某电厂废变压器油再生处理研究

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①作者简介：赵晓林（1984，1—），女，汉族，山东泰安人，本科，工程师，主要从事电力油质分析与监督工作。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.36.071
某电厂废变压器油再生处理研究
①
赵晓林
(安徽华电宿州发电有限公司 安徽宿州 234000)
摘 要：采用不同再生介质对废变压器油进行再生试验，结果表明：2%强极性分子吸附剂50℃时对废变压器油再生处理的效果远远优于硅胶、氧化铝、硅藻土和白土，能使废变压器油的水溶性酸、酸值、介质损耗因数、油泥与沉淀物、界面张力及体积电阻率达到500kV电压等级投运前油的质量标准，对处理后的油再添加0.5%的T501抗氧化剂，可进一步提高油的抗氧化性能，保持油质稳定。

关键词：变压器油 再生处理 抗氧化剂中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)12(c)-0071-02
变压器油是充油电力设备最主要的绝缘和冷却介质，其在电气设备的使用过程中，会逐渐劣化变质，当其各项性
能达到了换油的要求时，会退出设备失效而报废[1]。

废油属于可再生和综合利用资源，其氧化产物只占很少的一部分，一般为总量的1%~25%[2]，其主体仍为基础油[3]，因此对于退出运行的变压器油，只要未被其他油品污染，经过一定的再生及净化处理，可以恢复其性能，重新再利用。

废油的再生一般分为再炼制工艺、再精制工艺和再净化工艺三种。

其中再精制工艺指通过化学处理或物理化学处理，除去溶解在废油中的氧化产物或外来污染物，一般用来处理没有混入轻质油品也没有混入必须蒸馏才能分离的杂质的废油[4]。

利用吸附剂吸附再生就属于再精制工艺的一种，常见的吸附剂有硅胶、氧化铝、白土、硅藻土等。

1 报废变压器油油质评估
由于矿物绝缘油（通常称变压器油）是由各种烃类组
成，因此在运行过程中受温度、空气、金属、电场等影响会逐渐劣化，如遇到高温过热等设备故障，则油质劣化会加速。

当其无法满足运行中油质的要求时，会报废退出运
行。

为了全面评估油质状况，按照GB/T 7595-2017《运行中
变压器油质量》[5]对该报废变压器油的主要项目进行分析试验，结果见表1。

由表1可以看出，该废变压器油的酸值、水分、介质损耗因数及油泥与沉淀物均超出运行油标准要求，击穿电压也已达到超标的边缘，这说明该油的确已严重劣化变质，属报废油。

2 废变压器油再生处理研究
2.1 不同再生介质处理效果对比
表2的结果说明，经不同吸附剂吸附再生处理后，油的各项性能均得以改善，然而强极性分子吸附剂的再生效果最好，再生处理后的介质损耗因数降低了13倍以上，界面张力和体积电阻率显著提高，油中油泥得以除去。

硅胶的再生效果次之，再次是硅藻土，活性氧化铝和活性白土的效果最差。

分析这正是由于强极性分子吸附剂不但具有较大的比表面积（大于530m 2·g -1）,而且该吸附剂在合成时以Y型分子筛为载体，用稀土金属进行了离子交换，使其内部空隙表面高度极化，产生了较强的静电场，因而对极性物质有较强的吸附作用。

变压器油的主要成分为烃
检 验 项 目废变压器油GB/T 7595
500kV变压器油质量指标
试验方法外状
透明，无杂质或悬浮物
透明，无杂质或悬浮物
外观目视水溶性酸（ pH值） 5.2≥4.2GB/T 7598酸值，mgKOH/g 0.13≤0.1GB/T 264闭口闪点，℃142≥135GB/T 261水分，mg/L
25≤15GB/T 7600界面张力（25℃），mN/m 24.1≥19GB/T 6541介质损耗因数（90℃）
0.028≤ 0.02GB/T 5654击穿电压
52≥50DL/T429.9体积电阻率（90℃），Ω·m 7.7×1010
≥1×1010
DL/T 421油泥与沉淀物(质量分数)，%
0.05<0.02 （以下可忽略不计）
GB/T 511腐蚀性硫
非腐蚀性
非腐蚀性
SH/T 0804
表1 报废变压器油主要指标分析结果
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类，其老化产物为含羟基、羧基及羰基的极性化合物，这些化合物极易被强极性分子吸附剂吸附而予以除去，再生效果好。

硅胶、活性氧化铝、活性白土、硅藻土都依靠大的比表面积进行吸附，除去油中老化产物的能力较弱，再生效果较差。

几种常见的吸附剂的比表面积及最佳使用温度如下：硅胶活性表面积为300～500m 2/g，最佳使用温度为30℃～50℃，活性氧化铝活性表面积为180～370m 2/g，最佳使用温度为50℃～70℃，硅藻土活性表面积为100～300m 2/g，最佳使用温度为100℃～150℃，强极性吸附剂活性
表面积为＞530m 2
/g，最佳使用温度为50℃～80℃，活性白土活性表面积为100℃～300m 2/g，最佳使用温度为100℃～150℃。

2.2 油液老化及添加抗氧剂试验
由于油的介质损耗因数等指标劣化是由于油的热氧化所致，为了提高再生后油的抗氧化能力，对再生后油进行老化及添加T501抗氧化剂试验，以确定是否可通过添加抗氧剂延长油的使用寿命。

为此对强极性吸附剂处理后的油样进行添加抗氧剂前后的开口杯老化试验(115℃,72h)，试验结果对比见表3。

综合上述试验结果可以得出，使用2%的强极性吸附剂对该油进行再生处理并添加0.5%的抗氧剂，可以恢复油质，且保持油质稳定。

吸附剂
测试结果
介质损耗因数90℃
酸值mgKOH/g 界面张力25℃，mN/m
油泥与沉淀物, %
体积电阻率90℃,Ω·m 再生处理前油0.0280.13524.10.057.7×10102%（m/m）硅胶
再生后油
0.0080.05232.20.046×10122%（m/m）活性氧化铝
再生后油
0.0190.12128.60.049.0×10112%硅藻土（m/m）
再生后油
0.0110.09626.50.05 2.2×10112%（m/m）强极性吸附剂
再生后油
0.00210.010
42.5<0.02 2.3×10132%（m/m）活性白土
再生后油
0.021
0.111
30.1
0.02
2.1×1011
表2 不同吸附剂对废变压器油吸附再生处理结果对比
表3 开口杯老化试验结果
3 结语
(1)强极性分子吸附剂再生变压器油效果最好，硅胶的
再生效果次之，再次是硅藻土，活性氧化铝和活性白土的效果最差。

(2)使用2%的强极性吸附剂对该油进行再生处理并添加0.5%的T501抗氧剂，不但可以恢复油质，且可保持油质稳定。

参考文献
[1] 汪红梅,林钊惠,易亚杰,等.废变压器油的分析与再生可行性研究[J].变压器,2012（10）：51-53.[2] 张贤明，焦昭杰，贾玉梅,等.工业污染废润滑油再生技术[J].环境科学与技术，2008（3）：39-42.[3] 陆诗建，李清方，张建,等.润滑油概述及其废液回收进展[J].化学工程与装备，2009（5）：132-136.[4] 戴钧樑,戴立新.废润滑油再生[M].北京：中国石化出版社,2012.
[5] 王娟,孟瑞钧,李卫国,等.强效极性分子吸附剂用于汽轮机油再生处理的研究[J].中国电力,2014,47（8）：119-122.
油样介质损耗因数90℃酸值 mgKOH/g 油泥析出老化前老化后老化前老化后老化后再生前油样0.0280.05390.1350.186有1%吸附剂再生后油0.00220.0220.0150.036有2%吸附剂再生后油0.00210.0120.0100.031有1%吸附剂处理加0.25%抗氧剂—0.084—0.028有1%吸附剂处理加0.5%抗氧剂—0.079—0.026有2%吸附剂处理加0.25%抗氧剂—0.0036—0.015有2%吸附剂处理加0.5%抗氧剂
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