PSM100kw發(fā)射機(jī)水路系統(tǒng)改造

周愷祎

摘 要：PSM100kw發(fā)射機(jī)水路系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)安全播出有重要影響。文章針對(duì)水路改造前后在實(shí)際使用情況與數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)檢修維護(hù)人員有一定參考意義。

關(guān)鍵詞：PSM100kw發(fā)射機(jī);水路系統(tǒng);系統(tǒng)改造

中圖分類號(hào)：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0073-02

0 引言

冷卻系統(tǒng)是PSM100kw發(fā)射機(jī)的重要組成部分.它的目的是對(duì)射頻放大器中的功放電子管、調(diào)諧電容、電阻、短路棒、π網(wǎng)絡(luò)線圈以及隔直電容進(jìn)行冷卻。本發(fā)射機(jī)包括水冷蒸發(fā)冷卻兩種方法。整個(gè)水路系統(tǒng)是冷卻效率高低的關(guān)鍵，此次改造大大提高了冷卻效率及后續(xù)維護(hù)成本，在一定程度上保護(hù)了發(fā)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。

1 水路系統(tǒng)介紹及問(wèn)題

1.1 丁機(jī)房水路系統(tǒng)介紹

丁機(jī)房水路系統(tǒng)采用無(wú)線局全局發(fā)射機(jī)水路的主流模式，主要由儲(chǔ)水箱、離子瓶、主備兩臺(tái)水泵、冷凝器和連接這些設(shè)備的管材閥門(mén)等組成，主要作用是為發(fā)射機(jī)內(nèi)部水冷系統(tǒng)提供合適溫度與水質(zhì)的冷卻水，并提供水循環(huán)動(dòng)力。儲(chǔ)水箱位于發(fā)射機(jī)二機(jī)箱內(nèi)用來(lái)儲(chǔ)存水冷系統(tǒng)所需的蒸餾水，兩臺(tái)水泵一主一備提供水循環(huán)動(dòng)力，使得蒸餾水從水箱流出途經(jīng)冷凝器為循環(huán)水降溫達(dá)到水冷射頻元件適宜的溫度，再經(jīng)過(guò)離子瓶中和水離子減少水中雜質(zhì)、并提高水阻，其后回到發(fā)射機(jī)為所需器件提供冷卻水，最終流回儲(chǔ)水箱，使其形成一個(gè)單循環(huán)水流通路如圖1所示。

1.2 存在的問(wèn)題

改造前我臺(tái)丁機(jī)房情況：（1）水質(zhì)問(wèn)題。在水循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)過(guò)程中由于水在注入到循環(huán)系統(tǒng)時(shí)會(huì)將氧氣、二氧化碳帶進(jìn)水循環(huán)系統(tǒng)，水中的氧氣或二氧化碳就會(huì)加快銅的溶解，它所附生的沉淀物會(huì)敷在管子的熱屏極結(jié)構(gòu)上使得循環(huán)水的質(zhì)量逐漸惡化，水阻逐漸降低，最終形成水垢。不僅提高了防腐電極等水路銅件的氧化速度和損壞頻率，而且使水中氧化銅進(jìn)一步增加形成一個(gè)惡性循環(huán)，從而減小了水阻、降低了效率、增加了故障隱患。（2）水泵故障率高。改造前發(fā)射機(jī)水路循環(huán)水泵高出水箱最低點(diǎn)13cm，在檢修水路或是清潔水箱等工作時(shí)，需要將水路中所有水放出，注水恢復(fù)時(shí)，管路中會(huì)有時(shí)進(jìn)入空氣，導(dǎo)致水位不能高過(guò)水泵，要通過(guò)主泵/備泵互倒來(lái)排出空氣，這樣長(zhǎng)時(shí)間的切換操作會(huì)使水泵內(nèi)部的溫度迅速升高，加大了水泵的磨損，縮短水泵壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接燒毀水泵，造成了故障發(fā)生率的增高，主用備用兩個(gè)水泵同時(shí)出現(xiàn)故障，將會(huì)造成停播事故。

1.3 水路改造意義

在日常維護(hù)中，以上問(wèn)題會(huì)造成水泵故障率高需要返廠維修或購(gòu)置新水泵，浪費(fèi)人力，提高了維護(hù)費(fèi)用。此次水路改造能夠釋放勞動(dòng)力，減少發(fā)射機(jī)備件更換頻率，降低維護(hù)經(jīng)費(fèi)，提高了發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定度，對(duì)安全播出意義重大。

2 水路系統(tǒng)改造方案

2.1 更換管線材質(zhì)

現(xiàn)在機(jī)房水路管線采用的是純銅材質(zhì)管線，也是冷卻水接觸面積最大的銅制材料，更換管材能直接有效的從根本解決水質(zhì)問(wèn)題。考慮到發(fā)射機(jī)箱內(nèi)部環(huán)境，管路需要接地處理使水路始終處于低電位，所以此部分依然采用銅質(zhì)管材。我們將發(fā)射機(jī)外部管路包括水箱至室外室內(nèi)兩個(gè)冷凝器，以及與水泵連接部分，整體出水加回水管路總共30米左右全部替換為PP-R材質(zhì)的管材。

2.2 水泵位置下沉

這次改造的想法是讓水泵處于整個(gè)管路的水平線最低點(diǎn)，且低于清潔維護(hù)時(shí)的放水口，這樣就能保證水泵中一直有水，以此達(dá)到保護(hù)水泵且利于管道空氣排出的效果。我們提出具體方案為在原水泵位置地面旁冷凝器間隙位置向下挖深，做成長(zhǎng)145公分寬110公分深度為80公分沉井（實(shí)際效果如圖2所示），最后在沉井上方加裝網(wǎng)狀蓋板，方便維護(hù)人員對(duì)水泵工作情況的檢視。

2.3 更換高性能水泵

原水泵已不能滿足發(fā)射機(jī)安全播音要求，自身機(jī)械性能較差，即使在完全不進(jìn)入空氣的情況下，水泵使用壽命都不長(zhǎng)，經(jīng)常在播音過(guò)程中出現(xiàn)狀況。所以我們決定更換更高效耐用的新型水泵。新型水泵選用機(jī)型為格蘭富CM型水泵，此水泵為全球廣泛采購(gòu)品牌，可靠性高，設(shè)計(jì)緊湊占地面積小，持久耐用，適用水溫為-20至90攝氏度，接入管線中測(cè)試水壓接近300Kpa，均符合發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)需求。水泵安裝時(shí)下面墊上水平底座，這樣保證了水泵的水平度，穩(wěn)定了水泵轉(zhuǎn)子平衡，消除離心力引起的震動(dòng)，減少軸承的磨損。與此同時(shí)為沉井加裝了網(wǎng)狀可透視蓋板，既方便巡視又保障了巡視人員的安全。

2.4 更換高效離子瓶樹(shù)脂

機(jī)房DF-100A廣播發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)回路中使用離子交換樹(shù)脂罐對(duì)發(fā)射機(jī)冷卻水進(jìn)行過(guò)濾，起到消除水中離子，增加冷卻水水阻的作用。此次改造為接入管路中的離子瓶更換了高效樹(shù)脂，使用了陶氏UP6150型樹(shù)脂，其更適合去處水中氧化銅離子，且具備出水純度高、離子交換量大、使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.5 加裝數(shù)字水溫監(jiān)測(cè)器

在水路改造的同時(shí)在冷凝器出水處增加了水溫檢測(cè)器，并在中央控制室加裝了數(shù)字顯示器方便直觀查看發(fā)射機(jī)冷卻水溫度，可以直觀的查看發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，冷卻水的變化，有利于機(jī)房工作人員及時(shí)有效判斷發(fā)射機(jī)狀態(tài)，對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)出水溫度進(jìn)行取樣，通過(guò)功率計(jì)算、模型分析，能夠直觀地看到末級(jí)管的屏耗及其它水冷器件的功率損耗，為發(fā)射機(jī)故障處理、狀態(tài)判斷及健康度預(yù)測(cè)提供參考，提高發(fā)射機(jī)安全播出完好率，對(duì)判斷發(fā)射機(jī)是否工作異常有極大幫助。

3 水路系統(tǒng)改造效果分析總結(jié)

水路工程改造完成并投入使用半年后，我們將以改造發(fā)射機(jī)各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)與改造前進(jìn)行了逐一對(duì)比，如表1、2、3所示。由于選用水泵比原有水泵功率稍低水壓略有下降，但并不影響發(fā)射機(jī)水路冷卻效率，其壓力控制在0.3Mpa左右，符合發(fā)射機(jī)水路所需循環(huán)動(dòng)力要求。

水阻和酸堿度都有了明顯的提高，水質(zhì)明顯得到改善，進(jìn)一步驗(yàn)證了我們的論證。

我們認(rèn)為導(dǎo)致發(fā)射機(jī)水質(zhì)較差的原因主要有：

（1）管材問(wèn)題?，F(xiàn)屏級(jí)冷卻水路采用耐高壓的硅膠管，在此情況下，電子管屏級(jí)和地之前的這一段硅膠管兩端就存在相當(dāng)高的電壓，且由于水路中冷卻水中夾雜著大量空氣和空氣中的微生物，不可能達(dá)到理論上高純水的純度，硅膠管兩端防腐電極的銅頭在水流的連接下就形成了正負(fù)兩個(gè)電極，所以銅頭將會(huì)發(fā)生銅的電解反應(yīng)。現(xiàn)在機(jī)房水路管線采用的是純銅材質(zhì)管線，也是冷卻水接觸面積最大的銅制材料，冷卻水直接接觸空氣，水中必然溶有大量二氧化碳，使水呈微酸性或酸性，并且有氧時(shí)，銅的腐蝕速度大大加快。改造經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，我們對(duì)各機(jī)冷卻水ph值再次進(jìn)行測(cè)量其平局值在8.3左右成弱堿性，達(dá)到預(yù)期效果。解決了長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾的水質(zhì)問(wèn)題，工程完成至今已有一年時(shí)間，在日常維護(hù)中，通過(guò)實(shí)踐證實(shí)，防腐電極的氧化速度得到大幅降低。（2）離子瓶樹(shù)脂過(guò)濾效率低。原老式樹(shù)脂，過(guò)濾效果低下，不能長(zhǎng)期高效的應(yīng)對(duì)冷卻水的過(guò)濾工作。更換樹(shù)脂后從測(cè)量結(jié)果可以看出水阻得到了明顯的改善。（3）改造后發(fā)射機(jī)水泵故障率降低。通過(guò)水泵下沉改造水泵整體已處于水路最低水位，換水后水箱注入新水時(shí)，利用地勢(shì)落差，注入的新水將第一時(shí)間到達(dá)水泵內(nèi)，且將泵內(nèi)空氣從另一端排出，使其工作時(shí)內(nèi)部始終有水，起到了冷卻潤(rùn)滑的作用，對(duì)水泵形成保護(hù)，避免了換水后為了排出空氣水泵在無(wú)水狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作所帶來(lái)的水泵磨損。

4 結(jié)語(yǔ)

我臺(tái)丁機(jī)房這次水路系統(tǒng)技術(shù)改造工程通過(guò)經(jīng)濟(jì)實(shí)效的技術(shù)手段，解決了長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾的水質(zhì)問(wèn)題和水泵故障率高的問(wèn)題，杜絕了隱患，起到了一勞永逸的效果。工程完成至今已有一年的時(shí)間，實(shí)踐證實(shí)，防腐電極的氧化速度得到大幅降低，水質(zhì)問(wèn)題得到了明顯改善，所有新型水泵截止今日均為出現(xiàn)任何故障，可以說(shuō)這次水路系統(tǒng)改造工程獲得了極大的成功。