CN114011144A - 一种绝缘油净化处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种绝缘油净化处理装置及方法，所述装置包括超疏水过滤系统、基座、超声控制面板、进油泵、超声脱气本体、真空泵、压力表、超声控制器、集油桶、出油泵和超声探头；所述超声探头被设置在超声脱气本体内；所述超疏水过滤系统内部具有超疏水膜，超疏水膜用于过滤绝缘油中的水；所述方法为将待净化的绝缘油通过疏水膜，去除绝缘油的水；利用超声探头产生超声，去除绝缘油的水中的气体，同时利用真空泵将被去除后的气体排出，防止被去除后的气体再次被吸收。本装置操作简单、不需要加热，能耗低、效率高，具备非常好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于变压器绝缘油净化处理领域，具体涉及一种绝缘油净化处理装置及方法。
背景技术
变压器绝缘油在变电站运行中对充油的设备起到绝缘及降温作用，尤其对加入绝缘油的变压器起到非常重要的绝缘保护作用。通过对绝缘油进行色谱分析实验，测量其中水分和特征气体的含量，反映设备的运行状况。绝缘油长期运行会有水分和空气的混入，另外由于变压器内的电和热将对绝缘油渐渐产生老化、分解，将会产生甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等组分，这些水分和气体会诱发变压器的故障。随着变压器的故障不断演化，绝缘油分解现象产生的各种气体的总量越来越多，最终会发生产气量大于溶解量的情况，就会有一部分气体作为游离气体从绝缘油中释放出来，释放出的气体会影响变压器的正常运行，甚至会引发事故。
变压器油中气体的分离技术在变压器绝缘油中是必不可少的环节。目前普遍使用的变压器油中气体分离技术主要是抽真空脱气法。真空脱气法需要加热和反复脱气，能耗高、耗时长。基于目前基于环保和节能的要求，需要对变压器油中气体的分离技术进行优化升级。超声脱气是气液分离的常用方法，但是单纯的超声脱气往往效果较差，且在变压器油中脱气的应用并没有报道。
发明内容
本装置利用超疏水膜对微量水的高效去除能力，通过与超声联用，可以实现对变压器油中气体和水分的快速去除，从而实现变压器油的净化处理，本装置操作简单、不需要加热，能耗低、效率高，具备非常好的应用前景。
本申请提供了一种绝缘油净化处理装置，包括超疏水过滤系统、基座、超声控制面板、进油泵、超声脱气本体、真空泵、压力表、超声控制器、集油桶、出油泵和超声探头；所述超疏水过滤系统通过管道与进油泵相连；所述进油泵通过管道与超声脱气系统相连；所述超声脱气系统分别通过管道与真空泵和出油泵相连；所述出油泵通过管道与集油桶相连；所述压力表用于显示所述超声脱气本体的压力值；所述超疏水过滤系统内部具有超疏水膜，超疏水膜用于过滤绝缘油中的水；所述超声探头设置在所述超声脱气本体的内部；所述超声控制器一端连接超声探头，另一端连接超声控制面板，接收超声控制面板的操作指示，用于调节所述超声探头的运行参数；所述超声控制面板为一个操作界面，用于输入所述超声探头的运行参数。
优选的，所述超声控制器通过无线网分别连接所述超声探头和所述超声控制面板。
优选的，所述运行参数为超声探头的频率和功率。
优选的，所述超疏水过滤系统具有清理更换门。
优选的，所述超疏水过滤系统被固定在一个超疏水过滤系统支架上，用于连接基座与超疏水过滤系统。
优选的，所述超声脱气本体的设有液位检测传感器，所述液位检测传感器与超声控制面板相连接，超声控制面板根据液位检测传感器的液位数据，显示超声脱气本体中的液位。
优选的，所述超声探头包括测温本体，超声控制面板根据超声探头的温度数据，显示超声脱气本体中的温度。
另外，本申请还提出了一种绝缘油净化处理方法，将待净化的绝缘油通过超疏水膜，去除绝缘油的水；利用超声探头产生超声，去除绝缘油的水中的气体和残留的水分，同时利用真空泵将被去除后的气体和水分排出，防止被去除后的气体和水分再次被吸收。
由以上技术方案可知，在使用时把装有绝缘油的进油箱连接到进油口，通过进油泵的负压将绝缘油抽到超疏水过滤系统中，通过超疏水膜对绝缘油进行过滤，除去绝缘油中微量水分和部分气体；然后通过真空泵将绝缘油抽到超声脱气本体中，通过超声的作用实现绝缘油中气体和绝缘油的分离，但分离后的气体若不及时排除体系，则会被绝缘油再次吸收，不能有效的实现的绝缘油与气体的有效分离；另外，真空泵的作用，可以有助于实现体系中气体快速的溢出，有效防止分离的气体再被绝缘油吸收；最后绝缘油通过出油泵输送至集油桶中，从而可以实现脱出的气体的快速排除绝缘油体系。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请中一种绝缘油净化处理装置结构示意图；
图2为本申请中一种绝缘油净化处理装置中的超疏水过滤系统的内部示意图；
图3为本申请中一种绝缘油净化处理装置中的超声脱气本体的内部示意图；
图中，1-超疏水过滤系统、2-基座、3-超声控制面板、4-进油泵、5-超声脱气本体、6-真空泵、7-压力表、8-超声控制器、9-集油桶、10-出油泵和11-超声探头。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置及方法的示例。
本申请的目的在于提供一种绝缘油净化处理装置及方法，通过利用超疏水膜对微量水的高效去除能力，通过与超声联用，实现对变压器油中水分和气体的快速去除，从而实现变压器油的净化处理，解决目前的绝缘油中溶解气体去除方法能耗高、效率低的问题。
为实现上述目的，参见图1，本申请提供了一种绝缘油净化处理装置，包括超疏水过滤系统1、基座2、超声控制面板3、进油泵4、超声脱气本体5、真空泵6、压力表7、超声控制器8、集油桶9、出油泵10和超声探头11；所述超疏水过滤系统1通过管道与进油泵4相连；所述进油泵4通过管道与超声脱气系统相连；所述超声脱气系统分别通过管道与真空泵6和出油泵10相连；所述出油泵10通过管道与集油桶9相连；所述压力表7用于显示所述超声脱气本体5的压力值；参见图2，所述超疏水过滤系统1内部具有超疏水膜，超疏水膜用于过滤绝缘油中的水；参见图3，所述超声探头11设置在所述超声脱气本体5的内部；所述超声控制器8一端连接超声探头11，另一端连接超声控制面板3，接收超声控制面板3的操作指示，用于调节所述超声探头11的运行参数；所述超声控制面板3为一个操作界面，用于输入所述超声探头11的运行参数。
需要说明的是，所述超疏水膜和超声探头11是本装置的最核心部件，通过超声探头11在绝缘油中发出超声波，在绝缘油中振动，有利于绝缘油中气体的快速解析，通过真空泵6抽，可以实现脱出的气体的快速排除绝缘油体系。所述超疏水膜实现绝缘油的快速除水，对于变压器油中水分去除具有非常好的效果。
在一种优化的实施例中，所述超声控制器8通过无线网分别连接所述超声探头11和所述超声控制面板3。由于超声控制器8分别需要超声控制面板3和超声探头11传输电子数据信息，一般常用电连接的方式，而在本装置中由于结构多，液体也具有导电性，为了减少连接结构的繁琐和导电带来的安全隐患，可以优化采用无线网的方式连接。
在一种优化的实施例中，所述运行参数为超声探头11的频率和功率。由于每次超声脱气本体5中的液体和气体的比例会随时变化，这就需要超声探头11发出的超声波具有一定的可调性，改变频率，以应对在超声脱气本体5中的各种情况，同时改变功率可以，改变绝缘油中水和溶解气体的分离的速度。
在一种优化的实施例中，所述超疏水过滤系统1具有清理更换门。因为超疏水过滤系统1内部具有超疏水膜，需要定期更换，所以需要清理更换门以便于更换超疏水膜，同时去除液体中一些杂质。
在一种优化的实施例中，所述超疏水过滤系统1被固定在一个超疏水过滤系统1支架上，用于连接基座2与超疏水过滤系统1。配上支架，可以加固基座2与超疏水过滤系统1。
在一种优化的实施例中，所述超声控制面板3为一个液晶面板，所述液晶面板显示超声探头11的运行参数。液晶面板既能满足超声控制面板3的输入参数的功能，也能通过显示来拥有输出的显示功能，即显示超声探头11的运行参数。
在一种优化的实施例中，所述超声脱气本体5的设有液位检测传感器，所述液位检测传感器与超声控制面板3相连接，超声控制面板3根据液位检测传感器的液位数据，显示超声脱气本体5中的液位。
在一种优化的实施例中，所述超声探头11包括测温本体，超声控制面板3根据超声探头11的温度数据，显示超声脱气本体5中的温度。
本发明的工作原理及使用流程：在使用时把装有绝缘油的进油箱连接到进油口，通过进油泵4的负压将绝缘油抽到超疏水过滤系统1中，通过超疏水膜对绝缘油进行过滤，除去绝缘油中微量水分和部分气体；然后通过真空泵6将绝缘油抽到超声脱气本体5中，通过超声的作用实现绝缘油中气体和绝缘油的分离，但分离后的气体若不及时排除体系，则会被绝缘油再次吸收，不能有效的实现的绝缘油与气体的有效分离；另外，真空泵6的作用，可以有助于实现体系中气体快速的溢出，有效防止分离的气体再被绝缘油吸收；最后绝缘油通过出油泵10输送至集油桶9中。
另外，本申请还提出了一种应用在装置中的绝缘油净化处理方法，将待净化的绝缘油通过超疏水膜，去除绝缘油的水；利用超声探头11产生超声，去除绝缘油的水中的气体和残留的水分，同时利用真空泵6将被去除后的气体和水分排出，防止被去除后的气体和水分再次被吸收。
需要说明的是，利用超疏水膜对绝缘油的水去除，同时利用超声来去除绝缘油的水和气体的装置和方法，也可以应用在净化其他油中，例如矿物油和植物油。
一个具体的实施例中，在实验室实验室搭建的本装置，取绝缘油样品300L，进行净化处理，每隔一定时间进行总含气量和水分的测试。实验数据如下：实验室搭建的小试装置一套，取绝缘油样品300L，进行净化处理，每隔一定时间进行总含气量和水分的测试。实验数据如下：
| 时间，h | 油温，℃ | 真空度，MPa | 含气量，％ | 含水量，mg/L |
| 0小时 | 16.5 | -0.052 | 6.9 | 51 |
| 0.5小时 | 19.3 | -0.075 | 2.9 | 25 |
| 1小时 | 21.1 | -0.078 | 1.5 | 12 |
| 2小时 | 22.9 | -0.078 | 1.12 | 8 |
| 3小时 | 25.1 | -0.078 | 1.07 | 6 |
| 4小时 | 25.5 | -0.078 | 0.96 | 5 |
滤油后可提高油质理化指标，油中水分和含气量下降明显，均满足变压器设备运行油的要求，且2-3小时左右即可实现变压器油的净化处理，比目前真空脱气装置的效率提高70％以上，且不需要加热，能耗低40％以上。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种绝缘油净化处理装置，其特征在于，包括超疏水过滤系统(1)、基座(2)、超声控制面板(3)、进油泵(4)、超声脱气本体(5)、真空泵(6)、压力表(7)、超声控制器(8)、集油桶(9)、出油泵(10)和超声探头(11)；
所述超疏水过滤系统(1)通过管道与进油泵(4)相连；
所述进油泵(4)通过管道与超声脱气系统(5)相连；
所述超声脱气系统(5)分别通过管道与真空泵(6)和出油泵(10)相连；
所述出油泵(10)通过管道与集油桶(9)相连；
所述压力表(7)用于显示所述超声脱气本体(5)的压力值；
所述超疏水过滤系统(1)内部具有超疏水膜，超疏水膜用于过滤绝缘油中的水；
所述超声探头(11)设置在所述超声脱气本体(5)的内部；
所述超声控制器(8)一端连接超声探头(11)，另一端连接超声控制面板(3)，接收超声控制面板(3)的操作指示，用于调节所述超声探头(11)的运行参数；
所述超声控制面板(3)为一个操作界面，用于输入所述超声探头(11)的运行参数。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述超声控制器(8)通过无线网分别连接所述超声探头(11)和所述超声控制面板(3)。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述运行参数为超声探头(11)的频率和功率。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述超疏水过滤系统(1)具有清理更换门。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述超疏水过滤系统(1)被固定在一个超疏水过滤系统支架上，用于连接基座(2)与超疏水过滤系统(1)。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述超声控制面板(3)为一个液晶面板，所述液晶面板显示超声探头(11)的运行参数。
7.根据权利要求6所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述超声脱气本体(5)的设有液位检测传感器，所述液位检测传感器与超声控制面板(3)相连接，超声控制面板(3)根据液位检测传感器的液位数据，显示超声脱气本体(5)中的液位。
8.根据权利要求6所述的一种绝缘油净化处理装置，其特征在于：所述超声探头(11)包括测温本体，超声控制面板(3)根据超声探头(11)的温度数据，显示超声脱气本体(5)中的温度。
9.一种采用权利要求1-8中任意一种所述装置的绝缘油净化处理方法，其特征在于，将待净化的绝缘油通过超疏水膜，去除绝缘油的水；利用超声探头(11)产生超声，去除绝缘油的水中的气体和残留的水分，同时利用真空泵(6)将被去除后的气体和水分排出，防止被去除后的气体和水分再次被吸收。
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