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中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-246-01
0 引言
六氟化硫(SF6)气体为惰性气体,在常温常压下具有高稳定性,无色、无味、无臭、无毒、不可燃。因其具有优异的绝缘和灭弧性能,自20世纪60年代起,被成功地应用于高压电器中,引起高压电气设备的一场大革新。进入21世纪,世界电力市场全封闭组合电器的大量应用,电压等级的不断攀升,SF6气体的充注量也在大量增加。目前我国SF6气体年使用量达到15000~16000吨,随着电力行业的飞速发展,还在以每年20%的速度增加。
目前地球气候正经历一次全球变暖,减少温室气体的排放,放缓气候变化是《联合国气候变化公约》的主要目标。《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议,已于2009年12月7日-18日在丹麦首都哥本哈根召开。本次峰会的全球关注程度足以证明温室气体的减排已成为全球的共同目标。SF6气体作为联合国环境署定为温室气体,它在大气中可稳定存在3200年,其温室效应是等量CO2气体的23900倍。因此,高效率的SF6循环再利用技术在电力企业的推广,不仅可对电力企业节省大量的直接生产成本,而且必将对改善世界环境起到深远影响。
1 概述
SF6氣体集中供气站系统可实现对开关气室SF6的回收、充气及抽真空操作,并对回收进的SF6进行干燥净化、储存、污染气体分离及补气操作。各功能及操作主要由SF6主站房系统(包括、回收装置、液态存储罐、气态存储罐、汽化装置、净化装置、减压装置等)、车间子工作站、抽真空系统、尾气排放装置、管路系统及各管路压力保护系统协同完成。图一为厂房式SF6集中供气站系统简图。
图一 厂房式SF6集中供气站系统简图
2 系统功能简介
2.1 SF6主站房系统
SF6主站房主要由回收装置、气态存储罐、液态存储罐、净化装置、减压装置组成。
SF6回收装置采用排气压力在4.5MPa以上的高效率全无油压缩机,单台回收速度最高可达180m?/h,可根据气态存储罐压力的设置,可自动选择将回收进的SF6直接回收到气态储存罐气态存储或者直接液态储存在液态储存罐中,实现了SF6气体快速回收与大容量储存。
待充SF6以气态型式预先存储在气态存储罐中,然后经一套净化装置和一套减压装置将气态SF6气体减压至0.8MPa后输送到每个车间工作站站点上,充气速度最高可达130m?/h,实现了SF6的快速充填。
专用SF6净化装置,可大量吸附去除SF6气体中的水分、尘埃、CO2、CO、HF 、S2F2 、S2F4、SF2S、O2F2、SOF2等杂质,且当净化装置的净化能力降低时,可通过净化装置自带的加热及抽真空装置功能过滤器进行再生处理,充分保证了所充SF6气体的纯度指标。
2.2车间子工作站
车间内可根据使用单位实际情况设立若干个固定式子工作站,车间子工作站可根据工艺规划设置在设备装配区、检修区、试验区等需要对设备内SF6进行处理的场地,不需要在规划中专门设置SF6回收及充气区,节省了厂房规划面积。
各子工作站功能相互独立,每个子工作站均可同时实现对开关产品内SF6气体回收、充气及抽真空操作,每个子工作站相当于一台SF6回收装置及一台抽真空装置,方便于车间任何场所的SF6气体处理操作。每个工作站配备各种压力仪表,可对回收、充气及抽真空管路进行压力及真空度测量。
2.3 抽真空系统
每个工作站单独配备一台真空泵,主要完成对试品抽真空功能,真空泵型号及抽真空泵速度可根据各生产厂家具体要求灵活配置。车间各子工作站真空泵尾气排放与普通移动式抽真空装置不同,普通移动式抽真空装置将开关气室内含有微量SF6的气体直接排放到车间内部,一台移动式回收装置抽真空,周围一片区域长时间内将无法进行检漏操作,对生产造成很大影响;本套系统可以将所排放出的含有微量SF6的尾气经尾气排放装置排放到厂房外部,不污染车间SF6底数,不影响车间正常检漏生产。
2.4补气系统
当气站系统第一次使用及由于后期消耗造成系统内部SF6气量过低时可通过此套装置利用SF6钢瓶向气站系统内补气。
补气过程分为两个过程,当钢瓶内液态SF6未完全气化,钢瓶内压力大于高压储气罐压力之前,可将钢瓶内SF6直接补充到气态存储罐内部,以备充气时使用;当钢瓶内液态SF6完全气化且钢瓶内压力与气态存储罐压力平衡之后,可经回收机组将钢瓶内残存的SF6直接回收到液态储存罐中,减少了SF6气体的浪费,可节省大量购买SF6的直接费用。
3 直接效益与环境效益分析
以一个日总平均循环用气量在1.5t/次×3次=4.5t左右的生产企业计算,SF6集中供气站技术回收利用率可达99%,较普通回收方式只能回收到微负压(循环利用率不超过94%)相比每次可减少5%的SF6损耗;目前SF6气体市售价为每吨15万元左右,根据年平均250个工作日计算,平均年节约气体购置费为:1.5×3×0.05×15×250=843万元,可为企业节约大量的直接气体购置成本。
SF6温室效应是等量CO2气体的23900倍,相当于减排CO2气体量1.5×3×0.05×23900=5377.5吨,可对环境保护做出重大贡献。
4结语
厂房式SF6气体集中供气站适用于开关生产厂家及气体用量大且需要循环使用场合。SF6气体集中供气站对SF6气体进行集中存储,集中供气,实现了SF6气体的循环再利用,循环利用率高达99%,减少了SF6气体的排放,降低了生产成本,同时保护了社会环境。该技术的推广应用将极大的提高企业的现场管理水平及生产效率,建设智能化的SF6气体集中供气站系统,已成为各电力开关制造企业旧厂房工艺改进及新厂房建设规划项目的一种发展趋势。
参考文献:
[1]黎斌 . 高压电器设计 . 北京:机械工业出版社,2003.
[2] DL/T 662-2009 六氟化硫气体回收装置技术条件
[3]GB/T8905-1996 六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则(neq IEC480:1974)
[4] GB 12022-1989 工业六氟化硫
0 引言
六氟化硫(SF6)气体为惰性气体,在常温常压下具有高稳定性,无色、无味、无臭、无毒、不可燃。因其具有优异的绝缘和灭弧性能,自20世纪60年代起,被成功地应用于高压电器中,引起高压电气设备的一场大革新。进入21世纪,世界电力市场全封闭组合电器的大量应用,电压等级的不断攀升,SF6气体的充注量也在大量增加。目前我国SF6气体年使用量达到15000~16000吨,随着电力行业的飞速发展,还在以每年20%的速度增加。
目前地球气候正经历一次全球变暖,减少温室气体的排放,放缓气候变化是《联合国气候变化公约》的主要目标。《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议,已于2009年12月7日-18日在丹麦首都哥本哈根召开。本次峰会的全球关注程度足以证明温室气体的减排已成为全球的共同目标。SF6气体作为联合国环境署定为温室气体,它在大气中可稳定存在3200年,其温室效应是等量CO2气体的23900倍。因此,高效率的SF6循环再利用技术在电力企业的推广,不仅可对电力企业节省大量的直接生产成本,而且必将对改善世界环境起到深远影响。
1 概述
SF6氣体集中供气站系统可实现对开关气室SF6的回收、充气及抽真空操作,并对回收进的SF6进行干燥净化、储存、污染气体分离及补气操作。各功能及操作主要由SF6主站房系统(包括、回收装置、液态存储罐、气态存储罐、汽化装置、净化装置、减压装置等)、车间子工作站、抽真空系统、尾气排放装置、管路系统及各管路压力保护系统协同完成。图一为厂房式SF6集中供气站系统简图。
图一 厂房式SF6集中供气站系统简图
2 系统功能简介
2.1 SF6主站房系统
SF6主站房主要由回收装置、气态存储罐、液态存储罐、净化装置、减压装置组成。
SF6回收装置采用排气压力在4.5MPa以上的高效率全无油压缩机,单台回收速度最高可达180m?/h,可根据气态存储罐压力的设置,可自动选择将回收进的SF6直接回收到气态储存罐气态存储或者直接液态储存在液态储存罐中,实现了SF6气体快速回收与大容量储存。
待充SF6以气态型式预先存储在气态存储罐中,然后经一套净化装置和一套减压装置将气态SF6气体减压至0.8MPa后输送到每个车间工作站站点上,充气速度最高可达130m?/h,实现了SF6的快速充填。
专用SF6净化装置,可大量吸附去除SF6气体中的水分、尘埃、CO2、CO、HF 、S2F2 、S2F4、SF2S、O2F2、SOF2等杂质,且当净化装置的净化能力降低时,可通过净化装置自带的加热及抽真空装置功能过滤器进行再生处理,充分保证了所充SF6气体的纯度指标。
2.2车间子工作站
车间内可根据使用单位实际情况设立若干个固定式子工作站,车间子工作站可根据工艺规划设置在设备装配区、检修区、试验区等需要对设备内SF6进行处理的场地,不需要在规划中专门设置SF6回收及充气区,节省了厂房规划面积。
各子工作站功能相互独立,每个子工作站均可同时实现对开关产品内SF6气体回收、充气及抽真空操作,每个子工作站相当于一台SF6回收装置及一台抽真空装置,方便于车间任何场所的SF6气体处理操作。每个工作站配备各种压力仪表,可对回收、充气及抽真空管路进行压力及真空度测量。
2.3 抽真空系统
每个工作站单独配备一台真空泵,主要完成对试品抽真空功能,真空泵型号及抽真空泵速度可根据各生产厂家具体要求灵活配置。车间各子工作站真空泵尾气排放与普通移动式抽真空装置不同,普通移动式抽真空装置将开关气室内含有微量SF6的气体直接排放到车间内部,一台移动式回收装置抽真空,周围一片区域长时间内将无法进行检漏操作,对生产造成很大影响;本套系统可以将所排放出的含有微量SF6的尾气经尾气排放装置排放到厂房外部,不污染车间SF6底数,不影响车间正常检漏生产。
2.4补气系统
当气站系统第一次使用及由于后期消耗造成系统内部SF6气量过低时可通过此套装置利用SF6钢瓶向气站系统内补气。
补气过程分为两个过程,当钢瓶内液态SF6未完全气化,钢瓶内压力大于高压储气罐压力之前,可将钢瓶内SF6直接补充到气态存储罐内部,以备充气时使用;当钢瓶内液态SF6完全气化且钢瓶内压力与气态存储罐压力平衡之后,可经回收机组将钢瓶内残存的SF6直接回收到液态储存罐中,减少了SF6气体的浪费,可节省大量购买SF6的直接费用。
3 直接效益与环境效益分析
以一个日总平均循环用气量在1.5t/次×3次=4.5t左右的生产企业计算,SF6集中供气站技术回收利用率可达99%,较普通回收方式只能回收到微负压(循环利用率不超过94%)相比每次可减少5%的SF6损耗;目前SF6气体市售价为每吨15万元左右,根据年平均250个工作日计算,平均年节约气体购置费为:1.5×3×0.05×15×250=843万元,可为企业节约大量的直接气体购置成本。
SF6温室效应是等量CO2气体的23900倍,相当于减排CO2气体量1.5×3×0.05×23900=5377.5吨,可对环境保护做出重大贡献。
4结语
厂房式SF6气体集中供气站适用于开关生产厂家及气体用量大且需要循环使用场合。SF6气体集中供气站对SF6气体进行集中存储,集中供气,实现了SF6气体的循环再利用,循环利用率高达99%,减少了SF6气体的排放,降低了生产成本,同时保护了社会环境。该技术的推广应用将极大的提高企业的现场管理水平及生产效率,建设智能化的SF6气体集中供气站系统,已成为各电力开关制造企业旧厂房工艺改进及新厂房建设规划项目的一种发展趋势。
参考文献:
[1]黎斌 . 高压电器设计 . 北京:机械工业出版社,2003.
[2] DL/T 662-2009 六氟化硫气体回收装置技术条件
[3]GB/T8905-1996 六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则(neq IEC480:1974)
[4] GB 12022-1989 工业六氟化硫