电气设备用六氟化硫气体

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1、2008-05-09 电气设备用六氟化硫 气体 安全使用与回收利用 研讨会 热烈欢迎 各位领导与专家 莅临指导 国家电网公司六氟化硫实验室 安徽新力电气设备有限责任公司 六氟化硫气体(SF6) 管理及技术介绍 2008-05-09 国家电网公司六氟化硫实验室 安徽新力电气设备有限责任公司 范明豪 博士 主要内容 一 概 述 二 安徽省六氟化硫监督管理经验 三 六氟化硫气体回收回充设备与处理系统 四 安徽省六氟化硫处理中心建设 五 结 论 一 概 述 六氟化硫气体被广泛应用于电气设备中。 使用六氟化硫气体的电气设备不断增加。 六氟化硫气体在空气中能存在3200多年，温室效应是 CO2的23800

2、多倍，是京都议定书禁止排放的六种温 室气体之一。 国家电网公司发布的“2006年社会责任报告”中，明 确提出“减少污染物和废弃物排放，回收再利用SF6气体 ”的节能和环保要求。减少泄漏量以至排放量，用户在 SF6电气设备检修或者用至寿命终了时不得向大气中排 放，须对其中的SF6进行回收经过处理后再利用。 一 概 述 环保意义重大，符合国家循环经济政策 经济效益和社会效益大，应用前景广阔 国家电网公司重点科技推广项目资助 2007年，在安徽省电力科学研究院建立了“国网公司六 氟化硫气体实验室”。 SF6回收处理关键技术列入国家电网公司重点科技项目 。 “运行中六氟化硫气体性能研究及六氟化硫气体的

3、回收 及处理研究”项目由安徽省电力公司承担。 一 概 述 意 义 避免SF6回收处理设备重复采购浪费。 回收处理再利用：国网系统全年回收处理SF6气体量约150吨，仅此一项每 年可节约1800万元左右，相当于减排CO2量345万吨。 节能 推广加强国家电网公司在环境保护和环境治理方面的管理力度，提升国家 电网公司“担当社会责任”和“致力于环境保护”的优秀企业形象。 响应国家环保总局“十一”五在环境监测前瞻性科学研究方面的具体要求。 在社会对SF6气体引起足够重视前做好电力公司内功，提前应对可能的国 家环保总局SF6气体排放环境风暴。 从源头上控制电网公司对SF6气体的采购量。 环保 加强公司在

4、环境保护和环境治理方面的管理力度，提升公司“担 当社会责任”、“致力环境保护”的优秀企业形象。 提高各级电网企业的循环经济意识，加强科技进步与创新，降低 电网运行成本，实现SF6气体循环再利用。 首先在条件成熟地区建立68个SF6气体回收处理中心， 2007年 国网在甘肃、河北和四川三个省份进行SF6回收处理试点工作。负责 对所处区域内的SF6回收处理再利用工作；然后在各省市电力公司逐 步推广建立中心，全面回收循环利用使用过的SF6气体。 条件成熟时，颁发实施国家电网公司六氟化硫气体回收处理再 利用的管理规定。 实现公司内SF6电气设备中SF6“零”排放，回收气体循环利用率达 到95%以上的目

5、标。 目 标 一 概 述 随着国家电力建设的飞速发展，公司网 内在役SF6电气设备不断增加，加上许多原有 的SF6设备运行年限的增加，SF6气体监督的 复杂性不断加大，全网的SF6回收处理再利用 将是一个庞大的系统工程。 加强SF6气体的回收处理再利用工作，是 国家电网公司对社会环保的一项重要承诺。 一 概 述 二 安徽省六氟化硫监督管理经验 截止2007年底，安徽省电力公司所属各地市 供电公司共运行110 kV及以上SF6高压开关2200 多台；10 kV及以上SF6互感器共计1700多台， 110 kV及以上的GIS近40套，500 kV HGIS有2套 ；此外20多个发电单位，各大型厂矿

6、自备电厂、 变电站以及热电厂都有SF6设备在役。 110 kV及以上SF6高压开关所占开关总量的比例大幅度提高， GIS 设备安装数量及相应的用气量正在大幅增加。根据统计， 全省SF6气体的总量已经超过200多吨，而且增大趋势显现。 明显特点 二 安徽省六氟化硫监督管理经验 公司六氟化硫气体监督检测中心和六氟化硫气体回 收处理中心(挂靠安徽省电力科学研究院)，是SF6管理的 技术支持单位，负责日常的气体监督管理和气体回收处 理，其中包括建立监督和管理制度、健全SF6的检测手段 、承担气体回收处理、指导和培训基层人员、推广监督 管理经验等工作。各地市供电公司具体负责本单位SF6技 术监督管理工作

7、，其主要任务是：协调SF6的监督、试验 和运行维护；日常SF6现场试验和监督管理；新投SF6电 气设备气体检测和验收；检修前SF6电气设备气体的检测 ；检修设备中的SF6进行回收等。 由于分层管理主要职责明确、 任务清晰，推动了SF6技术监督管 理工作，并逐步走向规范。 组织措施 二 安徽省六氟化硫监督管理经验 工作内容 严格六氟化硫气体的购买、回收和处理程序 成立安徽省六氟化硫气体回收处理中心 颁发安徽省电力公司六氟化硫气体技术监督管理规定 研制高效六氟化硫气体回收回充设备和处理系统 以政策为导向，经济为杠杆，充分调动各方的积极性 在六氟化硫气体回收处理的技术上持续改进 二 安徽省六氟化硫监

8、督管理经验 今后工作方向 编写国家电网公司运行的六氟化硫气体质量监督和管理规定，指导全国 SF6的管理与监督工作。 编写国家电网公司六氟化硫回收处理装置技术规范，为在全国范围内建 立SF6 处理中心作好准备。 开展 SF6气体绝缘劣化诊断技术研究，对SF6电气设备进行故障判断， 为电网的安全运行提供理论保障。 加强技术交流，带动全网范围内的SF6经验交流工作开展，使我国的SF6管理 和监督工作迈上新的台阶。 在加强国家电网公司六氟化硫实验室专业人员的自身职业技能的同时，对各 市供电公司专业人员和相关领导宣贯安徽省电力公司运行中六氟化硫气 体技术监督管理规定，选派专业人员参加专门机构举办的相关内

9、容的培 训、学习班。 承担国家电网公司所部署的各项SF6相关工作，为全面提升国家电网公司在 全国“节能减排”方面的优秀企业形象作出贡献。 回收时灌不满钢瓶 回充时钢瓶被迅速冷冻有时不能有效回充 新型的集回收、回充与抽真空于一体的回收回充设备， 以及辅助回收回充设备，解决目前国内外回收回充设备现场回 收不能高效灌瓶，不能高效回充的问题。 回收气无法利用小型化系统处理达到国家新气标准 新型小型集中化SF6处理系统，能有效地将回收后的SF6 气体中的杂质如水分、固体颗粒、低氟化物、空气等滤除和分 离，达到GB/T 12022-2006工业六氟化硫新气标准要求。 设备检修或解体时，SF6的回收及处理在

10、现场存 在以下问题： 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 回收回充设备功能 系统自身管路抽真空功能 (压缩机前、后管路) 设备及钢瓶抽真空功能 SF6气体回收功能 SF6气体回充功能 吸附剂再生功能 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 回收回充设备基本技术参数 电压及总功率： 7 kW / AC 380 V 回收率：50 kg/h SF6专用无油活塞压缩机 功率：4 kW；额定抽气量：12 m3/h 真空泵 功率：1.5 kW 额定抽气量：63 m3/h；极限真空度：10 Pa 冷凝风扇：250 W 电磁阀：12 W / DC 24 V 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 回收回充

11、设备特点 PLC+触摸屏设计的电磁阀控制回路，减小回收过程中的频繁手 动操作。 考虑周全的抽真空回路，确保系统中任一部位均可被完全抽真空 ，做到回收回充过程中空气对SF6气体的“污染”最小化。 吸附罐内吸附剂再生回路。连接上处理系统的处理单元后，能够 使处理能力已减弱的吸附剂得到及时再生，或者在彻底处理前抽 出吸附罐内的低氟化物在处理单元中的碱液罐中进行处理，确保 对环境零污染。或者利用纯氮冲罐后再利用处理系统的处理单元 中的真空泵进行再生。 同时，回收回充设备中加入吸附剂，可第一步阻拦住运行后的GIS 或开关中的有毒气体，为后续处理过程中的人身安全提供保障。 空分装置进一步确保回收过程中空气

12、对SF6气体的“污染”最小化。 回收过程全无油。 本设备申请发明专利现已进入复审阶段 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 两种工作原理的辅助回收回充设备 提高了各型进口或国产回收设备的气体灌钢瓶的速度和能力问 题。可实现恶劣环境温度(高温)情况下的快速灌瓶。 可配合目前国内已有的各型进口及国产回收设备，能解决这些设备 不能灌满钢瓶，或灌满钢瓶但耗时极长的难题，灌瓶速度1 h/瓶左右。 提高对大型设备的充气速度。 钢瓶装卸方便，省时省力。 充满气的钢瓶约重110 kg，无适合的搬、抬部位，在现场装卸操 作时，存在严重的安全隐患。本设备可轻松装、卸钢瓶，现场工作安全 更有保障，也提高了钢瓶的接

13、、换速度。 可实现SF6灌瓶的定量灌装与回充。 已获批实用新型专利 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 功能强大的回收回充设备，配以两 种工作原理及方式的辅助回收回充设备 ，可实现各种环境温度下的高效、高质 量无油回收和回充功能。 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 变压吸附 空气分离 机械制冷式 尾气深冷分离 模块化设计 组合式流程 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 处理系统基本技术参数 电源及总功率： 25 kW / AC 380 V 净化处理速度： 50 kg/h SF6专用无油活塞压缩机 功率：4 kW 额定抽气量：12 m3/h 真空泵 功率：1.5 kW 额定抽气量：

14、63 m3/h 极限真空度：10 Pa 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 主吸附塔吸附过程 主吸附塔解吸 与辅助吸附塔吸附过程 辅助吸附塔解吸过程 处理单元工作原理 处理单元基本技术参数 输入：3.0 kW / AC 380 V 真空泵：1.5 kW / AC 380 V 流量计：20 W / DC 24 V 在线采样仪表：150 W / DC 24 V 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 处理单元特点 变压吸附原理。 可单独处理SF6废气，也可与目前各类现有的国内外回收回充设 备配套使用。 结构设计合理，一用一备的主吸附塔确保设备能连续处理废

15、气。 专门的辅助吸附塔对主吸附塔进行再生的装置，真正达到SF6处 理过程中的零排放。 再生设备能不停机即可再生主吸附器，提高设备使用效率。 辅助吸附塔可对深冷尾气分离单元中的气体最终处理，实现“零 污染”。 在线纯度和湿度检测仪表，可实时监测处理的质量。 本设备已获批实用新型专利 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 动力单元工作原理 减压阀 冷却 风扇 3.3 MPa 缓冲罐 空压机 PG1 PG2 V2 空分 装置 275 kPa 0.60.10.2 MPa 处理单元来气 灌钢瓶 V1 吸附罐 三 六氟化硫气体回收回充设备及处理系统 动力单元特点 相变空气分离装置能确保SF6旧气经处理后达 到GB/T 12022-2006工业六氟化硫要求。 功能强大的无油活塞压缩机，灌瓶速度达到50 kg/h以上。 灵活的尾气分离操作过程。 适合于现场使用的回收回充设备由触摸屏控制全部操作过程； 回收过程中进行了空气分离和吸附罐(带自洁再生功能)的预处