六氟化硫回收利用_社会效益与经济效益并存
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国家电网报/2008年/5月/15日/第007版
技术
六氟化硫回收利用:社会效益与经济效益并存
本版编辑 刘文硕西安热工研究院有限公司孟玉婵安徽省电力科学研究院
范明豪河北省电力研究院孙心利
编者按5月9日~10日,中国电机工程学会变电专业委员会和《电力设备》杂志社在陕西西安共同主办了“电气设备用六氟化硫气体安全使用与回收利用研讨会”,其目的就是关注六氟化硫气体清洁回收利用等问题,为六氟化硫气体回收寻找经济效益与社会效益双赢的途径。
合理使用和管理六氟化硫气体是环保关键
2030年六氟化硫气体将被禁止使用,但目前尚未有其他气体能完全替代六氟化硫气体,因此以其为介质的产品仍占据主流地位。这是此次会议上,许多专家对六氟化硫设备发展的一个总体判断。
西安高压电器研究所张文兵认为:近期内六氟化硫产品在高压电器中的应用是不可替代的,随着电力建设的快速发展,未来10年仍将是这一类型产品快速发展的时期。但同时,环保的压力也将越来越大,减少使用六氟化硫气体,以及研制六氟化硫的替代产品也将渐成趋势。因此,从整体上看,目前合理地使用和管理六氟化硫气体,是达到环保要求的关键。
河北省电力研究院孙心利认为:控制六氟化硫废气排放的一项重要课题是强化管理。在日常六氟化硫设备的检修过程中,要采取严格的防护手段,防止人身伤害。同时要加强宣传,使各级单位意识到严格管理六氟化硫废气排放的重要性。
安徽省电力科学研究院范明豪认为:从环境保护方面来说,由于不可避免地泄漏,六氟化硫给大气造成了破坏,因此寻找一种替代气体成为大势所趋;六氟化硫的处理装置还没有做到小型化、现场化、易用化,这也给六氟化硫的回收处理带来了很大的不便,要使六氟化硫回收处理工作能够全面推广,研制出适用于现场处理的装置非常必要;对运行中的六氟化硫电气设备的检漏目前还很困难,激光成像六氟化硫气体检漏仪的昂贵价格使人望而却步,所以研制出价格相对低廉的类似于红外成像仪的六氟化硫气体检漏装置,对于准确找到泄漏点,进而指导现场检修非常必要;要加强经电弧分解后的六氟化硫对人体伤害的宣传,目前现场工作人员重视程度还不高。他建议加大这方面的宣传和采取必要的强制措施,以保护工作人员。
变压器气体质量标准的相关规定
根据生产实际和设备发展状况,我国运行六氟化硫电气设备用气体质量标准分为断路器、GIS 气体和运行变压器气体2个系列。其中,运行断路器、GIS气体标准包括了各电压等级的断路器、GIS、互感器及套管用气监督检测;运行变压器(以六氟化硫气体作为绝缘介质的变压器)用气标准则主要针对变压器而制定。
其中,变压器标准(DL/941-2005)适用于以六氟化硫气体作为绝缘介质的高压电力变压器的气体质量监督。六氟化硫气体绝缘电流互感器在没有相应的监督标准情况下也可以参照此标准执行。该标准内容包括:用于六氟化硫变压器的六氟化硫新气的质量监督;新安装的六氟化硫变压器在投运前的气体质量监督;运行中六氟化硫变压器气体质量监督及要求检测的项目和周期。
关于设备投运前气体质量监督标准的制定,与高压断路器相比,主要有以下几项变动:变压器设备气体泄露标准提高到0.1%;箱体和开关的露点温度应不高于-40℃,电缆箱等其余部位的露点温度不高于-35℃;与高压断路器相比,对水分的控制更严格。
运行中的六氟化硫变压器中气体质量,与投运前的气体质量不同在于:
1. 气体温度标准为:箱体和开关的露点温度应不高于-35℃,电缆箱等其余部位的不高于
-30℃。该标准比断路器和GIS的温度标准更为严格。
2.其余的试验项目应主要以气相色谱分析为主,所以标准列出空气和四氟化碳的指标和检测周期(1次/年),对于其他检测项目,如毒性、可水解氟化物、矿物油等,考虑到试验方法较繁琐,同时采气量较大,实施尚有困难,所以列为“必要时进行”。
3.运行气的空气和四氟化碳的指标,参照原《电力设备预防性试验规程》的规定,同时根据国内运行变压器故障气体监测情况,制定为空气指标为不大于0.2%,四氟化碳指标比原始测定值大0.01%时则应引起注意。
4.根据国内外研究,六氟化硫气体中二氧化碳、一氧化碳、氟化氢、二氧化硫等的检测在故障监测中是很重要的,一些变压器制造厂商在其设备维护手册中也建议对此加以检测。但是目前我国还没有这些组分的标准检测方法和仪器设备。为了收集数据、积累经验,在标准中我们建议在有条件的情况下进行检测,结果采用国际通用的报告形式。
5.对于国外提出的测定甲醛、乙醛、丙酮等组分,考虑国内没有方法,目前无法进行,没有列入。
关于气体混用的问题,以往基层单位提出的问题较多。问题主要集中在国外气体与国产气体的混合问题,以及新气与设备中气体的混合问题上。过去的标准对混气问题的说明不够明确,本标准明确要求所补气体必须符合新气质量标准,符合新气质量标准的气体均可以任何比例混合使用。这就表明进口气体与国产气体可以混用(条件是双方均符合我国的新气指标);同时在补气时,只要所补的气体符合我国的新气国家标准,就可以往设备中补充(设备气符合我国设备气的运行标准,新气就可以与设备气以任何比例混合使用)。
安徽公司六氟化硫回收再利用的经验
安徽省电力公司从2003年起,对电气设备中的六氟化硫气体回收处理及监督管理工作进行了研究和探索,并在六氟化硫回收处理利用、完善六氟化硫气体的全过程监控等方面取得了突破性进展。安徽省电力公司六氟化硫实验室也在2007年升格为国家电网公司六氟化硫实验室。
安徽省电力公司在实践中发现,目前条件下,六氟化硫气体回收处理工作牵涉到安徽省公司所属各级供电公司和技术支持部门,如何调动各方的积极性是一个非常重要的问题。安徽公司因此采取了这样的做法:颁布六氟化硫气体管理规定,表明公司在该项工作上的明确态度,方便进行管理政策调控,同时,把节能减排、六氟化硫气体回收循环利用的多少作为各地市供电公司的一项考核内容。考虑到该项工作开展时间不长,安徽公司下属的六氟化硫回收处理中心在处理量上还没有达到一定规模,故对处理中心在资金上给予必要的补贴扶持。
事实上,由于回收处理中心收取的处理费用远低于购买新气的费用,回收废气对供电公司和各级技术支持部门来说,都是有效益的。对供电公司而言,回收气体节约了生产成本,产生了经济效益。例如,2006年合肥供电公司肥西变10台500千伏六氟化硫罐式断路器解体检修,共需要将近6吨气体。这在当时以市场价购买的话,需要100万元左右。安徽省电科院利用自己研制的处理装置对回收来的六氟化硫气体进行净化处理,最后经严格的检验,达到标准后,再回充到500千伏断路器中,从而节省了这笔费用。根据计算,此次检修包括试验检测费在内,总共只花费了30多万元,供电公司节约了近70万元。各级技术支持部门通过对回收处理后的气体质量把关,收取检测费,也取得一定的收益。
六氟化硫气体回收处理中心主要业务是回收、处理和代购六氟化硫气体。经实际测算,回收处理中心的六氟化硫气体一年处理量达到10吨左右就可以完全独立运行,并略有盈余。
六氟化硫气体回收再利用的经济账
随着以六氟化硫作为绝缘介质的电气设备的解体大修和更换频繁,河北省电网系统的六氟化硫废气排放也越来越多。
为了解决电气设备解体大修时六氟化硫的排放问题,2007年河北省电力研究院在河北省电力公司支持下购置了日立信公司的一套六氟化硫回收处理装置。该装置配置了气体检漏仪、六氟化