中壓機變頻器間風道和變頻器排風風道改造

吳智紅

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業公司 天津300451)

中壓機變頻器間風道和變頻器排風風道改造

吳智紅

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業公司 天津300451)

海洋石油開采平臺位于茫茫大海之上，部分電氣設備需要存放在固定的房間內使用，而海洋環境具有潮濕、高鹽分的特點，同時，環境溫度、濕度、鹽分對干式變壓器、變頻器的安全穩定運行具有重要的影響作用。為保證這些電氣設備有一個安全舒適的工作環境，需對其房間風道和設備自身風道進行有效改造。介紹了變頻器間風道、變頻器排風風道的改造原理、改造方法和改造效益。

捕霧器 三位兩通 重力作用 溫濕度 變頻器

0 引 言

圖1 中壓壓縮機變頻器間內部設備平面布局圖Fig.1 Plane layout of internal equipment in the room of frequency converter of medium pressure compressor

某油氣田CEP平臺設有多個電氣房間，其中，中壓壓縮機變頻器間(以下簡稱新增變頻器間)位于平臺中層甲板東側。房間內設有2臺中壓壓縮機變頻器(變頻器使用時還需要附帶干式變壓器)，單個變頻器(變頻器附帶變壓器)自身有5臺離心風機，將其內部熱量通過風機，經由排風風道排至房間外，6臺分體空調(其中2臺分體空調進風口可以手動調節為由外界或房間內進氣)和2臺離心風機可將外界空氣送入房間內，4個敞開進風口。房間具體平面布局如圖1所示。

1 改造背景

冬季新增變頻間內空調處于通風運行狀態，變頻器間4個進風口處于打開狀態，且變頻器自身排風機的運行可直接將內部熱氣通過風道排至房間外，進而方便外界空氣通過進風口進入新變頻機器間，房間內溫度和室外溫度基本相同。冬季海上最冷溫度能達到-15,℃左右，而一般電子元器件工作環境的溫度范圍為-10～65,℃，該低溫環境會影響變頻器內部元器件的使用。

同時，房間內2臺變頻器共有10臺冷卻風機，位于變頻器頂部，變頻器運行時，房間內相當于有10臺排風機同時工作，導致新增變頻器間內存在輕微負壓。遭遇雨霧等潮濕天氣時，外界潮氣極易進入房間內部，房間內緊挨進風風道附近地面和墻壁存在明顯的水珠情況。

新增變頻器間內的2臺變頻器投運至今，頻繁出現故障停機情況，總結歷次停機原因，基本都是變頻器功率單元內的單元控制板故障導致。經過廠家對單元控制板的檢測發現，單元控制板的故障點主要為電壓檢測元器件的引腳出現輕微腐蝕。

結合歷次變頻器的故障原因和變頻器所處的運行環境，初步分析變頻器所處環境對變頻器的故障存在一定影響。為了改善變頻器間的環境，提高變頻器運行的穩定性，對變頻器間風道和變頻器排風風道進行改造。

2 改造目的

2.1 變頻器間風道改造目的

通過對變頻器間進風口風帶的改造，使環境中的空氣進入房間時，能除去其中部分或全部水分，進而降低房間內的濕度。

2.2 變頻器排風風道改造目的

通過改造變頻器排風風道，使變頻器排風可以通過手動切換，達到向房間外或房間內排風，使夏季運行時，變頻器自身的熱量可以排向房內以提高房間內的溫度。同時，通過改變排風口，可以有效調節房間內負壓情況，減少房間外潮濕空氣的進入，也降低人員進出房間因負壓造成人員身體傷害或房門損壞的風險。

3 改造基理和方法

3.1 變頻器間風道改造基理

在風道的進風口增加風道彎頭，使空氣進入房間時經過風道彎頭做短暫停留，此時空氣中的水蒸汽會在重力作用下沉降，進而濾除空氣中的部分水滴。

因變頻器間有兩臺變頻器共10臺排風機，可將房間內空氣排至房間外，房間外空氣則通過4個進風口進入房間內部，空氣進入房間時存在一定的流速，依據捕霧器原理，在變頻器間風道出口處增加過濾網，進而構成一個簡單的捕霧器，從而過濾空氣中的部分水蒸汽。原理圖如圖2所示。

圖2 變頻器間風道改造原理圖Fig.2Transformation principle of frequency converter exhaust duct

3.2 變頻器間風道改造方法

制作彎頭風道，安裝在房間進風風道上。在房間內對風道進行延長，并在延長風道底部緊挨墻面處安裝1個積水槽。在室內延長風道內安裝補霧器。積水槽通過管線引至空調室內機排水管線處排出。風道改造前后效果如圖3所示。

3.3 變頻器排風風道改造基理

利用三位兩通閥的原理，在變頻器排風風道上開孔，孔的大小與排風口大小類似，并制作一個與尺寸大小相差不大的擋板，在開孔至房間墻壁間增加一道可關閉風道的擋板，通過調整兩個擋板，使排風機將風排入房間內或房間外。

前期拆卸變頻器排風風道后從變頻器本身的溫升影響情況來看，排風風道的開孔位置應開在風道正中間，以降低變頻器排出熱風對變頻器本身的影響，也可有效對熱空氣進行擴散以改善房間溫度。改造原理如圖4所示。

圖3 風道改造前后效果圖Fig.3 Wind tunnel effect before and after the transformation

圖4 變頻器排風風道改造原理圖Fig.4 Transformation principle of frequency converter exhaust duct

3.4 變頻器排風風道改造

變頻器排風風道底部進行開孔，開孔尺寸為：長×寬＝40,cm×70,cm。利用2個合頁和2個插銷制作1塊可開關的活動擋板。在風道開孔至出風口側利用薄鋼板制作1塊可插拔的插板插在出風口側。改造前后效果如圖5所示。

圖5 變頻器排風風道改造效果圖Fig.5 Transformation effect of frequency converter exhaust duct

4 改造效益

變頻器間進風風道和變頻器排風風道改造后已運行半年有余。前期在室外空氣濕度較大的情況下，室內濕度約90%,，風道經改造后，雨天、霧天房間內濕度基本保持在60%,左右，房間內濕度得到明顯改善(見圖6)。

圖6 風道改造前后溫濕度效果Fig.6Effect of temperature and humidity before and after transformation of air duct

通過對房間進風風道的改造，不僅有效改善了房間溫、濕度和負壓情況，理論上能夠延長變頻器內部各電氣元件的使用壽命，降低變頻器故障，進而有效節約備件材料費，同時也提高了天然氣外輸的穩定性。

總之，風道改造對變頻器功率單元故障率的影響還需要持續運行進行驗證。

5 結 語

完成房間進風風道和變頻器排風風道的改造，經過半年多時間的觀察和參數記錄，房間溫濕度控制效果得到了明顯改善，房間內分體空調出風效果良好，蒸發器表面無結霜、結冰情況出現，中壓機變頻器未出現過故障情況。■

［1］ 張燕賓. SPWM變頻調速應用技術[M]. 4版，北京：機械工業出版社，2012.

［2］ 邱高平. 氣液過濾網在捕霧器上的應用[M]. 1版，馬鞍山：冶金動力出版社，2007.

［3］ 北京土木建筑學會. 通風與空調工程施工技術交底記錄詳解[M]. 1版，北京：華中科技大學出版社，2009.

［4］ 吳耀偉. 暖通施工技術[M]. 1版，北京：中國建筑工業出版社，2005.

Transformation of Air Ducts for Inverter and Inverter Room

WU Zhihong
(CNOOC China Ltd.Tianjin Branch Liaodong Operating Co.，Tianjin 300451，China)

As an offshore oil production platform is located in the vast sea, some electrical equipment need to be stored in a fixed room. However, it is inevitable that the marine environment, which features high moisture and high salinity, as well as the environment temperature, humidity and salinity will have an impact on the safe and stable operation of dry transformer and inverter. In order to ensure the electrical equipments have a safe and comfortable working room, it is necessary to carry out the effective reform of air ducts for inverter and inverter room. This paper describes the transformation principle of inverter room and inverter air duct, transformation method and economic benefit.

mist catcher；two position three links；gravity action；temperature and humidity；transducer

TQ574＋.6

：A

：1006-8945(2016)10-0130-03

2016-09-02