CN107216939A - 绝缘油的真空吸附再生综合处理系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘油真空吸附再生综合处理系统，进油口的输出端与初滤器的输入端贯通连接；初滤器的输出端与加热器的输入端贯通连接；加热器的输出端与真空分离器的输入端贯通连接；真空分离器的气体输出端与汽水分离器输入端贯通连接；汽水分离器的输出端与罗茨泵的输入端贯通连接，罗茨泵的输出端与真空泵的输入端贯通连接；真空分离器的油品输出端与精滤器的输入端连接，精滤器的输出端与并联的各再生过滤器的输入端连接，各再生过滤器的输出端与精滤器的下部输入端贯通连接；精滤器的输出端与出油口贯通连接。该系统可脱除绝缘油中的腐蚀性硫、溶解铜、老化产物等有害物质，提升变压器油现场处理效率，有力保障变压器的安全稳定运行。

Description

绝缘油的真空吸附再生综合处理系统及其应用

技术领域

本发明属于油质净化处理技术领域，具体来说涉及一种新型绝缘油真空吸附再生综合处理装置。

背景技术

部分绝缘油产品由于其原油组分和精制工艺的原因而存在少量腐蚀性硫化物，主要为硫醇、二苄基二硫、亚砜。这些硫化物往往在变压器运行过程中对铜线圈产生腐蚀，在绝缘纸上形成硫化亚铜，造成绝缘纸绝缘性能降低，从而引发变压器绝缘层击穿，导致变压器损坏。例如广东电网、华东电网、福建电网都发现了因腐蚀性硫导致的不同程度的变压器故障。绝缘油在设备运行中还会与铜线圈发生反应产生溶解铜，与氧气、水分等反应分解产生醇、醛、酮、酸等老化产物。溶解铜、老化产物常常导致变压器油介损升高，增大变压器损耗，引起变压器发热，降低绝缘材料使用寿命，威胁变压器安全稳定运行。

对绝缘油中腐蚀性硫、溶解铜、老化产物等进行现场处理需要利用宝贵的停电时间，在保证安全的情况下开展处理工作。

真空滤油是一种广泛应用的油质处理技术，是根据水和油的沸点不同原理而设计的，真空泵将真空罐内的空气抽出形成真空，油液加热至55-60℃后通过喷翼飞快旋转将油分离成半雾状进入真空罐，油中的水份急速蒸发成水蒸气并连续被真空泵吸入冷凝器内。进入冷凝器的水蒸气经冷却后再还原成水放出，在真空罐内的油液，被油泵输入精滤器通过滤纸或滤芯将微粒杂质过滤出，从而完成真空滤油机迅速除去油中杂质、水份、气体、小分子挥发物质的全过程，使洁净的油从出油口输出。但真空滤油无法将绝缘油中沸点较高的溶解性杂质去除。

吸附再生是一种应用较广泛的油品再生技术，通过吸附剂对油中溶解性杂质的脱除，从而实现油品酸值降低、介损降低等效果，恢复油品性能。比如使用绝缘油腐蚀性硫脱除剂(专利号：201310183430.7)可将腐蚀性硫化物从绝缘油中脱除。但直接对油品进行吸附处理时，油中的水分、小分子挥发物质等杂质会优先占据吸附剂的“活性位”，从而导致吸附剂的使用效率大大降低，导致腐蚀性硫、溶解铜、老化产物等物质脱除效率降低。

如何将真空、吸附等油处理技术有效集成，解决吸附剂“中毒”问题，提升油处理效率，充分利用电网停电时间，一直是油质处理领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述能够同时将腐蚀性硫化物、水分等从绝缘油中脱除的装置一直短缺的现状与利用有限停电时间开展设备检修，保障电气设备安全稳定运行的需要，提供一种新型绝缘油真空吸附再生综合处理装置，以期尽快解决变压器油中腐蚀性硫、溶解铜、老化产物脱除效率的问题。

本发明的技术方案是，

一种绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，包括进油口1、初滤器2、加热器7，真空分离器9、汽水分离器10、罗茨泵12、真空泵13、精滤器17、精滤器18、并联的若干再生过滤器、出油口22；

其中，进油口1的输出端与初滤器2的输入端贯通连接；初滤器2的输出端与加热器7的输入端贯通连接；加热器7的输出端与真空分离器9的输入端贯通连接；真空分离器9的气体输出端与汽水分离器10输入端贯通连接；汽水分离器10的输出端与罗茨泵12的输入端贯通连接，罗茨泵12的输出端与真空泵13的输入端贯通连接；

真空分离器9的油品输出端与精滤器17的输入端连接，精滤器17的输出端与并联的各再生过滤器的输入端连接，各再生过滤器的输出端与精滤器18的下部输入端贯通连接；精滤器18的输出端与出油口22贯通连接。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，初滤器2的输出端与加热器7的输入端贯通连接管路上还依次设置有油泵3、单向阀4、压力开关5和流量开关6；

其中，初滤器2的输出端贯通连接所述油泵3的输入端；油泵3的输出端经过单向阀4、压力开关5和流量开关6贯通连接所述加热器7的输入端。

加热器7的输入端优选设置在加热器7的上部，输出端优选设置在加热器7的下部。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，加热器7的输出端与真空分离器9的输入端的贯通连接管路上设置有温度传感器8。

真空分离器9设置有下部的输入端，设置在底部的油品输出端和设置在顶部的气体输出端。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，真空分离器9的油品输出端与精滤器17的输入端贯通连接管路上设置有油泵14、单向阀15和压力开关16；

其中，真空分离器9的输出端贯通连接所述油泵14的输入端；油泵14的输出端经过单向阀15和压力开关16与所述出精滤器17的输入端贯通连接。

作为优选，精滤器17的输入端优选设置在精滤器17的下部；输出端优选设置在精滤器17的上部。

本发明中，所述的再生过滤器为并联连接的多个，所述的并联指将各再生过滤器的输入端相互连接，各再生过滤器的输出端相互连接。也可理解为：各再生过滤器的输入端单独或合并后与上一级的精滤器17输出端连接，各再生过滤器的输出端单独或合并后与下一级的精滤器18输入端连接。

作为优选，各再生过滤器的输入端设置在上部；输出端均设置在下部。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，再生过滤器有2个，为并联连接的再生过滤器19和再生过滤器20。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，再生过滤器20的输出端通过单向阀21与精滤器18的下部输入端贯通连接。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，精滤器17的输出端与并联的各再生过滤器的输入端连接的管路还设置有支路，所述的支路与精滤器18的上部输入端贯通连接。通过所述的支路可以便于单独使用真空滤油功能。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，各再生过滤器和精滤器18的底部均设置有油品循环出口，各油品循环出口分别或汇合后与初滤器2的油品循环入口贯通连接。如此设置可将处理过程中各吸附装置残留的绝缘油通过油泵输送回绝缘油储存设备，例如变压器中。

作为优选，所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统，汽水分离器10的输出端与罗茨泵12的输入端贯通连接管路上设置有电子真空计11。

本发明一种更优选的绝缘油腐蚀性硫脱除系统，包括有一个进油口1，一个初滤器2，两个带电机的油泵3、14，三个单向阀4、15、21，两个压力开关5、16，一个流量开关6，一个加热器7，一个温度传感器8，一个真空分离器9，一个汽水分离器10，一个电子真空计11，一个罗茨泵12，一个真空泵13，两个精滤器17、18，两个再生过滤器19、20，一个出油口22；

其中所述初滤器2的输入端贯通连接所述进油口1的输出端；该初滤器2的输出端贯通连接所述油泵3的输入端；该油泵3的输出端经过单向阀4、压力开关5和流量开关6贯通连接所述加热器7的输入端；该加热器7的输出端经过一个温度传感器8贯通连接所述一个真空分离器9的输入端；

该真空分离器9的输出端贯通连接所述油泵14的输入端；而该油泵14的输出端经过单向阀15和压力开关16与所述出精滤器17的输入端贯通连接；所述精滤器17的输出端与所述两个并联的再生过滤器19、20的输入端贯通连接；两个再生过滤器19、20的输出端贯通连接精滤器18；精滤器18的输出端与出油口22贯通连接；上述真空分离器9依次与汽水分离器10，电子真空计11，罗茨泵12，真空泵13连接。

作为优选，初滤罐2的填充有精密滤芯。

作为优选，初滤罐2的填充的滤芯的孔径为20～100μm。

所述的再生过滤器内填充有强极性吸附材料。

作为优选，所述的再生过滤器内填充有介孔分子筛和/或微孔分子筛。

作为优选，所述的介孔分子筛或微孔分子筛的粒径均为150～200μm。

作为优选，介孔分子筛为介孔MCM-41分子筛。

作为优选，微孔分子筛为微孔分子筛ZSM-5。

作为优选，精滤器17填充有精密滤芯。

进一步优选，精滤器17填充的精密滤芯的孔径为3～5μm；进一步优选为3μm。

作为优选，精滤器18同样填充有精密滤芯；其中，所述的精密滤芯的孔径为1～3μm，进一步优选为1μm。

所述的绝缘油优选为变压器绝缘油。

本发明还提供了一种利用所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统的应用，用于处理变压器绝缘油。理论上，本发明方法可处理现有大多数绝缘油，特别适合于变压器绝缘油的在线处理。

本发明所述的利用所述的绝缘油真空吸附再生综合处理系统的应用，待处理的绝缘油由进油口1输入，流经初滤罐2后经加热器7加热至50～100℃，将升温后的油品输入真空分离器8进行气液分离；气液分离后的油品依次经精滤器17、并联的再生过滤器、精滤器18的三段吸附；最后再经出油口22回流至绝缘油设备。

本发明人研究表明，水分会优先占据分子筛的吸附活性中心，挤占对其他有害物质的吸附能力。为了提高吸附材料的吸附速度、容量和效率，通过所述的系统，优先将绝缘油中的水分脱除，再通过再生过滤器，有助于明显提升绝缘油中的物质的去除效果。

通过本发明的系统，可用于脱除绝缘油中的腐蚀性硫、溶解铜、老化产物等有害物质，可高效、就地处理变压器的绝缘油，提升变压器油现场处理效率，有力保障变压器的安全稳定运行。

作为优选，在所述的系统中，绝缘油的流量为50～150L/min。

理论上，真空分离器8中的真空度越高越好。

作为优选，真空分离器8中的真空度小于或等于100Pa。

作为优选，加热器7加热后输出的绝缘油的温度为80～100℃。

研究表明，本系统解决现有系统吸附效率低的问题，通过本发明的系统，可有效提升绝缘油的各杂质物料的处理效果。

本发明所述的系统独创性地优先去除水分，可以大幅提升吸附剂的使用效率，并且在吸附再生的过程中同时进行真空滤油处理(通过所述的支路)，可省去常规工艺吸附再生后再进行真空滤油的一个流程，可将整个绝缘油处理时间缩短至两天，对节约停电时间，提高现场工作效率具有重要的意义。

本发明的工作原理是：从变压器流出的绝缘油通过带粗滤芯的初滤罐2，再通过加热器7加热至50～100℃，进入真空分离器8，去除水分和易挥发杂质，得到初步净化后的变压器油，可以大幅减少吸附剂“活性位”被水分和杂质占用，然后经过精滤器17后进入再生过滤器(19、20)，由于再生过滤器滤芯中填充有对腐蚀性硫、溶解铜、老化产物等具有选择吸附能力的高效吸附剂，可脱除绝缘油中的腐蚀性硫化物。当绝缘油经过带精密滤芯的精滤器18时，可以确保绝缘油的颗粒度符合要求，然后让经过精滤器18的绝缘油回到变压器中，在变压器与处理装置之间不断循环，直至腐蚀性硫完全脱除。

本发明的有益效果是：

本发明系统可独创性地优先脱除待处理绝缘油中的水分，更有助于后续其他组分的脱除。

本发明所述的系统设置有用于单独真空滤油处理的支路，可在绝缘油吸附再生的过程中同时进行真空滤油处理，可省去常规工艺吸附再生后再进行真空滤油的一个流程，处理时间可缩短至两天。

可对变压器进行腐蚀性硫、溶解铜、老化产物现场处理，脱除受处理变压器绝缘油中的腐蚀性硫化物、溶解铜、老化产物等影响变压器安全稳定运行的有害物质，有力保障变压器的安全可靠运行。

附图说明

图1是本发明新型绝缘油真空吸附再生综合处理装置一个具体实施例的结构示意图，图中标示为：

1——进油口， 2——初滤器，

3——油泵电机， 4——单向阀，

5——压力开关， 6——流量开关，

7——加热器， 8——真空分离器，

9——温度传感器， 10——汽水分离器，

11——电子真空计， 12——罗茨泵，

13——真空泵， 14——油泵电机，

15——单向阀， 16——压力开关，

17——精滤器， 18——精滤器，

19——再生过滤器， 20——再生过滤器，

21——单向阀， 22——出油口。

具体实施方式

参见附图1，图1所示本发明新型绝缘油真空吸附再生综合处理装置。该实施例的进油口1和出油口22均采用市售H14H-25 DN50型通用球阀。初滤器2采用市售HDX-40×10型滤芯。单向阀4、15、21均采用市售H24H-25 DN50型通用单向阀。压力开关5、16采用采用市售YWK-50/C型控制器。流量开关6采用市售DBW-50型电磁溢流阀。油泵电机3、14采用市售TW-10型电机配搭SN型螺杆泵，功率1500W，流速100L/min。加热器7采用市售HJ-15型加热器。真空分离器8采用市售ZK-3型分离器，温度传感器9采用市售KSD-301型传感器。电子真空计采用市售ZKJ-13型真空计。罗茨泵12采用市售TPP-110型泵。真空泵采用市售PF-31型泵。再生过滤器19、20采用市售30-150-207型吸附滤芯。精滤器17、18采用市售HDX-40×1型精密滤芯。以上部件按照上述技术方案参照附图1所示进行连接，即所述初滤器2的输入端贯通连接所述进油口1的输出端。该初滤器2的输出端贯通连接所述油泵3的输入端。该油泵3的输出端经过单向阀4、压力开关5和流量开关6贯通连接所述加热器7的输入端。该加热器7的输出端经过一个温度传感器8贯通连接所述一个真空分离器9的输入端。该真空分离器9的输出端贯通连接所述油泵14的输入端。而该油泵14的输出端经过单向阀15和压力开关16与所述出精滤器17的输入端贯通连接。所述精滤器17的输出端与所述两个并联的再生过滤器19、20的输入端贯通连接。两个再生过滤器19、20的输出端贯通连接精滤器18。精滤器18的输出端与出油口22贯通连接。

上述真空分离器9依次与汽水分离器10，电子真空计11，罗茨泵12，真空泵13连接。

采用以上系统实施以下实施例：

实施例1

为一台110kV特变电工SFZ8-31500/110型变压器实施绝缘油再生处理，据现场记录，油重16.3吨，总腐蚀性硫21.3mg/kg，溶解铜含量1.8mg/kg，油介损2.4％，

待处理的绝缘油由进油口1输入，流经初滤罐2后经加热器7加热至80℃，将升温后的油品输入真空分离器8进行气液分离；气液分离后的油品依次经精滤器17、并联的再生过滤器、精滤器18的三段吸附；最后再经出油口22回流至绝缘油设备。

初滤罐2的填充的滤芯的孔经为20～100μm。

真空分离器8中的真空度小于或等于100Pa。

精滤器17填充的精密滤芯的孔径为3μm。

所述的再生过滤器19、20均采用MCM-41介孔分子筛作为再生吸附剂；粒径为150～200μm。

精滤器18填充的精密滤芯的孔径为1μm。

在所述的系统中，绝缘油的流量为100L/min。

循环处理3天后，总腐蚀性硫含量4.5mg/kg，溶解铜含量0.1mg/kg，油介损0.1％。

实施例2

和实施例1相比，区别在于，加热器7加热至50℃。循环3天后，总腐蚀性硫含量18.5mg/kg，溶解铜含量0.6mg/kg，油介损0.8％。

由以上构成的本发明的该例新型绝缘油真空吸附再生综合处理装置经试制试用被证明效果良好，完全达到设计要求。

Claims (16)

1.一种绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，包括进油口(1)、初滤器(2)、加热器(7)，真空分离器(9)、汽水分离器(10)、罗茨泵(12)、真空泵(13)、精滤器(17)、精滤器(18)、并联的若干再生过滤器、出油口(22)；

其中，进油口(1)的输出端与初滤器(2)的输入端贯通连接；初滤器(2)的输出端与加热器(7)的输入端贯通连接；加热器(7)的输出端与真空分离器(9)的输入端贯通连接；真空分离器(9)的气体输出端与汽水分离器(10)输入端贯通连接；汽水分离器(10)的输出端与罗茨泵(12)的输入端贯通连接，罗茨泵(12)的输出端与真空泵(13)的输入端贯通连接；

真空分离器(9)的油品输出端与精滤器(17)的输入端连接，精滤器(17)的输出端与并联的各再生过滤器的输入端连接，各再生过滤器的输出端与精滤器(18)的下部输入端贯通连接；精滤器(18)的输出端与出油口(22)贯通连接。

2.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，再生过滤器有2个，为并联连接的再生过滤器(19)和再生过滤器(20)。

3.如权利要求2所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，再生过滤器(20)的输出端通过单向阀(21)与精滤器(18)的下部输入端贯通连接。

4.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，精滤器(17)的输出端与并联的各再生过滤器的输入端连接的管路还设置有支路，所述的支路与精滤器(18)的上部输入端贯通连接。

5.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，各再生过滤器和精滤器(18)的底部均设置有油品循环出口，各油品循环出口分别或汇合后与初滤器(2)的油品循环入口贯通连接。

6.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，初滤器(2)的输出端与加热器(7)的输入端贯通连接管路上还依次设置有油泵3、单向阀(4)、压力开关(5)和流量开关(6)；

其中，初滤器2的输出端贯通连接所述油泵(3)的输入端；油泵(3)的输出端经过单向阀(4)、压力开关(5)和流量开关(6)贯通连接所述加热器(7)的输入端。

7.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，加热器(7)的输出端与真空分离器(9)的输入端贯通连接管路上设置有温度传感器(8)。

8.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，真空分离器(9)的油品输出端与精滤器(17)的输入端贯通连接管路上设置有油泵(14)、单向阀(15)和压力开关(16)；

其中，真空分离器(9)的输出端贯通连接所述油泵(14)的输入端；油泵(14)的输出端经过单向阀(15)和压力开关(16)与所述出精滤器(17)的输入端贯通连接。

9.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，汽水分离器(10)的输出端与罗茨泵(12)的输入端贯通连接管路上设置有电子真空计(11)。

10.如权利要求1所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，精滤器(17)的输入端设置在精滤器(17)的下部；输出端设置在精滤器(17)的上部；

各再生过滤器的输入端设置在上部；输出端均设置在下部；

真空分离器(9)的气体输出端设置在真空分离器(9)的顶部；汽水分离器(10)的油品输出端设置在底部。

11.如权利要求1～10任一项所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，

初滤罐(2)的填充的滤芯的孔径为20～100μm；

所述的再生过滤器内填充有介孔分子筛和/或微孔分子筛；其中，所述的介孔分子筛或微孔分子筛的粒径均为150～200μm。

12.如权利要求1～10任一项所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统，其特征在于，精滤器(17)、精滤器(18)均填充有精密滤芯；其中，精滤器(17)填充的精密滤芯的孔径为3～5μm；精滤器(18)填充的精密滤芯的孔径为1～3μm。

13.一种利用权利要求1～12任一项所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统的应用，其特征在于，待处理的绝缘油由进油口(1)输入，流经初滤罐(2)后经加热器(7)加热至50～100℃，将升温后的油品输入真空分离器(8)进行气液分离；气液分离后的油品依次经精滤器(17)、并联的再生过滤器、精滤器(18)的三段吸附；最后再经出油口(22)回流至绝缘油设备。

14.如权利要求13所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统的应用，其特征在于，绝缘油的流量为50～150L/min；真空分离器(8)中的真空度小于或等于100Pa。

15.如权利要求13或14所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统的应用，其特征在于，所述的绝缘油为变压器绝缘油。

16.如权利要求15所述的绝缘油的真空吸附再生综合处理系统的应用，其特征在于，用于处理变压器绝缘油的腐蚀性硫、溶解铜、老化产物中的至少一种。