摘要介紹了一種新型高效球形吸附劑用于大亞灣核電站＃1主變變壓器油的再生。試驗結(jié)果表明，這種球形吸附劑具有優(yōu)良的脫色、脫酸和降介損等性能，能使再生油的質(zhì)量、性能和顏色等各方面指標(biāo)達(dá)到或接近新油。該吸附劑吸附效果好、投資孝成本低，是變壓器油再生處理用的理想吸附劑。
　　關(guān)鍵詞吸附劑變壓器油再生劣化
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　　0引言
　　變壓器油在運行過程中會因各種不同的原因劣化，影響變壓器的安全、穩(wěn)定運行。大亞灣核電站＃1主變?yōu)橛鳪E公司1988年產(chǎn)品，單相容量375MVA，電壓等級26kV/420kV，冷卻方式為強油風(fēng)冷，每相絕緣油體積為92m3，儲油柜為7m3，油名為Transol，為環(huán)烷基礦物絕緣油，不含抗氧化添加劑。該主變于1992年投運，滿負(fù)荷運行一段時間后發(fā)現(xiàn)其發(fā)熱嚴(yán)重，1992年油箱本體油溫約為86℃，1994年其每月產(chǎn)氣速率為75μL/L，微水和耐壓均良好，油箱頂部油溫曾達(dá)118℃。1997年發(fā)現(xiàn)油的tanδ>10%，1998年經(jīng)油處理后降為4%～6%，但是1998年12月底取樣發(fā)現(xiàn)其A、B、C三相油的tanδ分別回升至16.38%、11.3%、7.49%，大大超過英國變壓器和開關(guān)設(shè)備的絕緣油BS148：1984標(biāo)準(zhǔn)(tanδ≤0.5%)，直接威脅到設(shè)備的安全運行。2001年1月用新型高效球形吸附劑對大亞灣核電站的0.36×106kg變壓器油進(jìn)行了再生處理。
　　1新型高效球形吸附劑的特點
　　新型球形吸附劑為2～4mm的圓顆粒，流體阻力小，不產(chǎn)生粉末堵塞濾油機和油道，可用于設(shè)備凈油器，也可用于現(xiàn)場濾油。對再生油的污染也大大減少。當(dāng)用球形顆粒充填吸附罐時，空間體積填充率最高，球形顆粒充填均勻，流體分布均勻，耐磨性好。
　　新型球形吸附劑是在高效粉狀吸附劑的基礎(chǔ)上加入一定量的粘合劑和致孔劑制成的，其主要成分為硅、鋁，球形吸附劑的分子式為
xMO^.Al₂o₃.ysio₂^.zH₂O,
　　 式中M是金屬陽離子(如鈣離子)；x是MO的分子數(shù)，y是SiO2的分子數(shù)；z是H2O的分子數(shù)。主要是一些難還原的、價態(tài)穩(wěn)定的二元氧化物，多半是絕緣體［1］。球形吸附劑是利用其分子骨架的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及其獨特的靜電場作用深度吸附油中有損其理化性能的劣化物，使劣化油得以再生精制。球形吸附劑的脫色、脫酸及降介損等性能優(yōu)于目前使用的粉狀吸附劑、“801”吸附劑和硅膠。
　　2新型球形吸附劑再生大亞灣＃1主變變壓器油
　　 2.1大亞灣＃1主變油劣化原因及處理對策
　　變壓器油受溫度、外界空氣、電磁場和金屬催化劑等的作用而劣化，導(dǎo)致其性能降低［2］。大亞灣＃1主變A相原油油質(zhì)情況見表1。
　　
　　由表1可知，此油劣化嚴(yán)重，其介損和體積電阻率已大大超出標(biāo)準(zhǔn)。油的氣相色譜分析結(jié)果表明，該設(shè)備有150～300℃低溫范圍內(nèi)的過熱存在。其原因可能主要是變壓器下部低壓引線(銅排)處存在因環(huán)流引起的局部過熱，夏天運行油溫高達(dá)80℃，同時該油處于開放式運行又沒有加入抗氧化劑，油劣化速度很快［3］。經(jīng)吊芯檢查，發(fā)現(xiàn)變化器下部已經(jīng)產(chǎn)生大量油泥。
　　 2.2變壓器油靜態(tài)再生試驗［4］
　　大亞灣核電站＃1主變的變壓器油除介損高外，顏色也較深。為了對變壓器油降介損并脫色，作者采用接觸再生法，做了該油的靜態(tài)再生試驗。取大亞灣＃1主變A相變壓器油做小樣浸泡對比試驗，即100g劣化油加4g球形吸附劑后，置于烘箱，55℃恒溫24h后，取出過濾后的油作對比試驗，其結(jié)果見表2。
　　
　　由表2可見，球形吸附劑具有良好的脫色、脫酸、脫微水和降介損的能力，其吸附性能高于XD系列吸附劑。
　　 2.3變壓器油動態(tài)再生試驗
　　對大亞灣＃1主變A相變壓器油進(jìn)行了多次小型試驗，得出最佳吸附再生條件。
　　2.3.1再生條件
　　A相油8.0kg，球形吸附劑0.32kg(分兩次加入)，油溫55℃，循環(huán)60h更換吸附劑。
　　2.3.2試驗工藝
　　球形吸附劑為圓顆粒，具有規(guī)則的幾何外形，我們選用滲濾法做動態(tài)模擬再生試驗，即用泵強制熱油通過吸附罐內(nèi)的吸附劑層，保證一定的接觸時間，使油中的帶電膠體、膠質(zhì)、極性物質(zhì)等劣化產(chǎn)物被吸附除去。其動態(tài)模擬再生流程圖見圖1。
　　
　　
　　由圖1可見，劣化油經(jīng)微型油泵后通過吸附罐內(nèi)的球形吸附劑層，然后通過平板濾油機和真空濾油機，既濾掉了水分，又濾除油中的機械雜質(zhì)、游離炭、油泥等固體污染物。球形吸附劑吸附了大量的帶電膠體、膠質(zhì)、極性分子等劣化物，絕緣油經(jīng)再生處理后，提高了絕緣強度。真空濾油機使油在高真空和不太高的溫度下霧化，脫除油中的微量水分和氣體。真空濾油機具有加溫和高真空的功能，對油的脫氣、脫水和提高閃點都具有較好的效果。
　　 2.3.3試驗結(jié)果
　　該次油處理結(jié)果見表3。經(jīng)再生處理后，絕緣油的顏色從劣化油的醬黑色變?yōu)榈S色，擊穿電壓>70kV，體積電阻率提高到6.16×1014，介質(zhì)損耗等指標(biāo)明顯改善，基本達(dá)到BS148：1984標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　
　　 2.4變壓器油的現(xiàn)場處理試驗
　　變壓器油的現(xiàn)場再生系統(tǒng)見圖2。
　　
　　
　　該系統(tǒng)循環(huán)過程為：1→A→3′→4→5→6→7→8→6′→9→10→1。在油循環(huán)過程中約每隔20h從不同的點取油樣進(jìn)行分析，測試油的介損和顏色以考察油處理效果。在油處理過程中其介質(zhì)損耗因素和顏色的變化情況見表4。
　　
　　由表4可知，僅循環(huán)60h，加入2%的吸附劑，再生油的顏色和介質(zhì)損耗因素就大大改善。其它項目也全面達(dá)到了BS148：1984標(biāo)準(zhǔn)。濾油結(jié)束后，向變壓器補充了～1000kg的合格變壓器油。
　　 3結(jié)論
　　新型高效球形吸附劑具有：
　　a.使用方便，油耗少，既可用于接觸法再生，又可用于滲濾法再生。
　　b.脫色、脫酸、降介損等吸附性能優(yōu)良，能使再生油的質(zhì)量、性能、顏色等各方面指標(biāo)接近新油，是超高壓變壓器油處理的理想吸附劑；
　　c.再生效果好，生產(chǎn)投資孝成本低及適用范圍廣，可用于電力系統(tǒng)的廢油再生。
　　d.球形吸附劑的最佳工作溫度～55℃；球形吸附劑的正常加入量為1%～3%，油劣化比較嚴(yán)重時可適當(dāng)增加吸附劑的加入量。
　　
　　 參考文獻(xiàn)
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　　 2溫念球.電力用油實用技術(shù).北京：中國水利水電出版社，1998
　　 3郝有明等.電力用油實用技術(shù)問答.北京：中國水利水電出版社，2000
　　 4羅運柏等.高效吸附劑再生劣化電力用油的試驗研究.潤滑油，1995，10(2)：19
　　 5DL29.2—91顏色測定法