六氟化硫氣體回收回充設(shè)備及處理系統(tǒng)
摘; ;要:為了實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的生態(tài)目標(biāo),我國對SF6氣體回收處理技術(shù)進(jìn)行了研究,文章將對SF6氣體回收回充設(shè)備及處理系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹,并對現(xiàn)如今已發(fā)現(xiàn)的回收處理技術(shù)和設(shè)備所存在的問題進(jìn)行分析與解決。 關(guān)鍵詞:SF6;回收回充設(shè)備;處理系統(tǒng)
SF6是一種絕緣特性*的氣體,還具有“三無"特性,即無色、無味、無毒。相比較傳統(tǒng)的絕緣氣體,SF6的絕緣強(qiáng)度遠(yuǎn)高之。除此之外,SF6還具有良好的滅弧性,正因如此,它被廣泛地應(yīng)用于SF6電器。
1; ; SF6氣體回收處理研究的重要意義
雖然SF6氣體本身不具有腐蝕性與毒性,但是,在高溫高壓氣室中殘存少量水蒸氣的情況下,如果設(shè)備正常運(yùn)作,會產(chǎn)生電弧并且會有局部異常放電的情況,此時(shí),SF6氣體會發(fā)生分解反應(yīng),并分解出帶有HF,SO2F4,SOF2,SOF4等劇毒且腐蝕性強(qiáng)的有害氣體的物質(zhì),因此,電氣設(shè)備中金屬元件的損壞程度會隨這種物質(zhì)留存于設(shè)備中時(shí)間的增加而加強(qiáng),除此之外,還會威脅到人們的身體健康。在還沒有實(shí)行SF6氣體的回收處理技術(shù)以前,人們大多數(shù)采用將SF6氣體直接排入大氣中的處理方法,對生態(tài)環(huán)境有著嚴(yán)重的危害。為了解決SF6直接排放所產(chǎn)生的不良問題從而做到保護(hù)環(huán)境、維護(hù)人身安全、促進(jìn)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行,對SF6氣體的回收處理技術(shù)進(jìn)行研究并在現(xiàn)有的技術(shù)上進(jìn)行完善,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
從理論知識上講,將SF6氣體進(jìn)行回收并循環(huán)利用是*可以實(shí)現(xiàn)的。其處理工作原理為:在保證SF6氣體分子結(jié)構(gòu)的理化性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生改變的情況下,去除SF6氣體中存在的雜質(zhì)氣體,處理后所得的SF6氣體依然可以滿足電氣與理化性能的要求。
目前,市場上所存在的回收回充設(shè)備并不能*達(dá)到人們的需求,其回收速度慢、效率低、得率低、質(zhì)量無法保證等問題會成為專業(yè)技術(shù)人員重點(diǎn)研究解決的方向。我國對于氣體回收的標(biāo)準(zhǔn)要求相比較于國際標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格很多,因此,SF6氣體回收后不能立刻運(yùn)用于電氣設(shè)備,還必須要再經(jīng)歷一次嚴(yán)格凈化處理后方可循環(huán)利用,但是,由于種種因素的影響,我國目前為止還沒有發(fā)明出適合的小型新氣處理設(shè)備。 2; ; 對現(xiàn)有回收回充設(shè)備所存在的問題進(jìn)行分析 2.1; 處理模式與系統(tǒng)中的3個(gè)潛在問題
(1)不能實(shí)時(shí)、有效地監(jiān)控SF6氣體的現(xiàn)場回收處理情況。很多地區(qū)已經(jīng)建設(shè)有電科院,在現(xiàn)有的處理模式下,各工廠將生產(chǎn)的SF6氣體進(jìn)行預(yù)回收處理,當(dāng)氣體回收到一定量時(shí)再由電科院進(jìn)行專門處理。然而,這樣的處理模式很容易為SF6氣體的回收數(shù)量以及具體方式造成監(jiān)控困難,還有一部分工廠單位有可能會因?yàn)镾F6氣體的回收數(shù)量少而不經(jīng)專業(yè)處理檢測就直接排放入空氣或回收回充導(dǎo)入電氣設(shè)備。由于電科院的收費(fèi)制度以及管理制度都沒有統(tǒng)一的規(guī)定,在一定程度上打擊了工作人員的積極性。
(2)現(xiàn)場工作人員的健康安全問題得不到保障。由于工作場地的局限性,導(dǎo)致氣體處理中心沒有相對適宜的SF6凈化處理場所,安全程度有限的防護(hù)服成了設(shè)備操作人員安全依靠,但工作現(xiàn)場會因?yàn)橥L(fēng)等原因造成工作人員的生命安全受到威脅。
(3)作業(yè)進(jìn)程得不到很好的控制。大部分設(shè)備的冷卻措施采用液氮冷卻,但由于液氮具有儲存不便、運(yùn)輸復(fù)雜、使用量難以估計(jì)的不利因素,不但會造成作業(yè)進(jìn)程拖延,還不利于成本節(jié)約。
2.2; 處理質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)中的3個(gè)潛在問題
(1)檢測指的是處理后的SF6氣體檢測問題。據(jù)《六氟化硫氣瓶及氣體使用安全技術(shù)管理規(guī)則》,要想將處理后的新氣重新回充入設(shè)備中進(jìn)行循環(huán)利用,必須要經(jīng)過嚴(yán)格的測試且測試合格方可回收利用,測試項(xiàng)目一共8項(xiàng),必須每項(xiàng)都要達(dá)到要求。目前為止,市場上銷售的回收回充設(shè)備是以現(xiàn)場回收處理方式為主,其會受到時(shí)間與場所的約束,導(dǎo)致8項(xiàng)測試很難一次性完成,從而被迫使用簡單且方便攜帶的純度檢測儀對SF6氣體的純度等方面進(jìn)行大概檢測,并不能精準(zhǔn)檢測,給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來了很大的負(fù)面影響。
(2)處理設(shè)備參數(shù)達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)有的設(shè)備雖然同時(shí)具備回收、回充和處理3個(gè)功能,但其工作性能大大降低,經(jīng)由這種設(shè)備凈化處理后的氣體與達(dá)到國家對于SF6氣體回收回沖處理的新標(biāo)準(zhǔn)還有一定距離。
(3)處理后的新氣灌裝與回充問題。由于第二個(gè)問題的存在,導(dǎo)致SF6氣體回收量少,從而出現(xiàn)鋼瓶裝不滿的問題,也有可能出現(xiàn)鋼瓶能裝滿但必須要利用其他設(shè)備進(jìn)行輔助回充且耗時(shí)極長的問題。
3; ; 新型高效SF6氣體回收回充設(shè)備及處理系統(tǒng)的研究 3.1; GIS組合電器SF6氣體回收及回充裝置
氣體絕緣組合電器設(shè)備(Gas Insulated Switchgear,GIS)SF6氣體回收及回充裝置外形如圖1所示。
3.1.1; 回收技術(shù)參數(shù)(可按客戶具體要求定制) 回收初壓力≤0.8 MPa; 回收終壓力≤50 kPa;
回收時(shí)間:對初壓力0.8 MPa的1 m3 SF6氣體容積回收至終壓力50 kPa,回收時(shí)間 3.1.2; 該裝置的主要功能
(1)對電氣設(shè)備抽真空及真空度的測量。 (2)對電氣設(shè)備中的氣體進(jìn)行回收。
(3)對回收和回充的SF6氣體進(jìn)行干燥及凈化處理。 (4)對SF6電器進(jìn)行充氣。
(5)對電氣中SF6氣體進(jìn)行壓縮貯存、灌瓶。 3.2; 回收回充設(shè)備功能及優(yōu)點(diǎn)介紹 3.2.1; 功能介紹
根據(jù)《安徽省電力公司六氟化硫氣體技術(shù)監(jiān)測管理規(guī)定》,SF6氣體回收回充設(shè)備必須要具備以下4個(gè)基本功能:(1)系統(tǒng)自動清洗功能。(2)設(shè)備及鋼瓶抽真空功能。(3)氣體回收回充功能。(4)吸附劑再生功能。 3.2.2; 優(yōu)點(diǎn)介紹
(1)電磁閥回路控制的設(shè)計(jì)—可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)+觸摸屏減少了氣體回收過程中的手動操作步驟,為設(shè)備操作人員減輕工作負(fù)擔(dān)。 (2)抽真空回路的設(shè)計(jì)大大降低了回收過程中空氣對SF6氣體的污染程度。
(3)吸附罐內(nèi)吸附劑再生回路的設(shè)計(jì),不僅使吸附能力減弱的吸附劑得到再生,并且在堿液罐中處理吸附罐內(nèi)的低氟化物,做到環(huán)境*,很好地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。 (4)空分裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低了回收過程中空氣對SF6氣體的污染程度。 (5)回收回充全過程無油產(chǎn)生。 3.3; SF6氣體處理系統(tǒng) 3.3.1; 系統(tǒng)組成介紹
SF6處理系統(tǒng)主要組成部分有:由源氣氣化系統(tǒng)(單元);處理系統(tǒng)(單元);動力系統(tǒng)(單元);尾氣儲存罐;尾氣深冷分離處理系統(tǒng)(單元),其處理系統(tǒng)工作流程如圖2所示: 3.3.2; 處理系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)簡述 (1)采用變壓吸附原理。
(2)可單獨(dú)處理SF6氣體,也可與其他回收回充設(shè)備配套處理。
(3)一用一備的主吸附塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性強(qiáng),并為設(shè)備能連續(xù)處理廢氣的工作提供幫助。
(4)輔助吸附塔的使用可在SF6氣體*的基礎(chǔ)上提高設(shè)備的使用效率,與此同時(shí),還能實(shí)現(xiàn)空氣“*"的目標(biāo)。 3.3.3; 動力系統(tǒng)特點(diǎn)分析
(1)SF6氣體經(jīng)處理后所得的新氣能達(dá)到GB/T 12022—2006《工業(yè)六氟化硫》的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)無油活塞壓縮機(jī)的功能性*,灌瓶速度高于50 kg/h。 (3)尾氣的分離具有靈活性。 3.3.4; 尾氣生冷分離系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)簡述 (1)操作工序不復(fù)雜。
(2)可單獨(dú)處理SF6氣體,也可與其他回收回充設(shè)備配套處理。 (3)確保SF6尾氣被*固化后分離處理。