℃，应检查系统一流量及温度控制系统是否出现问题。

若系统二水温偏高或偏低，应检查其流量和温度控制系统是否出现问题。

冷却水系统的维护

（1）每周进行一次详细检查，观察冷却水系统的流量和回水温度是否正常，必要时清洗冷却水系统的过滤器，保证冷却水系统的流量。

（2）每天开机时，观察冷却水系统的流量是否正常，观察水泵出口水压表是否正常，若压力表有波动，表明水泵中有空气，需要停泵排气，直到压力表示值正常。

发射机冷却系统的维护 篇3

1.1 冷却水泵排气不完全引起冷却水泵的磨损加快

发射机的冷却水泵一般装有逆止阀,影响空气的自然排出,在进行水路清洗的过程中水泵未灌满水,造成大量夹带空气并使出水量明显减少。这就需要进行反复的开关水泵进行排气,由于开关频繁导致水泵磨损加快,出现尖叫声和振动,轴承发热,严重影响了水泵的使用寿命。

1.2 备件购买不容易

原有水冷热交换器没有备份,一旦这种水冷热交换器发生漏水,只能将其临时隔离,不能更换。随着“有人留守、无人值班”新型运维模式的提出,冷却水路的自动化要求、智能化要求逐步提高,所以必须对冷却系统进行改造。首先,随着使用时间的增加,其他兄弟台站已经逐步淘汰这种冷凝器,使备件的购买变得不容易。冷凝器没有备份,一旦冷凝器中的热交换器发生漏水,只能将其临时隔离,而不能更换。其次,冷凝器的水温调节完全靠值班员手动调节排风阀、联络风阀、引风阀,不能使水温保持在一个恒定的数值,造成冷却水的温度忽高忽低,使发射机的功放单元冷却水路发生热胀冷缩,容易造成冷却水路与功放模块接触不良,造成功放模块不能很好地进行热交换。

1.3 整流柜水路容易堵塞

DX水冷发射机整流柜的水循环系统采用铜管和硅胶管连接后组成循环管路系统,铜管与硅胶管的连接处非常容易被点解和腐蚀,电解后的铜锈聚集在铜管和硅胶管的连接处,使铜管的口径变小,造成水温升高,发射机过温关机。

2 解决办法

2.1 增加有效的气体排放方式

在发射机冷却循环水路的顶端排气水箱中增加排气管路,利用空气在水中容易上升的原理将大部分的管路气体通过循环排出。在水路的顶端加入排气阀,排气阀既可以承受比较大的水压,也可以将到达排气阀的空气排出。在水泵的附近安装放水阀门,可以避免水泵在初始启动的时候叶轮中的空气无法排出,导致水泵空转,水泵空转容易引起过流故障,引起水泵发热。

2.2 增加自动控制系统,减少人员操作

针对原有的通风系统自动化程度低,新增加的通风冷却系统自动化系统MMI一共有5个界面,风别为“首页”“机组”“仪表”“报警”“设定”界面;其中,在设定界面下又分为送风系统、新风系统和后厅温度报警值设定三大部分。送风系统分为送风系统工艺参数设定、送风系统PID参数设定、送风系统回/排风阀开关温度条件设定、送风系统启停顺序设定4个设定子界面。新风系统分为新风系统工艺参数设定、新风系统PID参数设定、新风系统新风阀开关温度条件设定三个设定子界面,后厅温度报警值设定部分只有一个子界面。进入机组界面,可以查看通风冷却系统各风机运行状态、风阀位置、有无风机故障、各温度监测点温度、模拟量风阀开度、水温等。在手动模式下,可以点击送风系统启动按钮开启送风系统,点击送风系统停机关闭送风系统。风阀自动控制方式有两种:当水温度PT1大于42°(可设定)时,回风阀关闭,排风阀开启;当水温度PT1小于42°(可设定)时,回风阀开启,排风阀关闭。根据季节变换,如果是冬季,回风阀开启,排风阀关闭;其他季节:排风阀开启,回风阀关闭。风机都有跳过变频器的旁路连接,可人工切换。整个冷却控制系统如图1所示。

2.3 针对整流水路容易堵塞,采取以下措施

定期测试整流柜内水路系统的主要部件的温度情况,通过比较测试点的温度差,判断堵塞的部位和堵的程度;在整流柜水路的大电流端子、可控硅等容易出现堵塞的部位加装温度贴片,温度贴片具有阶段性监测温度的功能,对这些地方达到的最高温度进行记录;用点温测试器定期同事对各个机柜的温度进行测量,如果某个机柜的温度高,这个机柜的循环水路可能发生堵塞;在两个功放单元水路中和总水路中加装流量计,通过监测总水量和各个功放单元水流量的情况,判断水路整个系统是否有堵塞的情况。

用红外温度测试仪对整流柜各个弯头进行测试,如果水路畅通,每个弯头的温度应该是趋于一致,若果有些地方发生堵塞情况,改部位的冷却效果不好,测试的温度就可能偏高,因为冷却的水不能把这些元件的热量带走。通过对比各个支路上的温度值,可以判断堵塞的位置的程度,温度高则堵得厉害。测试方法:将发射机关闭,迅速用备用钥匙打开整流柜的柜门,用测温仪分别测量功放机柜内的冷却铜排、整流柜内的可控硅等主要部件的温度,共有16个测试点.这种情况下测试,发射机的整流柜可能带电,一定要注意测试安全,确保测试不能接触带电部分,详细记录每个测试部位的温度值,用来比较判断水路是否堵塞和堵塞的程度。通过观察和记录,发现每次测试中各个测试部位的温度差在4°内,如果出现温度差值较大的情况,就可以判断出堵塞的地方和程度。

3 总结

通过每年的发射机水路清洗和维护经验,摸索出水路维护方法,对发射机的稳定运行有非常大的帮助。国家新闻出版广电总局953台水冷DX中波发射机通过上述方法和经验,处理了几起水路的故障隐患,避免了因为水路堵塞而造成的长时间停播。

摘要：国家新闻出版广电总局953台是大功率DX型中波发射机,随着使用时间的增加,冷却系统出现了故障。本文将典型故障进行了归纳总结,以供参考。

关键词：大功率发射机,冷却系统,系统维护

参考文献

[1]天德.广播电视发送与传输维护手册.DX型大功率中波发射机第4分册.北京:国家广电总局无线电台管理局,2000.

发射机冷却系统的维护 篇4

关键词：DX-400,发射机

1概述

发射机冷却装置包括两个部分, 一部分是水冷却装置, 另一部分是风冷却装置。

1.1发射机内水冷却装置

发射机内水冷却装置按照所在方位的不同分为两部分, 一部分在功放单元, 一部分在整流柜。

在功放单元中, 水冷却装置主要设备有两个, 一个是水冷散热板, 一个是热交换器。发射机在开机状态下, 射频功率放大器MOS场效应管所产生的热量通过水冷散热板传递到冷却水中。热交换器将功放单元中变热的风的热量传递到冷却水中。

在整流柜中, 水冷却装置主要设备也有两个, 一个是硅整流管, 一个是厄流圈。发射机在开机状态下, 高压电源系统中大电流使各个铝头和厄流圈产生大量的热量, 冷却水经过硅整流管将铝头热量带走。厄流圈外壳是密封的, 只留了进水口和出水口各一个, 里面注满了冷却水, 这样冷却水就能跟厄流圈充分接触, 起到很好的冷却作用。

冷却水走线:如图1所示, 从水泵出来的冷却水分两路进入两台发射机的功放单元中。在每个功放单元中, 冷却水经热交换柜顶上的进水口进入, 先通过热交换器, 后分成两个并行的通路。一路在功放单元左柜中分三路从上至下流, 在底部汇合后通向扩展柜, 在扩展柜中再分三路从下至上流, 在扩展柜顶部汇合后流向热交换柜顶上的出水口;另一路在功放单元中柜中分三路从上至下流, 在底部汇合后通向右柜, 在右柜中再分三路从下至上流, 在右柜顶部汇合后再在热交换柜底部与扩展柜出来的冷却水合流后一起流出热交换柜顶上的出水口。热交换柜出水口的冷却水通过整流柜顶上的进水口进入整流柜, 分成五路从上至下流, 其中一路经过厄流圈。这5路在整流柜背部中下位置汇合后从下至上流出整流柜顶部出水口, 此时这冷却水成为热水。两台发射机出水口出来的热水在外部汇合后一起流向四个户外热交换器。经过四个大马力风机的工作, 热水大部分的热量被吹走, 又变成了冷水, 流入水泵。水泵将冷水重新打入两个功放单元的热交换柜进水口, 形成循环。如此周而复始, 发射机才能在合适的温度环境下正常播出。功放单元中各个机柜的三路水管都是紧挨着各个机柜内的功放模块MOS场效应管的散热片的。当功放模块工作时, 所产生的热量会通过散热片传导到铜管中冷却水里, 这样大量的热量就会随着冷却水的流走而被带走。整流柜中的五路水管其中四路是经过硅整流管的。发射机工作时, 高压电源硅整流组件经过大电流, 大电流会产生大量的热量, 所以需要冷却水给予冷却, 预防温度过高烧毁设备;另一路经过厄流圈, 将厄流圈工作时产生的热量带走。厄流圈内部有一个温度传感器, 当温度超过75℃时, 温度传感器工作, 形成厄流圈温度故障信号, 传输到控制板, 发射机关机。

1.2风冷却装置

风冷却装置包括两部分, 一部分是水泵房内风机冷却, 另一部分是功放单元内风机冷却。

水泵房内并排着四台大马力风机 (底下是户外热交换器) 。这是发射机给冷却水降温的唯一设备。通过大风机的吹风, 带走冷却水热量。在发射机工作时, 四台风机不是一定都要工作。在户外热交换器进口盘的下面有一个温度控制继电器。可以调节温度控制继电器指示器的温度指示, 设置风机工作时所需要的温度。依照我台所处的环境, 当冷却水温度在22℃时, 四台风机中只有首尾两台风机工作。当冷却水温度高于32℃时, 四台风机才同时工作。

功放单元内风机冷却:

功放单元内风机冷却是用来把功放单元机箱周围的热量带走, 以保持机箱和各元件的冷却。位于热交换器机柜内的风机工作使空气循环, 将功放单元的热量带走。

发射机热交换柜底部并排着三个气流风扇, 左侧壁上有一个网络柜风扇。风冷却系统的气流走向如图2所示。通过风扇的运作, 功放单元内的空气能充分的与热交换器接触, 热交换器也就能带走空气中的大部分中热量。风扇的运作, 也能将功放单元内的部分空气通过机柜门缝隙排出功放单元。

2技术改进

整流柜中有许多的高产热元器件, 水管不能够一一给予冷却, HARRIS也没有设计风扇来降温, 这就存在了高温隐患。所以, 我们在整流柜背门底部安装了4个风扇, 分上下两排, 每排各两个。上两个风扇工作时往整流柜里送冷风进去, 下两个风扇工作时从整流柜里抽热风出来。这样整流柜内空气也就跟外界空气迅速互换起来, 整流柜热量也就能更多的被带走, 降低了设备高温损坏隐患。

发射机曾经发生过热交换器内的管道破口漏水。冷却水从热交换器底座流出, 并通过热交换柜右底部小口顺流到下层的功放单元中, 当功放单元底部的水位达到一定高度后漏水检测器才工作, 发射机关机。这期间大量的冷却水从上往下无限制的随机流动, 已经平淌开流向设备其他部件, 还好那次冷却水没有流到功放模块、电路板等设备上, 没有造成巨大损失, 这是一个重大的隐患。考虑到设备安全防护, 我们在热交换柜底座加装一个没有顶部的长方体铝箱。它位于热交换器和其他水管道的下面。在其底边上开一个小口, 用一个软塑料管引至功放单元底部的漏水检测器边上。这样, 当热交换柜内出现漏水时, 冷却水只能留在长方体内或者顺着塑料管流到漏水检测器上, 这样漏水检测器就能第一时间预警, 发射机瞬间关机, 这较大程度上减少了因漏水而造成发射机设备的损失, 大大提高了设备的安全防护能力。

3维护

(1) 定期检查冷却水的PH值和电导率。冷却系统中最主要的还是冷却水, 应该保证冷却水水质优良, PH值应保持在7-9之间, 以保证它不会变成导体, 同时不应该显酸性, 预防腐蚀铜管。最好的冷却水用蒸馏水或者高质量的去离子水。水的电导率应该不低于10K/cm3。定期对冷却水的PH值和电导率进行测试, 需要时进行调整和更换。

(2) 定期检查水路压力值。正常情况下, 水路压力值应该在10-20psi之间。如果水压表读数低于10psi, 就要检查系统是否有漏水, 如果没有漏水, 通过加水泵给发射机注水, 提高压力至正常值。如果水压表读数高于20psi, 应打开放水阀给发射机放水以降低水压, 防止出现爆管现象。

(3) 定期检查户外热交换器底部。观察冷却底盘是否有碎屑, 是否有什么附着物堵塞底盘。如果有, 会阻碍风的流动, 降低热交换器的冷却效率。用水管冲走碎屑或者附着物。

参考文献

中波发射机通风冷却系统的改造 篇5

我台乙机房DX-400水冷式数字调幅中波发射机,自1999年9月15日播出至今已十年有余,设备老旧,设计不合理,发射机水路管道和冷热交换器管路由于水温浮动范围大,易出现漏水故障,给发射机安全播出造成隐患,必须对现有旧的通风冷却系统进行整体改造。

旧通风冷却系统在改造之前存在问题如下:

(1)旧通风冷却风机配置不合理、冷却效果差

发射机水路循环水泵功率为3k W,流量10m3/h,原通风冷却系统采用三台SR-60热交换器(1.5k W冷却风机,风流量8000m3/h,表冷器为4排管)对发射机冷却水进行降温。从以往使用情况看,冷却效果不好,夏季气温高时,机房环境温度最大在30℃以上,发射机冷却水温度最高达到45℃,冷却效果差。

(2)旧通风冷却系统所有风阀均采用手动调节

旧通风冷却系统送风机的排风阀、回风阀、新风引风阀均为手动调节,值班人员需要频繁调整风阀,发射机水温浮动范围大,不能实现水温的稳定控制,工作量大,易出现人为故障。

(3)旧通风冷却系统风阀的调节范围有限,易产生“负压”

三台热交换器向室外的排风口均为400×400mm,只有一个800×800mm引风口向室内进风,由于热交换器进/排风口风量不均衡,造成进风量小,机房环境容易产生较大负压,导致室外空气和灰尘进入机房,冬季取暖的热量和夏季制冷凉风也会很快被风机排出室外,使机房内夏热冬冷,工作环境和值班环境恶劣。

(4)旧通风冷却系统冷却效率低、能耗量大

旧通风冷却系统运行时,3台送风机一直处在工频运行,水温过高或过低时,只能通过调节送风机的排风阀和回风阀,进而调节出水温度,冷却效果较差,耗能大。

2新通风冷却系统的改造方案

由于我台发射机房地处东北地区,四季气候条件较好,鉴于上述存在的问题,经过技术人员论证分析和实践,找到了切实可行的改造方案。通过PLC集中控制,实现夏季全“新风”通风降温;冬季采用“混风”方式加入少量“新风”进行降温冷却,具体的改造方案如下。

2.1利用机房环境条件统筹规划设计通风冷却系统

在介绍新的通风冷却系统之前,先介绍一下送风机(送风机排风量为12500m3/h)和新风机(新风机送风量为15000m3/h)。送风机的主要功能是将机房后厅送来的冷风经热交换器后,通过排风口排出去,从而把水路的热量带走,实现降温;新风机的作用就是将室外的新风通过“新风”风筒送入发射机房。

鉴于机房内部环境条件,在实现发射机冷却水有效降温的同时,改善发射机房的设备运行环境和值班人员的工作环境,减小机房内部的“负压”,更加高效地利用冷却风进行设备降温,为此,我们进行了如下改造。

2.1.1改造“新风”流通方式

旧的通风冷却系统的“新风”入口采用在冷凝器室开一个新风入口的窗口,安装手动风阀,设有新风机和与新风机同步启动的电动执行风阀以及用于调节新风量的模拟量风阀,值班人员通常是根据发射机的水温,手动调整新风窗口风阀的开度,用以调节冷凝器室的新风量,进而调整水温由于人为调整的不及时,在冬季,如果出现突然降温天气,过大的风阀开度很容易造成冷凝器室环境温度过低冻坏设备,严重威胁安全播出;夏季设备运行时,由于风循环通路设计的不合理,造成机房后厅正在工作的3#4#变压器由于冷却不够,温度较高威胁安全播出。考虑到以上情况,我们决定改造通风冷却系统,兼顾考虑冬季和夏季两种外界环境条件下的“新风”送风系统,图1为新通风冷却系统风流通示意图。

我们采用在冷凝器室外安装新风机、冷凝器室与发射机房后厅之间架设风筒,通过“新风”风筒将“新风”首先送入发射机房后厅;冷凝器室与发射机房后厅之间隔墙上,增加通风口,安装5#风阀,实现冷凝器室与发射机房后厅之间的通风。送入发射机房后厅的“新风”对3#、4#变压器和环境降温后,通过5#风阀进入冷凝器室,经1#、2#、3#送风机冷热交换器对发射机冷却水再次降温,经排风口送出冷凝器室,此种方式完全可以满足冬季和夏季两种外界环境条件下发射机的冷却。但是,这样的设计却存在两个问题。

(1)在夏季,东北气温并不是很高,而且在山里,空气清新凉爽,外界的自然风完全可以满足发射机水温的冷却及机房后厅的降温,新风机的开启无疑是个浪费。

(2)在冬季,气温非常低,如果直接将室外零下几十度的新风送入机房后厅,可能会冻坏设备,引起停播事故的发生。

基于上述两个问题,在原有改造设计的基础上,我们从节能和智能混风两个方面进行了进一步的设计。

(1)将发射机房后厅3#、4#变压器附近的两个窗户改造成两个“新风”口(安装密闭式电动执行风阀,不安装风机),外设立体板式过滤器来净化新风。通过PLC控制,夏季时,开启3#、4#风阀,外界“新风”直接通过3#、4#风阀送入发射机房后厅,实现通风,新风机无需启动,有效实现节能。

(2)增加冷凝器热风与室外新风的混风设计,在1#、2#、3#送风机的排风通道中安装回风阀,通过回风阀可以将冷却后的“热风”通过回风筒送入“新风”风筒,同时在回风筒与新风风筒交界处安装模拟量风阀,排风阀、回风阀和模拟量风阀均由PLC控制,实现“混风”,有效调节“新风”温度,实现智能混风,满足冬季环境温度的要求。

2.1.2机房后厅顶部增加两台排风机

考虑到异常天气,外界气温过高时,如果现有的冷却设备无法实现发射机房设备的有效降温,我们在机房后厅顶部增加安装了1#、2#两部排风机及相应的排风阀,用于应对极端天气的发生。在紧急情况下,可以人工手动启动排风机向室外排热风;日常情况下,可以单开排风阀,不启动排风机,实现机房内部与外部空气的自然流通,自然调节机房内部存在的正压和负压问题。

2.1.3改造风筒结构,增加模拟量风阀控制

为了解决旧通风冷却系统运行时机房存在“负压”的问题,我们在新通风冷却系统增加两个大的3#、4#新风入口,解决了在夏季机房环境出现的“负压”问题;但是冬季时,如果3#、4#风阀开启,在冬季零下二三十度的条件下,即便有暖气,机房设备也会冻坏,严重威胁安全播出,所以在“冬季”时,3#、4#风阀必须关闭,只能采用内循环加少量新风的降温方式,基于以上问题,通过PLC控制,我们从以下几个方面解决了冬季内循环时存在“负压”问题。

(1)新风机风筒入口处风阀采用模拟量风阀,通过混风温度取样比较,由PLC自动调整模拟量风阀的大小,解决新风温度过低问题,同时使进风量和排风量达到平衡,减小室内“负压”。

(2)在新风风筒进风处,增加送风机回风(冷却后的热风)风筒,将“热风”送入“新风”风筒,实现“混风”,减小机房内部进/出风量差,从而减小负压,回风筒同样有风阀进行控制,风阀的开度决定了回风量的多少。

2.2通风冷却系统力争节能高效

2.2.1旧通风冷却系统控制方式

如图2所示,旧通风冷却系统的运行方式采用的是继电控制,只要继电器吸合,三台送风机全部工频(50Hz)运行,设备的磨损率非常高,经常需要检修设备;通风冷却系统运行的同时,机房内环境温度无法调节,经常出现负压,冬季取暖的热量和夏季制冷凉风很快被风机排出室外,造成机房值班人员夏季感觉热,冬季感觉冷。

2.2.2新通风冷却系统控制方式

如图3所示,为了实现通风冷却系统的节能高效,统一采用PLC控制,MMI显示;每台风机都有独立的电控箱,实现一对一变频控制。我们对三台送风机的控制方式进行以下改造。

(1)1#、2#、3#送风机和新风机全部采用变频风机,每台风机都有独立的电控箱,安装变频器,通过PLC控制变频器智能调整风机运行的频率,有效实现风机的变频控制,在节能的同时,还可以调整进/出风量,减小室内“负压”。

(2)1#、2#、3#送风机和新风机风阀全部采用密闭式电动执行风阀,风阀的启动和停止受电控箱控制,电控箱受PLC集控箱统一控制。

(3)系统根据水温、混风温度与PLC设定值进行比较,通过控制送风机数量和频率,调节排风量;通过控制新风机运行频率和新风机模拟量风阀的开度,调节室外“新风”进风量,动态调节发射机水温。

实践证明,冬季启动一台送风机和一台新风机,水温可维持在25℃左右;夏、秋季只启动两台送风机,水温可维持在30℃左右,发射机内部温度降低,稳定性提高,大大提高了冷却效率,节约了电能。

2.3由手动操作向智能控制方向发展

由图3可以看出,整个新通风冷却系统采用PLC集中控制,只需要通过在MMI上设定好比较参数,通过采集水温、室温、混风温度、新风温度排/回风阀的状态、送/排风机的状态和新风机的状态,就可实现对整个系统的智能控制,整个过程无需人为手动操作。

2.3.1送风机运行数量和运行方式的智能控制

在PLC集控箱MMI菜单中有一个送风系统工艺参数设定菜单(见图4),可以分别设定1#、2#、3#送风机的启动温度,当水温高于该风机的启动温度,且温差超出温度回差设定值时,该风机启动;可预先设定2#、3#送风机启动温度的回差大小(增大回差可以避免风机启动温度到达临界点时频繁启动);可设定水温达到风机启动温度后的延迟时间;手动设定风机的运行频率;“自动”、“手动”控制模式选择等。根据实时检测的水温值与风机设定的启动温度进行比较,可决定哪台风机启动,实现风机的智能步进启动。

为了避免出现单一送风机频繁启动而其他风机一直停用的情况发生,在PLC中增加了送风机启停顺序的选择菜单,值班员可以根据风机的检修周期,定时调整送风机的启动顺序确保每台风机的磨损程度相同,便于设备维护。

2.3.2新风机运行方式和模拟量风阀开度的智能控制

在PLC集控箱MMI菜单中,有一个新风阀开关温度条件设定菜单,可以设定新风机模拟量风阀在正常温度下的开度、设定低温和超温下新风机模拟量风阀的开度,通过设定的混风温度与实际检测混风温度的值进行比较,有效实现新风机运行频率和模拟量风阀开度的控制,从而调整混风温度,改善机房内部温度。为了防止新风机模拟量风阀的频繁动作,降低损耗,可以设定“温度差”阀值的大小。

3改造后通风冷却系统存在的问题和进一步升级改造的思路

从以上的介绍中可以看出,新的通风冷却系统在程序设计上,通过PLC智能控制,根据水温、环境温度高低自动调整新风机运行频率,改变送风机运行模式,排风阀、回风阀自动切换,大大降低了能耗,优化了控制系统,在硬件控制上,通过变频控制,使设备运行更加稳定可靠,但是,通过实践应用发现,还存在以下不足。

(1)送风机的排风阀和回风阀采用的是开关量风阀,限于此原因,室内“负压”的智能调节的范围偏差较大,不能实现细微的控制。

(2)冬季和夏季两种外界环境条件变化时的切换,没有实现智能化切换,如果升级的话,可以改进为根据室外检测温度自动调节新风机和新风阀,这个主要是软件需要升级,硬件条件已经满足。

(3)通风冷却系统的PLC控制没有与发射机自动化系统互联,值班员在控制桌不能实现发射机房设备整体有效监控。改进方法是,可以将通风冷却系统的PLC数据扩展到控制桌,作为自动化系统的一部分,统一实现控制。

4结束语

通过对我台新通风冷却系统改造经验的介绍,可以发现,对于设备的维护来说,不断的升级改造是保障安全播出的有效方式,而智能化、节能、高效的改造方式将成为老旧设备改造的方向。升级后的设备可以大大降低值班人员的维护量,保证了不间断、高质量播出,此次改造对有同类设备的台站具有一定的借鉴。

摘要：本文对中波发射机房通风冷系统存在的问题进行了分析,提出了通风冷却改造新的具体方案,对在通风改造过程中如何实现节能高效,如何实现智能控制进行了重点阐述。

关键词：中波发射机房,通风冷却系统,改造方案,节能,智能化控制

参考文献

[1]张立科.PLC单片机典型模块设计实现导航[M].人民邮电出版社,2005.

发射机冷却系统的维护 篇6

一、水冷DX-600发射机冷却系统简介

水冷DX-600发射机中包含功放冷却系统和并机网络冷却系统。功放冷却系统是水冷系统, 是将三个功放单元和整流器机柜的冷却水管汇总成一根总的水管后接至外部Liebert热交换器。热交换器是由四台冷却电机以及热交换器、水泵组件运行的控制系统组成, 其作用是将射频放大器和电源整流器的热量带走, 并通过热交换器将热量耗散到外面的空气去。经过热交换器冷却后的水, 通过水泵组件的加压后打出来, 重新分配到不同的功放单元和相应的整流器机柜去, 从而形成整机闭式水路的循环, 实现了发射机功放单元冷却作用。在并机网络中, 为使机箱散热和冷却, 108根阻隔负载使用了一个冷却系统。由一台变频器驱动三部冷却电机并联工作, 在发射机运行期间不停地直接对着那些阻隔负载吹风冷却。这些电机的速度都是由变频器进行控制。在发射机正常运行期间, 这些电机是以25 Hz的速度对机箱进行排热风。如果一个功放单元发生关断或阻隔负载上出现有电流时, 这些电机就将立即切换到高速运转 (54Hz) 状态, 以对阻隔负载进行强制冷却。一旦阻隔负载上的电流下降到正常值, 这些电机将又返回到正常低速运转状态。

二、DX-600发射机功放冷却系统的技术改造

(一) 功放冷却系统的技术改造的必要性

由于水冷DX-600发射机功放冷却系统的核心是水泵组件和户外热交换器, 主要经过水泵组件进行水的循环, 通过户外热交换器将机内热量交换至户外, 我们可以把水泵组件和户外热交换器称为水冷DX-600发射机的“心、肺”。在户外复杂恶劣环境下, 长期高负荷的运行是对水泵组件和户外热交换器电机的严峻考验, 容易造成电机轴承运转不良, 甚至卡死直至烧毁绕组。在2005年12月、2008年1月, 我台的A02机水泵电机相继出现轴承问题, 尤其是在2008年1月, 由于轴承问题造成水泵电机长期过载, 出现了烧毁电机绕组的事件。在Liebert热交换器中装有两个基本的控制系统, 即流量和温度监控电路。流量监控是对发射机功放冷却系统的水流量进行实时监测。如果流量减少, 并持续一定时间后, 监控电路就会判定为水泵运行失常, 自动将系统的水泵进行切换。但是这种延时的切换存在一个问题, 即造成发射机自动关闭, 需要人工及时开机, 才能重新恢复播出。温度监控是根据户外热交换器进水口的温度对热交换器的风机分组进行控制, 在22℃时, 两个风机工作, 温度升至32℃时, 四个风机全部工作。这种温度差别设置可以延长热交换器风机的运行寿命, 同时可以达到节能的效果。可是由于控制电路设计时采用两部电机共用一组保险, 当其中一部电机出现故障时, 必定烧断共用的保险, 造成两部电机同时停转, 值班人员极易认为是正常受控的结果, 而造成误判断。近年来的冬季, 南方多次出现大范围低温雨雪冰冻灾害, 而我台A01机、A02机由于下半夜没有播音任务, 热交换器处于停止状态。若这时温度骤降, 就会造成热交换器因管中水结冰而爆裂, 后果不堪设想。为防止户外热交换器结冰而爆裂, 我们要及时让水路循环工作, 将室内的温水不断带到热交换器。在传统“有人值班”运维情况下, 除了日常检查与维护保养好水冷DX-600发射机水泵组件和户外热交换器处, 值班人员还要加强责任心, 切实按要求进行定期巡查, 通过认真看、听、闻, 当发现电机的声音、温升等不正常时, 及时处理, 多数故障得以预防和避免, 一般就可以减少或避免水泵组件和户外热交换器电机损坏造成停播事故。但是随着形势发展, 中波发射台要逐渐推出现代化的科学管理模式, 发射机房要实行“有人留守, 无人值班”上班模式, 无法再通过传统的看、听、闻等方式来监测设备运行情况。这样, 通过技术改造, 实现水冷DX-600发射机功放冷却系统零停播切换;通过增设水冷DX-600发射机水泵组件和户外热交换器监测电路, 实现对各电机运行状态实时的监测, 就显得十分必要。

(二) 在“有人留守, 无人值班”情况下功放冷却系统存在的不足

根据上述分析, 参照原机的图纸 (见图1) , 结合多年来维护经验和教训, 我们发现水冷DX-600发射机的水泵组件、户外热交换器电路存在如下的问题:

1. 水泵组件的两个水泵会实现自动切换, 但是经过延时后的水泵切换, 会造成发射机自动关机。

2. 户外热交换器1#、4#风机, 2#、3#风机各共用一组保险, 当出现一部风机过荷时, 会同时造成两部风机不能工作。如果没有及时发现, 极大可能造成发射机因冷却故障而停播。

3. 两个水泵过荷继电器OL保护动作时无任何指示, 极易造成误判断。

4. 水冷DX-600发射机无两个水泵和四部户外热交换器风机运行指示, 只能现场观看, 极不方便。

5. 户外热交换器无预防霜冻的保护电路。

(三) 水冷DX-600发射机功放冷却系统的技术改造方案和实践

针对“有人留守, 无人值班”情况下DX-600发射机功放冷却系统所存在的问题, 我们逐项进行了如下的技术改造 (见图2) :

1. 水泵组件零停播切换:将延时继电器TD从TB端子的TB-74改接至TB-77, 流量开关S4常开改为常闭。这样, 开机时, 通过延时继电器TD延时作用, 可以让设定的主用水泵投入运行, 而防止开机就进行水泵误切换 (因为开机时, 要水泵运行后, 才能打开系统流量开关S4) 。在播音过程中, 当主用水泵出现故障, 水就停止循环, 水流量变小, 流量开关S4就闭合, 切换继电器R2得电, 主用水泵马上就切换至备用水泵。在这种切换过程中, 由于切换继电器机械动作还需要很短时间, 可能造成水冷DX-600发射机各PB单元水路检测器反应, 偶然会出现甩PB现象。为了克服这种现象, 我们将PB热交换机柜水流量开关S1和整流柜水流量开关S6信号经过一个延时继电器延时1秒后再送到相应的控制电路 (见图3) 。

2. 利用多功能保护器, 对单部户外热交换风机可能出现的短路、过载、堵转、阻塞、漏电、断相及三相不平衡等故障进行保护:户外热交换器1#、4#风机, 2#、3#风各共用一组15amp电机保险, 我台通过选用具有隔离、短路保护、过载保护、缺相保护和直接控制功能的电机保护器对各风机进行单独隔离保护。这种设计独特、工作可靠、安装方便的多功能保护器, 在故障出现时, 能及时切断电源, 实现单个电机的保护, 而不会烧断共用的15 amp电机保险。这样, 通过隔离, 减少电机相互之间的关联性, 便于故障处理和日常维护工作。

3. 通过增设电路, 客观、准确、迅速地反映水泵组件和热交换器电机的运行状态:通过增设水泵P1、P2运行监测继电器 (P1AUX、P2AUX) , 户外热交换器风机运行FA1、FA2运行监测继电器 (FAN1/4、FAN2/3) , 将信号送至工控机, 进行状态显示。通过扩展水泵电机热继电器辅助接点 (OL1、OL2) , 增加户外热交换器风机过载辅助接点 (OL3、OL4、OL5、OL6) , 可以对水泵、风机进行过载监测和报警指示, 预防或避免因水泵组件和户外热交换器电机损坏而造成停播的事故发生。同时为了便于现场直观观察, 进行故障处理, 在水泵过载热继电器两端加装LED指示 (LED1、LED2) (所有增设器件见图2、效果见图4) 。

4. 户外热交换器自动抗霜冻功能技术改造:在控制光耦继电器1、2输出端并联WK-150型温度控制器。在发射机停机过程中, 当户外热交换器温度低于设定值时, 温度控制器内部触点就会接通光耦继电器1、2输出端, 让水泵开始运转, 将户外热交换器内的水进行循环而避免结冻。当户外热交换器温度高于设定值时, 水泵就会自动停止运转。这种自动控制作用既能达到防霜冻又能起到节能的作用, 延长水泵电机使用寿命。

5. 在控制光耦继电器1、2输出端并联接钮豆开关K1, 在冷却控制线路出现故障情况下, 可以拔动钮豆开关, 强制冷却系统运行。

三、提高水冷DX-600发射机户外热交换器制冷能力的技术改造

(一) 提高户外热交换器制冷能力的必要性

户外热交换器的作用就是通过外界空气传导散热来降低发射机内部的温度。但是, 在炎热的夏季, 空气的高热会造成热交换器的工作效率低下, 无法有效地降低发射机内部的温度。2009年8月, 持续高热的天气造成我台A01机MMI出现水温过高告警, 冷却控制盘出现冷却故障告警, 直接影响了发射机的稳定运行, 严重威胁到安全播出工作。因此, 在“有人留守, 无人值班”运维模式情况下, 在发射机户外热交换器上设计并安装自动喷淋降温系统来提高交换器制冷能力, 有效降低发射机内部温度, 是安全播出的实际需要。

(二) 提高水冷户外热交换器制冷能力的技术方案和实践

提高水冷户外热交换器制冷能力的技术方案是:在不改变热交换器的散热面积及风量的前提下, 在热交换器底部增设自动喷淋降温装置, 让热交换器的散热量由冷却空气和雾化的水两部分来承担, 提高了热交换器冷却效果 (实际效果图如图5所示) 。自动喷淋降温系统包括可调雾化喷嘴、增压水泵、水位检测器、储水箱、电磁阀和PPR水管等装置。其控制电路是由水位检测电路、自动补水、自动喷淋降温控制电路组成 (如图6、图7、图8所示) 。

1. 水位检测器的设计主要是由三极管、二极管、电阻、微型继电器组成的水位检测电路 (如图7所示) 。+12VDC电极深插在水中, 当水位上升触到基极输入探头时, 一定电平的信号就促使三极管导通, 微型继电器的线包得电, 相应的触点就产生动作 (常闭的触点断开, 常开的触点闭合) 。当水位下降离开基极输入探头时, 三极管基极因收不到信号, 就处于截止状态, 微型继电器的线包失电, 相应的触点就恢复成释放状态。因此, 通过水位与基极输入探头接触与不接触, 继电器的触点吸合与不吸合, 就能正确测量出水位高低位置。我们将水位检测器继电器的触点与外部控制电路转换成一定逻辑关系, 可以实现水位的自动检测和控制功能。

2. 自动补水的设计 (见图6、图8) :外接纯净水由电磁阀控制补水, 当储水箱的水位低于“低水位”位置时, 水位检测器S2基极输入探头失去信号, S2继电器的常闭触点闭合, 经过S3高水位检测器的常闭触点后, 中间继电器K1线包得电, K1常开触点闭合, 从而K1就处于自锁状态, 继电器KA线包得电, 触点闭合, 电磁阀打开, 纯净水就往储水箱内补水。当水位达到“高水位”位置时, 高水位检测器S3基极输入探头检测到信号, S3的继电器线包得电, 常闭触点就打开, 解除了K1的自锁状态, KA线包失电, KA打开, 电磁阀就自动关闭, 完成补水工作。

3. 自动喷淋降温的设计 (见图6、图8) :在热交换器出水管处安装PT100温度传感器, 当温度达到设定温度值时, WK-150温度控制器内部触点就闭合, 在保证储水箱有水情况下, 泵保护S1闭合, 中间继电器K2闭合, 继电器PA线包得电, 加压水泵就开始工作, 可调喷嘴就向热交换器自动喷淋, 实现降温功能。

四、DX-600发射机主并机网络冷却系统的技术改造的方案和实践

(一) 主并机网络冷却系统的技术改造的方案

DX-600发射机主并机网络冷却系统的核心器件是变频器。变频器的科技含量高, 是强电和弱电相结合的设备, 发生故障或出现运行状况不佳都会导致发射机长时间的停播事故发生。在深入分析变频器和DX发射机主并机网络的工作原理基础上, 充分利用其技术特性, 成功设计出变频器自动切换电路, 实现变频器故障时主备自动切换功能, 确保了并机网络冷却系统在“有人留守, 无人值班”情况下可靠运行。变频器自动切换电路可以实现如下的功能:

1. 在故障情况实现了主、备变频器自动切换功能。

2. 在主、备变频器都发生故障情况下自动报警, 可以人工实现变频电机工频切换功能。

3. 可以互为设定主、备变频器, 延长变频器运行寿命。

(二) 变频器自动切换控制电路结构及运行说明 (具体电路详见图9、图10)

1. 控制电路结构

(1) KM1、KM2、KM3、KM4为变频器输入输出切换接触器, KM5为工频切换接触器。KM3、KM4保证变频器切出后与负载完全隔离。

(2) Y1、Y2为变频器故障控制继电器, 在变频器出现故障时, 控制继电器得电, 控制电路进行切换。

(3) K1、K2、K3、K4是切换继电器, 当主备变频器切换或工频切换时, 将变频器的控制信号进行切换或预置。

(4) X1、X2为中间继电器, KT1、KT2、KT3为延时继电器, S为多位选择开关。

(5) K5、K6、K7为中间继电器, 控制交流接触器线包, 同时起到直流低压控制信号与交流线包电压隔离作用。

2. 运行说明

(1) S选“1”时, 变频器UF1为主用, UF2为备用;S选“3”时, 变频器UF2为主用, UF1为备用;S选“5”时, 变频器UF1、UF2同时停用, 电动机切换至工频工作。

(2) S选“1”时, 当变频器UF1出现就绪或运行故障时, Y1得电, Y1的常闭接点断开, X1失电, KM1、KM3就断开;X2得电并闭锁, KM2、KM4合上, 实现了当UF1出现故障时自动切换至UF2工作。

(3) 自动切换后, 当UF2也出现故障时, Y2得电, KT1得电, 通过一定的延时, 高音报警器报警, 同时向CCU接口板J11-13输出一个低电平的变频电机故障信号。

(4) 当值班人员听到报警信号后, 就知道两部变频器同时出现了故障, 在确认电机正常情况下, 立即将S转至“5”位置, 三部电机就在工频情况下高速运转, 同时解除了报警, 发射机就可以重新恢复播出。

五.结语

近年来, 我们通过对水冷DX-600发射机冷却系统进行实用、有效地技术设计, 分别成功改造了我台A01、A02两部水冷DX-600发射机冷却系统。多年的运行表明, 在“有人留守, 无人值班”情况下, 技术改造后的冷却系统工作更加稳定可靠, 功能更加完整实用, 大大提高了设备安全运行效率。在技术改造设计中, 我们充分利用闲置的空间, 进行合理布局, 改造安装都很方便, 完全适用于哈里斯公司所有水冷DX系列发射机, 具有一定的通用性。

参考文献

[1].广播电视发送与传输维护手册第十分册.

发射机冷却系统的维护 篇7

TSW2500大型发射机工作时会产生很大的热量,需要冷却系统对其进行冷却。其冷却系统由风冷和水冷两种组成。 其中水冷方式是利用高压水泵将水箱内的水送到发射机需冷却的部分,如电子管、真空电容、电感等,最后又回流到水箱内,形成循环达到降温的目的。而发射机产生功耗最大的部分是末级电子管TH576的屏级,采用的是超蒸冷却方式, 冷却效率很高。但是屏级水路出水由于吸收了大量的热量,温度很高,让其直接流回水箱的话,会使冷却水水温变的很高, 影响冷却效果,因此末级电子管屏级冷却水从屏级出来后还要经过二次冷却系统即冷凝器内进行冷却后再流回水箱。原二次冷却系统由四台风机和散热器组成,冷却水流经散热器,风机对其吹风冷却,达到降温目的。

这种冷疑器存在一定的缺点:(1)四台风机产生的噪声很大;(2)由于风机的作用,环境中的灰尘大量聚集在冷凝器的散热片中,影响了散热效果;(3)风机长时间转动,风页和轴承疲劳,容易引发冷却系统原因的停播事故,也加大维护成本和工作人员的劳动强度;(4)冷凝器内散热片间的细小铜管也会由于热胀冷缩等原因破损,使得冷凝器无法正常工作。

因此加装备风冷凝器显得十分必要。 该备份冷凝器采用了板换技术,有以下优点:(1)噪音低,只需1台4KW的冷却水泵,免除了4台风机运行的噪音;(2) 冷却效果好,加高压、冲100% 音周,温度上升不高;(3)节能,原系统使用4台风机,共8KW负载,改造后的系统只需1台4KW的冷却水泵;(4)占用体积小,原系统面积为9平方,现系统只需占地1平方即可。

1工作原理

散热问题对现在的电子产品能否稳定运行都有着十分关键的影响, 对于大型发射机也是如此。介于水冷技术的优点, 有很多高档计算机等采用水冷技术。下面我们具体计算一下,水冷的优点。

假设功耗△ P=100KW,热、功耗换算1KW=860 Kcal/h

总热量Q=100KW*860Kcal/ h=86000Kcal/h

冷却水的比热为1Kcal/Kg*℃ 设温差△ T=10℃

水的质量

风的比热0.24 Kcal/Kg* ℃ 设温差 △ T=10℃

风的质量

显然发散掉相同的热量, 所需水的质量明显要小于风的质量, 因此所需耗费的能量更小。

为了实现水冷却的优点和备份的需要,我们选用了现有板式换热器。板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过半片进行热量交换。由于其有噪声低,占地面积小,所需消耗的能量小,冷却效果好等优点,正好能克服风冷冷凝器的缺点。而且加装一套冷却系统互为备份,对发射机正常稳定播出,减少因冷却系统造成的停裂播时间,是十分可行的。

新型的二次冷却系统由蓄水池、水泵、板式热交换器、水路等组成,蓄水池的水被水泵抽到板式热交换器内与从电子管屏极来的高温水进行热交换,之后又回到蓄水池,二次冷却水和电子管屏极所来的水是隔离的。

2控制部分

由于风冷式和水冷式两种冷凝器是互为备份的,因此它们的控制系统也是相互关联的,因此先介绍一下原风冷式冷凝器的控制部分。见图1原冷凝器控制图。

原有四个三相开关FS210、FS220、 FS230、F240是给风机供电的,继电器K211、K221、K231、K241是分别控制四台风机的, FR211、FR221、FR231、 FR241是热保护继电器。当发射机升满灯丝电压并准备加电工作时,电子管消耗的能量就变大,就需要冷凝器开始工作冷却电子管屏极所产生的热量。因此发射机送一个指令使得小继电器K15吸合,其上的接点1和3接通,1上的220V交流电经热跳保护继电器送至风机的控制继电器上,在热跳继电器没有动作的情况下,风机控制继电器线包得电吸合,380V三相电送至风机,风机便开始工作,对流进冷凝器的热水进行吹风散热。为了防止出现电子管开始工作而冷凝器却没有正常工作,发射机控制系统进行了一些监测,以防造成设备损坏。首先将FS210、FS220、 FS230、F240四个开关的常开副接点串联接入二次冷却系统故障告警控制,一旦某个开关没合上发射机便会产生二次冷却系统故障告警。热继电器FR211、FR221、 FR231、FR241的常开副接点串联进冷凝器故障告警,一旦某个热跳继电器动作, 发射机会产生冷凝器故障告警,这样既保护了发射机的安全,又便于检修人员及时处理故障。

加装的控制系统,由单相空气开关F1、三相空气开关F11、继电器KM1(带常闭接点)、FR1热保护继电器,三相选择开关S1 ,同时也加装了一个小继电器K15′。 当使用备份冷凝器时,合上F1和F11,升灯丝后K15吸合,K15的9脚和11脚接通,K15′吸合,K15′的12脚和8脚接通,KM1吸合(FR1没有产生保护),选择开关可以选主用水泵、备用水泵或空档。同时KM1的常闭接点脱开,继电器K211、K221、K231、K241的线包得不到电,不能吸合,这样原风冷冷凝器的风机就不会工作,避免了能量的浪费。 热继电器FR1的常开副接点与FR211、 FR221、FR231、FR241的常开副接点并联,进冷凝器故障告警,一旦热跳继电器动作,发射机会产生冷凝器故障告警,这样既保护了发射机的安全,又便于检修人员及时处理故障。

3安装

(1)检查热交换器所有部件在运输中有无损伤,有无松动。

(2) 设备安装时要小心,防止人身伤害或设备损坏。

(3)换热器应该安装在足够宽裕的空间,便于操做和维护。

(4) 热交换器的进出口管安装应按照说明书的要求。

(5)对整个系统的管道应进行清洗, 防止焊接时的残渣或其他杂物进入换热器,造成堵塞。

(6)水泵选用额定功率4KW,转速2900r/min, 扬程28米。选用的开关、继电器选型要根据这个标准选择。试运行水泵时,要防止无水空转,排空管道内气体。

4两套冷凝器间的倒换

将发射机风冷冷凝器倒至备份水冷冷凝器步骤:

(1) 发射机置于黑灯丝。

(2) 合上备份冷凝器电源F1和F11。

(3) 将风冷冷凝器进出水阀门关闭,将水冷冷凝器进出水阀门开启。

(4) 选择开关S1从空档倒至主用水泵或备用水泵,并开启选择的水泵进出阀门,关闭另一水泵的进出水阀门。

(5) 发射机升灯丝,观察水泵运行是否正常,有无漏水,水温是否正常。

如果将水冷冷凝器倒至风冷冷凝器, 则步骤与此相反。

5维护

板式冷却的以下几点容易产生的故障及处理方法:

(1) 液体外漏。外漏出现的主要部位为板片与板片之间的密封处、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片与压紧板内侧。

原因:1各个部分尺寸不到位、不均匀或夹紧螺栓松动。2部分密封垫脱离密封槽,密封垫主密封面有脏物,密封垫损坏或板式换热器密封垫片老化。3在板片密封槽部位或二道密封区域有裂纹。

处理方法:1检查各个部分尺寸是否符合厂家的要求,检查螺栓是否松动。 2在外漏部位上做好标记,拆开漏水的地方,检查密封垫是否装好,是否老化,如有不好的及时更换3检查漏水处是否有裂纹,更换损坏部分。

(2)两种液体相串。主要特征为压力较高一侧的介质串入压力较低一侧的介质中。如果介质具有腐蚀性,还可能导致板式换热器密封垫片的腐蚀。串液通常发生在导流区域或者二道密封区域处。

原因:1由于板材选择不当导致板片腐蚀产生裂纹或穿孔。2操作条件不符合设计要求。3板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。 4板片介质中有害物质腐蚀板片,形成串液。

处理方法:1更换有裂纹或穿孔板片,在现场用透光法查找板片裂纹。2调整运行参数,使其达到设计条件。3换热器维修组装时夹紧尺寸应符合要求,并不是越小越好。4板式换热器板片材料合理匹配。

(3)压力超过设计要求。冷却水的水压超过产品设计值,甚至高出设计值许多倍,严重影响系统对流量和温度的要求。

原因:1水冷却系统没有进行冲洗, 特别是新安装系统管路中许多脏物(如焊渣等)进入板式换热器的内部,由于板式换热器流道截面积较窄,换热器内的沉淀物和悬浮物聚集在角孔处和导流区内,导致该处的流道面积大为减小,造成压力主要损失在此部位。2板式换热器首次选型时面积偏小,造成板间流速过高而压降偏大。3板式换热器运行一段时间后,因板片表面结垢引起压降过大。

处理方法:1清除换热器管道中的脏物或板片结垢,对于新运行的系统,根据实际情况制定清洗周期。2二次循环水最好采用经过净化处理后的水,除污器和过滤器应当进行不定期的清理外, 还应当保持管网中的清洁, 以防止换热器堵塞。

发射机冷却系统的维护 篇8

冷却系统是发射机正常运行的重要保障, 也是DX系列中波发射机的重要组成部分。目前, “有人留守, 无人值班”的运维模式, 对发射机冷却系统的可靠性提出了更高的要求, 凡是影响其可靠性以及各种潜在的故障风险都必须给予消除。近年来, 通过深入分析水冷DX-600中波发射机冷却系统的工作原理, 结合历年的故障和兄弟台停播事故点评, 针对冷却系统存在的问题和潜在危害, 我们采用先进的技术手段和工艺技巧, 对设备进行了一系列的技术改造, 全面提升了发射机冷却系统的性能, 提高了发射机的可靠性, 为实现“有人留守, 无人值班”的运维模式奠定了基础。

2 水冷DX-600中波发射机的冷却系统的技术改造

水冷DX-600发射机中, 包含功放冷却系统和并机网络冷却系统。功放冷却系统是将三个功放单元和整流器机柜的冷却水管汇总成一根总的水管后接至外部Liebert热交换系统。热交换系统是由四台冷却电机、热交换器、水泵组件所组成的控制系统, 其作用是将射频放大器和电源整流器的热量带走, 并通过热交换器将热量耗散到室外。经过热交换器冷却后的水, 通过水泵组件的加压后打出来, 重新分配到不同的功放单元和相应的整流器机柜去, 从而形成整机闭式水路的循环, 实现了发射机功放单元冷却作用。并机网络中的冷却系统是由一台变频器驱动三部冷却电机并联工作, 其作用是冷却发射机中的108根阻隔负载和为机箱散热。这些冷却电机的速度都是由变频器进行控制, 在发射机正常运行期间, 三部电机是以25Hz的速度进行工作, 为阻隔电阻吹风散热;如果发生一个功放单元关断或阻隔负载上出现有电流时, 这些电机就将立即被切换到高速运转 (54Hz) 状态, 对阻隔负载进行强制冷却;一旦阻隔负载上的电流下降到正常值, 这些电机将又返回到正常低速运转状态。本文将重点介绍对功放冷却系统的技术改造。

2.1 功放冷却系统的技术改造的必要性

由于水冷DX-600中波发射机功放冷却系统的核心是水泵组件和户外热交换器。在户外复杂恶劣环境下, 长期高负荷的运行, 是对水泵组件和户外热交换器的严峻考验, 很容易造成水泵组件电机或户外热交换器电机轴承运转不良, 甚至出现卡死或烧毁绕组。我台于2005年12月份和2008年1月份, A01、A02机水泵组件电机相继出现轴承问题, 尤其是2008年1月份, 由于轴承问题造成水泵电机长期过载, 出现了烧毁电机绕组的事件。在Liebert热交换系统中, 装有两个基本的控制系统, 即流量和温度监控电路。流量监控是对发射机功放冷却系统的水流量进行实时监测, 如果流量减少, 并持续一定时间后, 监控电路就会判定为水泵运行失常, 自动将系统的水泵进行切换, 但是这种延时的切换存在一个问题, 即造成发射机自动关闭, 需要人工及时开机, 才能重新恢复播出;温度监控是根据户外热交换器进水口的温度对热交换器的风机分组进行控制, 在22℃时, 两个风机工作, 温度升至32℃时, 四个风机全部工作, 这种温度差别设置, 可以延长热交换器风机的运行寿命, 同时也可以达到节能的效果, 可是由于控制电路设计时, 采用四部电机共用一组保险, 当其中一部电机出现故障时, 必定烧断共用的保险, 造成四部电机同时停转, 极易使值班人员误认为是正常受控的结果, 而造成误判断。近年来, 南方的冬季多次出现大范围低温雨雪冰冻灾害, 而我台A01机、A02机由于下半夜没有播音任务, 热交换器处于停止状态, 若这时温度骤降, 就会造成热交换器中的水管, 因结冰膨胀而爆裂, 会出现漏水的现象, 其后果不堪设想。为防止户外热交换器的水管因结冰而爆裂, 要求我们必须及时让水路中的水循环起来。在传统“有人值班”运维情况下, 除了日常检查与维护保养好水冷DX-600中波发射机水泵组件和户外热交换器外, 还要求值班人员加强责任心, 切实按要求进行定期巡查, 通过认真看、听、闻, 及时发现问题, 当发现电机的声音、温升等出现不正常时, 只要能及时处理, 绝大多数故障都可以预防和避免, 尽可能地减少或避免水泵组件和户外热交换器电机损坏造成的停播事故。但是, 随着形势发展, 上述管理模式已不适应“有人留守, 无人值班”的上班模式, 通过技术改造, 实现对水泵电机和热交换器电机运行状态的实时监测, 达到对水冷DX-600中波发射机功放冷却系统的零停播切换, 就显得十分必要。

2.2 功放冷却系统存在的不足

根据上述分析, 参照原机的图纸 (见图1) , 结合多年来维护经验和教训, 我们发现水冷DX-600中波发射机功放冷却系统中的水泵组件和户外热交换器控制电路存在如下问题:

(1) 水泵组件中的两个水泵 (PM1、PM2) 虽然能够实现自动切换, 但是经过延时后的水泵切换, 会造成发射机自动关机。

(2) 户外热交换器FAN1、FAN4和FAN2、FAN3四部风机共用一组保险FB3, 当出现一部风机过荷, 而使共用保险熔断时, 会造成四部风机同时不能工作, 如果没有及时发现, 就会造成发射机因冷却故障而停播。

(3) 两个水泵的过热继电器OL保护动作时, 没有任何指示, 极易造成误判断。

(4) 水冷DX-600中波发射机的功放冷却系统中的两个水泵和四部户外热交换器风机, 在运行时没有任何指示, 只能靠现场巡视, 极不方便。

(5) 户外热交换器无预防霜冻的保护电路。

2.3 功放冷却系统的技术改造方案和实施

针对功放冷却系统所存在的问题, 我们逐项进行了如下的技术改造 (见图2) 。

(1) 水泵组件零停播切换

将延时继电器TD的控制端从TB端子的TB-74改接至TB-77, 流量开关S4常开接点改为常闭。这样, 开机时, 通过延时继电器TD延时作用, 可以让设定的主用水泵先投入运行, 只有当TD延时后, 才允许切换继电器线包R2得电, 对水泵进行切换, 从而防止了开机就对水泵进行误切换的弊端 (因为开机时, 要水泵运行后, 才能打开系统流量开关S4) 。在播音过程中, 当主用水泵出现故障, 水就停止循环, 水流量变小, 流量开关S4常闭接点闭合, 切换继电器R2得电, 主用水泵马上就可被切换至备用水泵。在这种切换过程中, 由于切换继电器机械动作时, 还需要一定的时间, 流量会瞬间中断, 可能要造成水冷DX-600中波发射机各PB单元水路检测器出现误判断, 偶然会出现甩PB现象。为了克服这种现象, 我们将各PB热交换机柜水流量开关4S1的接点和整流柜水流量开关S6的接点 (均为常闭接点, 正常时断开, 故障时接通) 均与延时继电器KT的线包相串联, 经过1s延时后, 再将延时继电器的两个接点送到相应的控制保护电路, PB水路检测电路如图3所示。其控制原理是:一但发生切换水泵, 出现瞬间流量中断的现象, 4S1、S6接点闭合, 使KT线包得电, 开始延时, 经过1s后, 如果水流量仍中断, 将通过KT的两个接点对PB进行保护;如果瞬间流量中断消失, 则4S1、S6接点又断开, 对PB没有影响。

(2) 利用多功能保护器, 对单部户外热交换风机可能出现的短路、过载、堵转、阻塞、漏电、断相及三相不平衡等故障进行保护。

户外热交换器FAN1、FAN4风机和FAN2、FAN3风机共用一组15A保险 (FB3) , 为防止因一部风机出现问题, 而出现断保险的事故, 我台将具有隔离、短路保护、过载保护、缺相保护和直接控制功能的多功能保护器串接在每部风机的供电前端 (图2中风机前端虚线框起部分) , 对每部风机进行单独隔离保护。多功能保护器设计独特、工作可靠、安装方便, 当线路出现短路、过载和缺相故障时, 能及时切断电源, 实现对单部电机的保护, 不会烧断共用的15A (FB3) 保险。这样, 通过隔离, 减少了电机之间的相互关联性, 使故障处理和日常维护工作更加方便。

(3) 通过增设检测电路, 客观、准确、迅速地反映水泵组件和热交换器电机的运行状态。

在水泵PM1、PM2的控制交流接触器P1、P2的控制接点 (选其中一组) 上, 对地各串接一个运行监测继电器线包 (P1AUX、P2AUX) 作为监测取样信号;在户外热交换器风机FAN1、FAN4和FAN2、FAN3的控制交流接触器FA1、FA2的控制接点 (选其中一组) 上, 对地各串接一个运行监测继电器线包 (FA1AUX、FA2AUX) 作为监测取样信号 (见图2) , 将4个运行监测继电器P1AUX、P2AUX和FA1AUX、FA2AUX的控制接点送至工控机, 用于各风机的状态显示信号。另外, 通过在水泵电机PM1、PM2过热继电器三个串接的辅助接点OL两端, 各并接一个监测继电器线包OL1和OL2;在户外热交换器风机FAN1、FAN4、FAN2、FAN3供电前端所串接的多功能保护器中, 各增加一个过载辅助接点 (KOL3、KOL4、KOL5、KOL6) , 利用OL1、OL2的两个控制接点KOL1、KOL2和4个过载辅助接点KOL3、KOL4、KOL5、KOL6, 可以对水泵和热交换器风机进行过载监测和报警指示, 预防或避免因水泵组件和户外热交换器电机损坏而造成停播的事故发生。同时, 为了便于现场直接观察, 及时进行故障处理, 在水泵电机PM1、PM2过热继电器三个串接的辅助接点OL两端, 各并接一个LED指示灯 (LED1、LED2) , 用于故障指示。

(4) 户外热交换器自动抗霜冻功能技术改造

将WK-150型温度控制器的控制接点5、6并接到光耦继电器的控制输出端1、2的两端。在发射机停机过程中, 当户外热交换器温度低于设定的值时, 温度控制器内部触点5、6接通, 就会将光耦继电器输出端1、2短路, 让水泵开始运转, 将户外热交换器内的水进行循环, 而避免结冻;当户外热交换器温度高于设定值时, 温度控制器内部触点5、6就会断开, 水泵将自动停止运转。这种自动控制, 既能达到防霜冻, 又能达到节能的目的, 延长了水泵电机的使用寿命。

(5) 在光耦继电器1、2输出端并接一个钮豆开关K1, 在冷却控制线路出现故障情况下, 可以人工拔动钮豆开关K1, 强制冷却系统运行。

2.4 提高户外热交换器制冷能力的技术改造

户外热交换器的作用就是通过外界空气传导散热来降低发射机内部的温度。但是, 在炎热的夏季, 空气的高热会造成热交换器的工作效率低下, 无法有效地降低发射机内部的温度。2009年8月份, 由于持续高热的天气, 造成我台A01机MMI出现水温过高告警, 冷却控制盘出现冷却故障告警, 直接影响了发射机的稳定运行, 严重威胁到安全播出工作。

为此, 我们提出了提高水冷户外热交换器制冷能力的技术改造方案, 即:在不改变热交换器的散热面积及风量的前提下, 在热交换器底部增设自动喷淋降温装置, 让热交换器的散热量由冷却空气和雾化的水两部分媒介来承担, 提高了热交换器的冷却效果 (实际效果图如图4所示) 。自动喷淋降温系统包括:可调雾化喷嘴、增压水泵、水位检测器、储水箱、电磁阀和PPR水管等装置。其控制电路是由水位检测电路、自动喷淋降温系统自动补水控制电路两部分组成, 控制原理如图5、图6所示。

2.4.1 水位检测电路

水位检测电路主要由三极管T、二极管D1、D1、电阻R2和微型继电器S1 (S2、S3) 组成, 如图5所示。+24VDC通过分压, 得到+12VDC, 并将该电极深插在水中, 当水位上升触到基极输入的探头时, 探头被施加电压, 将使三极管T导通, 微型继电器的线包得电, 相应的触点动作 (常闭触点断开, 常开触点闭合) ;当水位下降离开基极输入的探头时, 三极管基极因得不到电压, 将处于截止状态, 微型继电器的线包失电, 相应的触点恢复原状态。因此, 通过水位与基极输入的探头接触与不接触, 将控制继电器触点的吸合与不吸合, 由此可正确测量出水位高低位置。

2.4.2 自动补水控制电路

由电磁阀控制外接纯净水进行补水, 当储水箱的水位低于“低水位”位置时, 水位检测器S2基极输入的探头离开水面, 失去电压信号, S2继电器的常闭触点闭合, 经过S3高水位检测器的常闭触点后, 中间继电器K1线包得电, K1常开触点闭合, 一个触点使中间继电器K1处于自锁状态, 另一个触点使继电器KA线包得电, 触点闭合, 电磁阀打开, 外接纯净水向储水箱内补水, 当水位达到“高水位”位置时, 高水位检测器S3基极输入的探头检测到电压信号, S3的继电器线包得电, 常闭触点断开, 使K1的自锁状态解除, 同时KA线包失电, KA打开, 电磁阀就自动关闭, 完成补水工作。

自动喷淋降温系统在热交换器出水管处安装了一个PT100温度传感器, 用于温度取样, 当温度达到设定温度值时, WK-150温度控制器内部触点S4闭合, 在保证储水箱有水情况下, 泵保护S1是闭合的, 中间继电器K2闭合, 使继电器PA线包得电, 此时加压水泵就开始工作, 可调喷嘴就自下而上地向热交换器自动喷淋, 实现降温功能 (见图4) 。

3 结束语