變壓器器身干燥中煤油氣相干燥設(shè)備的應(yīng)用探究

摘 要：煤油氣相干燥的原理就是利用氣化點(diǎn)高于水的煤油作為加熱介質(zhì)，首先將煤油進(jìn)行加熱生成煤油蒸汽，然后通過導(dǎo)管將熱的煤油蒸汽噴到變壓器上。熱的煤油蒸汽與冷的變壓器接觸后，熱量由煤油蒸汽傳遞給變壓器，煤油蒸汽冷凝后重新生成煤油液體，冷凝后的煤油液體重新流回蒸發(fā)器中重新加熱。隨著這個(gè)過程的不斷進(jìn)行，變壓器受熱后溫度升高，當(dāng)變壓器溫度升高到水的沸點(diǎn)后，變壓器內(nèi)部的水分受熱蒸發(fā)，進(jìn)而蒸發(fā)出變壓器內(nèi)的水分，從而達(dá)到干燥變壓器的目的。

關(guān)鍵詞：煤油；干燥；變壓器

1 前言

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，電力發(fā)揮著不可替代的作用，變壓器是電力建設(shè)的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，輸變電設(shè)備將向著新結(jié)構(gòu)、高電壓和大容量的方向發(fā)展。因此超高壓變壓器的發(fā)展勢(shì)態(tài)迅猛，具有廣闊的市場(chǎng)前景。在實(shí)際使用過程中，變壓器的工作環(huán)境較惡劣，經(jīng)常受到風(fēng)雨的侵蝕，變壓器受潮后無法正常工作，需要對(duì)其進(jìn)行完全的干燥。煤油氣相干燥設(shè)備相較于傳統(tǒng)干燥的設(shè)備具有加熱速度快、均勻加熱、干燥效果好等優(yōu)點(diǎn)，在目前大型變壓器的干燥處理中的發(fā)揮著重要的作用。

2 煤油氣相干燥設(shè)備的干燥過程

2.1準(zhǔn)備階段

為了干燥過程的安全進(jìn)行，需要將變壓器里的空氣抽出，將其壓力將至700Pa左右，此時(shí)的氣相單元壓力約為1000Pa左右，冷凝液收集罐的壓力約為1500Pa。再將導(dǎo)熱煤油注入到瀑布式蒸發(fā)器中，然后啟動(dòng)開關(guān)對(duì)煤油進(jìn)行加熱，直至產(chǎn)生煤油蒸汽。這個(gè)階段一般約為2-4小時(shí)。

2.2加熱階段

打開蒸發(fā)器和油箱間的聯(lián)通閥門，煤油蒸汽便由蒸發(fā)器流入到油箱中。加熱初期，由于變壓器溫度較低，煤油蒸汽進(jìn)入油箱后冷凝留存到油箱中。冷凝后的煤油經(jīng)過輸送泵重新流回蒸發(fā)器中。此過程循環(huán)進(jìn)行，煤油冷凝熱的不斷釋放，變壓器器身不斷吸收冷凝熱導(dǎo)致溫度逐漸升高。當(dāng)變壓器溫度達(dá)到120℃左右時(shí)，此時(shí)變壓器的溫度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)保持不變，而滲入到變壓器中的水分會(huì)不斷的蒸發(fā)生成水蒸氣，蒸發(fā)的水蒸氣和煤油蒸汽組成的混合物會(huì)由泵送至冷凝器中。進(jìn)入冷凝器中的混合物經(jīng)過冷凝，生成水和煤油，由于密度不同會(huì)呈現(xiàn)水下油上的分層，進(jìn)而出去雜質(zhì)水，煤油又重新流入蒸發(fā)器中。這個(gè)階段一般維持20-30小時(shí)，根據(jù)變壓器器身溫度和出水量判定階段的結(jié)束。

2.3降壓階段

停止蒸發(fā)器向油箱中輸送煤油蒸汽，在伴熱帶和保溫層的作用下維持變壓器油箱的恒溫狀態(tài)。用泵對(duì)油箱進(jìn)行抽真空，殘留在變壓器器身上的煤油蒸發(fā)并被抽到冷凝器中，最終流回蒸發(fā)器中。降壓階段一般持續(xù)4小時(shí)以上，當(dāng)變壓器油箱的真空度達(dá)到2000Pa左右時(shí)，再將剩余的煤油抽出，該階段結(jié)束。

2.4高真空階段

停止氣相系統(tǒng)，并關(guān)閉變壓器的所有閥門，真空泵全力運(yùn)行，使油箱內(nèi)的壓力降到50Pa以下。由于不斷地進(jìn)行抽真空，這個(gè)階段變壓器器身的溫度會(huì)降低，需要用伴熱帶對(duì)其進(jìn)行加熱，將溫度維持在120℃左右。最終殘留的微量水分和煤油被抽出，這個(gè)階段根據(jù)變壓器的大小，大約為24-48小時(shí)。

3 煤油氣相干燥設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

3.1加熱速度快，最終溫度高

空氣的比熱容為103J/（kg·℃），而煤油比熱容為2.1×103J/（kg·℃），煤油的比熱容遠(yuǎn)大于空氣的。傳統(tǒng)的變壓器干燥方法采用空氣作為傳熱介質(zhì)，空氣分子攜帶的熱量遠(yuǎn)小于煤油分子的。分子通過碰撞與變壓器器身發(fā)生熱交換，相較于煤油分子，空氣分子的加熱效率較低，加熱的溫度也不高，當(dāng)干燥體積較大的變壓器時(shí)，加熱的時(shí)間就會(huì)非常長(zhǎng)。而煤油干燥是通過煤油蒸汽進(jìn)行熱交換，加熱效率非常高，最終的加熱溫度也很高。

3.2加熱均勻

煤油氣相干燥設(shè)備在加熱初期，變壓器表面溫度要高于內(nèi)部鐵心溫度，但隨著加熱過程的進(jìn)行，變壓器器身溫度不斷升高，與煤油蒸汽之間的溫差越來越小。而內(nèi)部鐵心溫度較低，煤油蒸汽繼續(xù)將熱量傳遞給鐵心，煤油蒸汽傳遞熱量后變?yōu)橐簯B(tài)，在鐵心部位形成低壓區(qū)。隨著煤油蒸汽不斷將熱量傳遞給鐵心，鐵心的溫度不斷升高，直到與煤油蒸汽溫度接近，相變換熱才會(huì)逐漸減弱。到干燥階段的后期，變壓器器身各部分的溫度趨于相同，溫度分布非常均衡。

3.3干燥速度快

傳統(tǒng)采用空氣作為加熱介質(zhì)，在干燥過程中，較高溫度條件下變壓器會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，而對(duì)變壓器造成損害，因此要控制加熱溫度，一般是110℃以下。而煤油氣相干燥在加熱準(zhǔn)備階段，就將油箱抽至較高的真空，油箱中的空氣含量極低，隨著加熱的進(jìn)行，不斷地抽出油箱中的殘余氣體。因此，在整個(gè)干燥過程中，變壓器器身周圍是真空狀態(tài)，不存在空氣，因此，加熱溫度可以達(dá)到130℃。溫度越高，變壓器器身中水分向外擴(kuò)散的速度也越快。

3.4能清潔變壓器器身

煤油氣相干燥設(shè)備采用煤油作為熱媒介，當(dāng)煤油蒸汽將熱量傳遞給變壓器器身后，由氣相變?yōu)橐合唷＠淠蟮拿河鸵后w順著變壓器器身流下，能對(duì)變壓器器身進(jìn)行清潔，除去器身上的灰塵、纖維等雜質(zhì)。攜帶雜質(zhì)的冷凝煤油再流入到冷凝器中，通過冷凝器的過濾處理，去除煤油中的雜質(zhì)。經(jīng)過干燥后，變壓器器身就會(huì)變得非常干凈。

3.5自動(dòng)化程度高

煤油氣相干燥設(shè)備主要組成部分包括：煤油蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、煤油蒸汽冷凝系統(tǒng)、煤油冷凝物回收系統(tǒng)、真空泵組、變壓器油箱、自動(dòng)控制系統(tǒng)。煤油蒸汽干燥設(shè)備工藝復(fù)雜，所使用的元件數(shù)量多，部件要配套使用，自動(dòng)化程度高。在干燥過程中系統(tǒng)自動(dòng)保存原始數(shù)據(jù)，為工作人員對(duì)改進(jìn)干燥工藝參數(shù)提供了可靠的依據(jù)。并且操作過程完全由電腦控制，能更準(zhǔn)確的控制好干燥溫度和整個(gè)干燥過程，節(jié)省了大量的人力物力。

4 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際干燥變壓器器身的過程中，應(yīng)該對(duì)變壓器器身進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。要根據(jù)相關(guān)規(guī)定來對(duì)變壓器是否需要干燥進(jìn)行判斷，確需干燥時(shí)才進(jìn)行干燥。總之，煤油氣相干燥設(shè)備在干燥變壓器器身上，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際干燥過程中我們要根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行干燥，并且還要對(duì)干燥過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。找出干燥過程中的不足以及煤油氣相干燥設(shè)備的缺陷，不斷對(duì)干燥過程和干燥設(shè)備進(jìn)行改良，進(jìn)而研究出更新型的干燥設(shè)備。

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作者簡(jiǎn)介：

曾茂松（1989.07--）；性別：男，籍貫：四川省巴中人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于中南林業(yè)科技大學(xué)；研究方向：煤油氣相干燥。