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摘要：該文簡單介紹目前大功率短波發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)原理，對美國大陸公司生產(chǎn)的420C型500KW大功率短波發(fā)射機(jī)原冷卻系統(tǒng)水路原理和維護(hù)中存在的問題進(jìn)行剖析、總結(jié)，針對這些問題提出并設(shè)計(jì)了設(shè)備更新和技術(shù)改造的解決方案，并總結(jié)冷卻系統(tǒng)改造后取得的良好效果?？偨Y(jié)了在冷卻水路維護(hù)、改造中采用的方法、積累的經(jīng)驗(yàn)供大家參考。

關(guān)鍵詞：水路系統(tǒng)；原理；控制；改造；解決方案；效果

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）18-0212-02

隨著技術(shù)發(fā)展進(jìn)步大功率短波發(fā)射機(jī)發(fā)射功率增大，工作效率增高，技術(shù)參數(shù)性能的提高，放大線路卻越來越簡單，為了保障設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，對發(fā)射機(jī)的輔助設(shè)備的要求也在不斷提高，例如對發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、故障率、維護(hù)水平就提出了新的要求。新型大功率短波發(fā)射機(jī)都采用了大功率放大電子管和真空可調(diào)電容、線圈等，這些器件在工作過程中隨著功率的升高有著較高的耗散功率轉(zhuǎn)化為熱能，為了保證每個(gè)器件的工作性能和參數(shù)穩(wěn)定，就要有效的冷卻系統(tǒng)把這些熱量盡快散發(fā)出去，降低器件的溫度，而最有效方式就是水冷。所以一個(gè)設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便的水路冷卻系統(tǒng)對于一個(gè)大功率短波發(fā)射機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行也起著至關(guān)重要的作用。我臺(tái)就針對420C500KW發(fā)射機(jī)原冷卻系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了有效的改造和改進(jìn)，本文總結(jié)這些問題的解決方案和改進(jìn)方法。

1 420C500KW發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)原理

1.1冷卻系統(tǒng)原理

冷卻水泵對水箱內(nèi)冷卻水加壓送至發(fā)射機(jī)高末、高前電子管、真空電容、調(diào)諧線圈、燈絲整流器等發(fā)熱器件，把這些器件產(chǎn)生的熱量經(jīng)過水路循環(huán)送至冷凝器，冷凝器通過強(qiáng)制風(fēng)機(jī)對循環(huán)水降溫后再回流至水箱，然后由水泵加壓送至發(fā)射機(jī)，如此反復(fù)循環(huán)降低發(fā)射機(jī)各器件溫度，起到冷卻效果。

1.2冷卻系統(tǒng)主要控制原理

由上面冷卻系統(tǒng)的原理可以看出，冷卻系統(tǒng)作為發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，主要包含了水泵的控制和冷凝器的控制。無論手動(dòng)還是自動(dòng)控制都是要發(fā)射機(jī)控制部分來送出控制信號(hào)，控制水泵的啟動(dòng)和冷凝器的工作與否，同時(shí)冷卻系統(tǒng)把流量、水溫及水泵、冷凝風(fēng)機(jī)工作情況信號(hào)送回發(fā)射機(jī)控制單元，參與整部發(fā)射機(jī)的邏輯控制。

2原發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)存在的問題

2.1內(nèi)循環(huán)式水路

原冷卻系統(tǒng)的管道是內(nèi)循環(huán)式水路，在機(jī)器上方安裝有注水箱。這種水箱設(shè)計(jì)沒有專門的排氣管道，冷卻水路進(jìn)水和排氣共用一個(gè)管道，在每次維修清理水路或更換水泵后，需要補(bǔ)充水量大，增加了工作量并且造成一定的浪費(fèi)，而且水路中氣體排出緩慢，殘存氣體使水泵受力不均，容易造成循環(huán)水泵損壞和故障。另外水箱位置高對于日常維護(hù)和補(bǔ)水都帶來不便。

2.2水泵工藝

原水泵為5.5KW立式泵，由于使用的是細(xì)軸，部分水泵軸所受力矩較大、易產(chǎn)生震動(dòng)，從而造成軸承和密封墊等的磨損嚴(yán)重，在使用過程中常發(fā)生泵軸扭斷的事故。還有水泵使用時(shí)間過長，轉(zhuǎn)子軸承、密封圈由于長期運(yùn)轉(zhuǎn)磨損，會(huì)造成啟動(dòng)時(shí)不平衡；固定泵架的地腳螺栓松動(dòng)，水路系統(tǒng)各管道的固定螺栓松動(dòng)；水路系統(tǒng)內(nèi)的空氣沒排干凈，殘存有氣泡等都會(huì)在水路上產(chǎn)生震動(dòng)，這些震動(dòng)如果在水路某一點(diǎn)上形成諧振就很容易造成水路連接處的斷裂漏水，造成故障事故。

2.3水泵安裝

原采用的是立式泵，由于地面、水泵底座和連接銅管不能完全處于一個(gè)水平面上，而與循環(huán)水泵進(jìn)水口和出水口是用銅管直接連接的，由于銅管剛性的原因，導(dǎo)致水泵啟動(dòng)時(shí)沒有足夠的緩沖力，使管道焊接接頭處極易發(fā)生金屬疲勞，強(qiáng)度降低，容易出現(xiàn)故障。在發(fā)生水泵電機(jī)等故障后更換元件和處理故障都增加了很大的難度。

2.4管道設(shè)計(jì)

使用的管道是直徑63厘米的非標(biāo)管，由于受地形所限管道彎頭較多影響整個(gè)水路流量，另外以前所使用的焊接方式大多為錫焊，原來使用的熱交換器又為91年生產(chǎn)的1.5KW風(fēng)機(jī)，冷卻效果不好，水溫過高，隨著使用年限增加，氧化腐蝕嚴(yán)重經(jīng)常出現(xiàn)開裂漏水故障。

2.5水泵切換

冷卻系統(tǒng)主用水泵和備用水泵控制主要通過發(fā)射機(jī)控制單元送來控制信號(hào)直接控制接觸器動(dòng)作啟動(dòng)，主備用被的切換需要時(shí)間比較長，如果一個(gè)水泵出現(xiàn)故障的話，在倒換主備用泵的過程中，必須停機(jī)后才能切換到備用水泵，這樣水泵出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)較長時(shí)間的停播事故。冷凝器的啟動(dòng)也是通過簡單的接點(diǎn)控制，冷卻合上時(shí)不論水溫高低所有的冷凝器全部運(yùn)行，不能做到精確控制。

3發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)改造方案和達(dá)到的效果

針對以上原發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)存在的問題，我們采取了以下幾點(diǎn)重要設(shè)備跟新和技術(shù)改進(jìn)方法。

3.1開放式水路

把原來內(nèi)循環(huán)式水路改為開放式水路，就是把原來處于機(jī)器上方的高位小水箱改為地面上使用的開放式大水箱，水箱上加裝了檢測水位的玻璃管、高低水位探頭，并在水箱上安裝了用閥門管控的補(bǔ)水管。水路檢修和加水后，不用進(jìn)行排氣，氣體會(huì)沿著管道向水箱中排出，通過聽水泵運(yùn)轉(zhuǎn)聲音和觀察壓力表指示變化就可以判斷氣體排放情況，節(jié)省了循環(huán)排氣的時(shí)間，也減少了循環(huán)水泵空轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)，延長了水泵的使用壽命。

3.2水泵換型

用兩臺(tái)功率更大的9.2KW、流量為每小時(shí)25立方的臥式替換原有的立式水泵，并且在水泵底座下加裝一個(gè)鋼板水平底座，同時(shí)把水泵和冷卻水路連接的部分改為新式軟連接、接頭和密封墊。

3.3水泵安裝

水泵替換后可以方便的調(diào)整水泵的水平度，保證了水泵的水平度，克服了地面不平影響水泵轉(zhuǎn)子的平衡，增加了泵體與底座的牢固度，基本消除了水泵在運(yùn)行時(shí)由于離心力所引起的震動(dòng)，最大限度地保證了電機(jī)的轉(zhuǎn)子工作在平衡狀態(tài)，使得循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)降低振動(dòng)噪聲及軸承的磨損，增加電機(jī)運(yùn)行的壽命，并且減少了由于水泵的振動(dòng)而引起水泵基座的共振，從而也保護(hù)了冷卻水路的安全。endprint

3.4管道設(shè)計(jì)

使用管道為直徑67厘米的標(biāo)準(zhǔn)管替換原來的非標(biāo)管，并采用空中吊裝，把管道安放在橋架里，即提高了美觀度，又減少彎頭的使用量，增大了水路流量。所有焊接處改為銀釬焊，提高了管道的耐壓性、耐腐蝕性。同時(shí)在管道中加裝溫度表、新式數(shù)字流量計(jì)、提高了值班巡視過程中的直觀度，又增加了冷卻系統(tǒng)安全性。

新式軟連接采用的是金屬軟管主要由波紋管、網(wǎng)套和接頭組成。它內(nèi)管是具有螺旋形或環(huán)形波形的不銹鋼波紋管，波紋管外層的網(wǎng)套，是由不銹鋼絲或鋼帶按一定的參數(shù)編織而成，網(wǎng)套是軟管安裝在壓力管路中的主要承壓件，同時(shí)對波紋管起護(hù)套作用，使用的軟管按管道所通介質(zhì)的腐蝕性選擇適用的不銹鋼牌號(hào)，即可保證軟管的耐蝕性及水泵的平衡問題，也解決了水路隨著冷卻水泵一起振動(dòng)的問題。加裝這些新式軟管做到了冷卻水路和循環(huán)水泵匹配，使水泵的振動(dòng)在軟管處得以很好消化，而不帶動(dòng)冷卻水路的銅管一起振動(dòng)。軟管兩端的接頭或法蘭是用于水路管道的接頭或循環(huán)水泵相配套的，為了提高法蘭連接處的安全性，采用聚四氟乙烯墊替換原有的橡膠墊進(jìn)行密封，更加耐用、耐老化、耐腐蝕。

3.5更換冷凝器

用四臺(tái)無錫嘉龍機(jī)電換熱設(shè)備廠生產(chǎn)的KLQ-15型冷卻柜替換原來的冷凝器柜，控制上用XMTA-J400W型四通道智能溫控儀控制冷凝柜的啟動(dòng)與否。

更換后單個(gè)冷凝柜的換熱面積為230m²，使用的風(fēng)機(jī)為4.0KW，流量為15000m³/h的低噪音外轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)，這樣的改進(jìn)大大增加了冷凝柜的散熱面積、出風(fēng)流量，提高了冷卻系統(tǒng)的效率，增強(qiáng)了冷卻效果，大大降低了發(fā)射機(jī)各器件溫度、降低了設(shè)備噪音。四通道智能溫控儀四個(gè)通道的啟動(dòng)溫度可以從-50.0℃～150.0℃自由設(shè)置，通過連接在發(fā)射機(jī)出水管上的四個(gè)溫度探頭取樣溫度高低，控制輸出控制接點(diǎn)開合控制冷凝柜的啟動(dòng)與否，控制上完全獨(dú)立于發(fā)射機(jī)的控制，使得四部冷凝柜啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)了精確溫度控制，隨發(fā)射機(jī)水溫不同決定冷凝柜的啟動(dòng)數(shù)量，當(dāng)水溫低時(shí)降低冷凝風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行數(shù)量，簡化了發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)控制線路、節(jié)約了能源、延長設(shè)備的使用壽命、降低冷卻系統(tǒng)的故障率。

3.6控制升級(jí)

在水泵控制上加裝XLR1-3000型智能軟啟動(dòng)器，取代傳統(tǒng)接觸器直接起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了水路系統(tǒng)的軟啟動(dòng)、慢啟動(dòng)，降低了啟動(dòng)瞬間水路系統(tǒng)的沖擊，保護(hù)了發(fā)射機(jī)各軟管間的連接及水泵電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4改造后冷卻系統(tǒng)控制原理

冷卻系統(tǒng)邏輯控制圖見圖1，從原理圖中可以看到冷卻水泵的啟動(dòng)只受發(fā)射機(jī)控制單元送來的“冷卻合”控制信號(hào)控制，水泵的啟動(dòng)經(jīng)過了軟啟動(dòng)器控制，當(dāng)水泵啟動(dòng)正常后通過旁路接觸器旁路水泵電源，主備用泵切換通過一個(gè)刀閘控制。四臺(tái)冷凝器的制只受四通道智能溫控儀四個(gè)輸出接點(diǎn)控制。冷卻控制中水泵啟動(dòng)控制和冷凝器的控制完全獨(dú)立，簡化了控制線路，同時(shí)在系統(tǒng)中送出了風(fēng)證實(shí)、高低水位信號(hào)、水流檢測等控制信號(hào)去給發(fā)射機(jī)控制單元，參與發(fā)射機(jī)邏輯控制。簡單完善的控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支撐，同時(shí)完備的檢測信號(hào)使得維護(hù)人員能迅速判斷和處理系統(tǒng)故障。

5小結(jié)

冷卻系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)正常工作不可缺少的部分，冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)的故障需要較長的處理時(shí)間，往往能導(dǎo)致發(fā)射機(jī)大的停播事故，所以通過對冷卻系統(tǒng)的改造和維護(hù)，使它真正達(dá)到萬無一失，才能保證優(yōu)質(zhì)的完成播音任務(wù)。為適應(yīng)新的技術(shù)要求，冷卻系統(tǒng)也朝著少維護(hù)，甚至免維護(hù)的方向發(fā)展，我們對于冷卻系統(tǒng)的改造也是朝著便于維護(hù)或免維護(hù)、零故障、低耗能的方向努力。針對冷卻系統(tǒng)存在問題的改造，減少了故障隱患，降低了系統(tǒng)故障率，方便了日常的維護(hù)、檢修，降低了運(yùn)行成本。以上是我對于我臺(tái)420C型500KW短波發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)存在問題和改進(jìn)方案、效果的總結(jié)，供大家參考和提出寶貴建議。endprint