CN202182561U - 绝缘油真空滤油系统用加热装置 - Google Patents

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葛鹰
树成茂
朱俊德
彭德宾
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Abstract

一种绝缘油真空滤油系统用加热装置，运用中间换热器间接加热技术，采用温度低于105℃的导热液体均匀加热绝缘油，完全避免了传统电加热器存在加热死区及局部温度超高的情况，从而避免绝缘油迅速裂解产生有害成分。

Description

绝缘油真空滤油系统用加热装置
所属技术领域
本实用新型涉及在绝缘油真空滤油系统中对绝缘油加热时采用的加热装置。
背景技术
绝缘油真空滤油系统是对绝缘油进行脱气脱水处理的主要设备。真空滤油系统主要包括：油泵、真空脱气罐、真空泵、电加热装置、过滤器及控制系统等组成。其工作过程是油泵将储油罐或者变压器中的绝缘油抽出，经粗滤后由加热器加热到60℃左右，进入真空罐，利用油、水、气在真空度下不同的饱和压力特性，由真空泵将挥发出来的水、气抽出真空罐，液态的绝缘油由排油泵抽出真空罐，经精滤器后送回储油罐或者变压器中。
采用对绝缘油进行加热，可以大大缩短真空脱气脱水的时间，显著降低处理后绝缘油中含气含水率。但是，绝缘油从微观上看是由不同分子量的碳氢化合物分子组成的，分子中含有CH4、CH2和CH化学基团，并由C-C键键合在一起。当对油液施加不同的能量时，由于能量的传递，经常会发生C-H键和/或C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基。在油液裂变过程中，这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应重新进行化合，从而形成氢气和低分子的烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体，或者生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物(X-蜡)，这就是油液的裂解。自然条件下油液的裂解非常缓慢而轻微，裂解产生的气体常常是10-6(μL/L)级的，因而对一般的油液来讲其裂解常常被忽略。绝缘油加热过程中，由于发生的能量传递比较大，因此可以观察到明显而快速的油液裂解。特别是在高温情况下时，会发生剧烈的裂解过程。因此，绝缘油允许的最高使用温度是105℃。
发明内容
要解决的技术问题：
目前传统真空滤油系统中加热绝缘油的方式包括蒸汽加热和电加热，其中电加热由于使用便捷，设备体积小，投资少而被广泛采用。而且在需要移动的真空滤油系统中，只能采用电加热型式。典型的绝缘油电加热装置类似于壳管式换热器，每根电加热管置于一根直径大于电加热管的隔离管内，管外为流动的绝缘油，绝缘油与电加热器间通过隔离管传热，由数根到数十根加热管并联构成加热装置。这种加热装置存在如下缺陷：第一，电加热管表面的温度有数百度，当电加热管局部区域与隔离管直接接触时，该处隔离管表面的温度会很高；第二，隔离管外流过的绝缘油的流速不一，在折流板死角及两端处会存在油流死区，该区域也会存在局部高温；上述第一、二点缺陷，会导致绝缘油产生剧烈裂解，影响加热后的油品质量。第三，为了避免隔离管表面温度过高，必须限制隔离管表面单位面积的功率密度小于1.5W/cm2，这就限制了单根电加热管的总功率，导致电加热管的根数增多，整个加热装置的体积庞大。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型在进行绝缘油加热时，不用电加热直接加热绝缘油，而是运用中间换热器间接加热技术，采用温度低于105℃的导热液体均匀加热绝缘油，通过导热液体在中间换热器中与绝缘油进行均匀热交换，完全避免了传统电加热器存在加热死区及局部温度过高的情况，从而避免绝缘油迅速裂解产生有害成分。
该加热装置主要包括：1)采用中间换热器，中间换热器的一侧流道中是导热液体，另一侧流道中是绝缘油。待加热的绝缘油与低于105℃的导热液体在中间换热器中进行间接热交换，2)加热器直接加热导热液体，然后由泵将低于105℃的导热液体送往中间换热器与绝缘油进行热交换。
在导热液体这一侧，加热罐中的电加热器加热导热液体至低于105℃，然后通过泵将加热后的导热液体泵入中间换热器，在中间换热器中与绝缘油进行热交换，最后导热液体从中间换热器流出返回加热罐。在绝缘油这一侧，绝缘油流过中间换热器时被加热至60℃左右，然后流出中间换热器。由于导热液体低于105℃，因此绝缘油不会超温，从而使通过此加热装置加热的绝缘油完全避免了绝缘油由于温度过高而迅速裂解的现象。
本实用新型的有益效果是：
绝缘油在中间换热器中与温度低于105℃的导热液体接触，完全避免了绝缘油由于温度过高而迅速裂解的现象。同时，由于电加热管可以直接浸没在导热液体中，电加热管的单位面积的功率密度可以提高到4.5W/cm2，电加热管的体积可以大大减小，加热管的总根数也减少，整套加热装置的体积比传统加热器紧凑，制造费用也降低。尤其在大型真空滤油系统中，由于加热功率大，优势更为明显。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的系统原理图。
图2是本实用新型的一种实例图
图中01.加热罐，02.泵，03.中间换热器，04.超温保护器，05.阀门，06.加热罐泻压阀，07.温度控制器，08.排污阀，09.换热器泻压阀。
具体实施方式
在图1中，加热罐(01)、泵(02)、中间换热器(03)构成导热液体循环回路，导热液体在加热罐(01)中被电加热管加热后，由泵(02)泵出后进入中间换热器(03)，在中间换热器(03)中与待加热的绝缘油进行热交换，使绝缘油得到均匀加热，由温度控制器(07)控制电加热管加热导热液体的温度低于105℃，超温保护(04)为导热液体的超温保护器，与温度控制(07)一起构成可靠的温度控制。阀门(09)为安全保护阀，阀门(08)用于加热罐检修时排除导热液体及排污。
实施例：
下面根据图2来介绍一种具体的实例。该实例为某特高压绝缘油处理系统中的加热装置，加热功率为150KW，绝缘油流量为每小时12立方米，要求将绝缘油加热到60℃。实例中加热罐(01)总加热功率为150KW，由30根5KW的电加热管组成，泵(02)选用流量为每小时12立方米的离心泵、中间换热器(03)采用板式换热器，以上三个部件构成导热液体循环回路，导热液体采用水。在加热罐(01)中被加热到90℃的水由离心泵(02)泵出后进入板式换热器(03)的一侧流道，绝缘油进入板式换热器(03)的另一侧流道，在板式换热器(03)内进行逆向流动换热，以充分的热交换，绝缘油被加热到60℃后流出板式换热器(03)。
该加热装置的温度由温度控制装置(07)控制，使经过加热罐(01)加热后的水温保持在90℃，同时由超温保护(04)对加热后的水温进行监测。
为保护加热装置的可靠安全运行，在水侧设置了加热罐泻压阀(06)，同时在绝缘油回路也设置了换热器泻压阀(09)。

Claims (4)

1.一种绝缘油真空滤油系统用加热装置，运用中间换热器(03)间接加热技术，采用温度低于105℃的导热液体均匀加热绝缘油，完全避免了传统电加热器存在加热死区及局部温度超高的情况，从而避免绝缘油迅速裂解产生有害成分。
2.根据权利要求1所述的绝缘油真空滤油系统用加热装置，其特征是：加热器(01)通过温度低于105℃的中间导热液体来间接加热绝缘油。
3.根据权利要求1所述的绝缘油真空滤油系统用加热装置，其特征是：可以采用水作为中间导热液体。
4.根据权利要求1所述的绝缘油真空滤油系统用加热装置，其特征是：可以采用板式换热器作为中间换热器(03)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102679528A (zh) * 2012-06-11 2012-09-19 山东电力集团公司潍坊供电公司 绝缘油真空加热装置
CN103055595A (zh) * 2013-01-05 2013-04-24 昆山威胜达环保设备有限公司 电荷式真空滤油机
CN108970234A (zh) * 2018-08-21 2018-12-11 河北科技师范学院 一种光伏层压机真空泵油过滤系统

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