中压机变频器间风道和变频器排风风道改造

吴智红

(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司 天津300451)

中压机变频器间风道和变频器排风风道改造

吴智红

(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司 天津300451)

海洋石油开采平台位于茫茫大海之上，部分电气设备需要存放在固定的房间内使用，而海洋环境具有潮湿、高盐分的特点，同时，环境温度、湿度、盐分对干式变压器、变频器的安全稳定运行具有重要的影响作用。为保证这些电气设备有一个安全舒适的工作环境，需对其房间风道和设备自身风道进行有效改造。介绍了变频器间风道、变频器排风风道的改造原理、改造方法和改造效益。

捕雾器 三位两通 重力作用 温湿度 变频器

0 引 言

图1 中压压缩机变频器间内部设备平面布局图Fig.1 Plane layout of internal equipment in the room of frequency converter of medium pressure compressor

某油气田CEP平台设有多个电气房间，其中，中压压缩机变频器间(以下简称新增变频器间)位于平台中层甲板东侧。房间内设有2台中压压缩机变频器(变频器使用时还需要附带干式变压器)，单个变频器(变频器附带变压器)自身有5台离心风机，将其内部热量通过风机，经由排风风道排至房间外，6台分体空调(其中2台分体空调进风口可以手动调节为由外界或房间内进气)和2台离心风机可将外界空气送入房间内，4个敞开进风口。房间具体平面布局如图1所示。

1 改造背景

冬季新增变频间内空调处于通风运行状态，变频器间4个进风口处于打开状态，且变频器自身排风机的运行可直接将内部热气通过风道排至房间外，进而方便外界空气通过进风口进入新变频机器间，房间内温度和室外温度基本相同。冬季海上最冷温度能达到-15,℃左右，而一般电子元器件工作环境的温度范围为-10～65,℃，该低温环境会影响变频器内部元器件的使用。

同时，房间内2台变频器共有10台冷却风机，位于变频器顶部，变频器运行时，房间内相当于有10台排风机同时工作，导致新增变频器间内存在轻微负压。遭遇雨雾等潮湿天气时，外界潮气极易进入房间内部，房间内紧挨进风风道附近地面和墙壁存在明显的水珠情况。

新增变频器间内的2台变频器投运至今，频繁出现故障停机情况，总结历次停机原因，基本都是变频器功率单元内的单元控制板故障导致。经过厂家对单元控制板的检测发现，单元控制板的故障点主要为电压检测元器件的引脚出现轻微腐蚀。

结合历次变频器的故障原因和变频器所处的运行环境，初步分析变频器所处环境对变频器的故障存在一定影响。为了改善变频器间的环境，提高变频器运行的稳定性，对变频器间风道和变频器排风风道进行改造。

2 改造目的

2.1 变频器间风道改造目的

通过对变频器间进风口风带的改造，使环境中的空气进入房间时，能除去其中部分或全部水分，进而降低房间内的湿度。

2.2 变频器排风风道改造目的

通过改造变频器排风风道，使变频器排风可以通过手动切换，达到向房间外或房间内排风，使夏季运行时，变频器自身的热量可以排向房内以提高房间内的温度。同时，通过改变排风口，可以有效调节房间内负压情况，减少房间外潮湿空气的进入，也降低人员进出房间因负压造成人员身体伤害或房门损坏的风险。

3 改造基理和方法

3.1 变频器间风道改造基理

在风道的进风口增加风道弯头，使空气进入房间时经过风道弯头做短暂停留，此时空气中的水蒸汽会在重力作用下沉降，进而滤除空气中的部分水滴。

因变频器间有两台变频器共10台排风机，可将房间内空气排至房间外，房间外空气则通过4个进风口进入房间内部，空气进入房间时存在一定的流速，依据捕雾器原理，在变频器间风道出口处增加过滤网，进而构成一个简单的捕雾器，从而过滤空气中的部分水蒸汽。原理图如图2所示。

图2 变频器间风道改造原理图Fig.2Transformation principle of frequency converter exhaust duct

3.2 变频器间风道改造方法

制作弯头风道，安装在房间进风风道上。在房间内对风道进行延长，并在延长风道底部紧挨墙面处安装1个积水槽。在室内延长风道内安装补雾器。积水槽通过管线引至空调室内机排水管线处排出。风道改造前后效果如图3所示。

3.3 变频器排风风道改造基理

利用三位两通阀的原理，在变频器排风风道上开孔，孔的大小与排风口大小类似，并制作一个与尺寸大小相差不大的挡板，在开孔至房间墙壁间增加一道可关闭风道的挡板，通过调整两个挡板，使排风机将风排入房间内或房间外。

前期拆卸变频器排风风道后从变频器本身的温升影响情况来看，排风风道的开孔位置应开在风道正中间，以降低变频器排出热风对变频器本身的影响，也可有效对热空气进行扩散以改善房间温度。改造原理如图4所示。

图3 风道改造前后效果图Fig.3 Wind tunnel effect before and after the transformation

图4 变频器排风风道改造原理图Fig.4 Transformation principle of frequency converter exhaust duct

3.4 变频器排风风道改造

变频器排风风道底部进行开孔，开孔尺寸为：长×宽＝40,cm×70,cm。利用2个合页和2个插销制作1块可开关的活动挡板。在风道开孔至出风口侧利用薄钢板制作1块可插拔的插板插在出风口侧。改造前后效果如图5所示。

图5 变频器排风风道改造效果图Fig.5 Transformation effect of frequency converter exhaust duct

4 改造效益

变频器间进风风道和变频器排风风道改造后已运行半年有余。前期在室外空气湿度较大的情况下，室内湿度约90%,，风道经改造后，雨天、雾天房间内湿度基本保持在60%,左右，房间内湿度得到明显改善(见图6)。

图6 风道改造前后温湿度效果Fig.6Effect of temperature and humidity before and after transformation of air duct

通过对房间进风风道的改造，不仅有效改善了房间温、湿度和负压情况，理论上能够延长变频器内部各电气元件的使用寿命，降低变频器故障，进而有效节约备件材料费，同时也提高了天然气外输的稳定性。

总之，风道改造对变频器功率单元故障率的影响还需要持续运行进行验证。

5 结 语

完成房间进风风道和变频器排风风道的改造，经过半年多时间的观察和参数记录，房间温湿度控制效果得到了明显改善，房间内分体空调出风效果良好，蒸发器表面无结霜、结冰情况出现，中压机变频器未出现过故障情况。■

［1］ 张燕宾. SPWM变频调速应用技术[M]. 4版，北京：机械工业出版社，2012.

［2］ 邱高平. 气液过滤网在捕雾器上的应用[M]. 1版，马鞍山：冶金动力出版社，2007.

［3］ 北京土木建筑学会. 通风与空调工程施工技术交底记录详解[M]. 1版，北京：华中科技大学出版社，2009.

［4］ 吴耀伟. 暖通施工技术[M]. 1版，北京：中国建筑工业出版社，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