由于變壓器油中微水含量及氫氣乙炔氣含量影響變壓器油的電氣及理化性能對變壓器的正常運行起著負面影響克拉瑪依潤滑油廠采取了脫水脫氣工藝對微量水氫氣及乙炔氣進行脫除本文主要介紹了脫水脫氣工藝的工藝過程及工藝條件通過分析數據說明了脫水脫氣工藝的可靠及穩定性

中國石油在國內是最早從事變壓器油的研發和生產的已有40多年的成功經驗目前是最大的變壓器油生產銷售企業所生產的變壓器油滿足國內外如 GB2536SH0040IEC60296ASTMD3487BS148等標準及電氣設備制造廠家特殊要求得到電力行業各部門及廣大用戶的普遍贊賞

一前言

變壓器油主要用于變壓器電抗器互感器油開關等充油電氣設備中起到絕緣和散熱冷卻等作用水分對絕緣介質的電氣性能和理化性能都有極大的危害首先水分會降低油品的擊穿電壓當油中含水量為0.01%時擊穿電壓約15KV當水含量增加到0.03%時擊穿電壓降到6KV左右同時水分對介質損耗因數也有明顯的影響隨油品水含量增加介質損耗因數增加當油中水含量為0.02%時介質損耗因數約0.01當油中水含量增加5倍即 0.1%時介質損耗因數會增至為0.021此外水分還會促進有機酸對銅鐵等金屬的腐蝕作用產生的皂化物會惡化油的品質增加油的吸潮性對油的氧化起促進作用一般認為受潮的油比干燥的油老化速度要快2～4倍

變壓器油在生產加工過程中就含有一定量水分石油產品成本有一定程度吸水性在包裝運輸和儲存管理過程中如果管理不妥會從大氣中或與水接觸時溶解和混入一部分水變壓器油的吸水能力與其組成以及所處溫度環境有關一般來說在20℃時變壓器油溶解水能力約40μg/g通過工業脫水裝置可使變壓器油含水量降到10μg/g以下油品的吸潮性隨空氣相對濕度和油溫呈線性增加不同化學組成的油品其吸水性可相差數十個μg/g油中芳烴含量越多相對說來油品的吸潮性越高油內存在某些極性分子也能增加油品的吸潮性

一般變壓器油并不含乙炔等氣體但有的生產廠大氣污染較重大氣中含有乙炔等氣體難免溶解在變壓器油中由于變壓器油在裝入變壓器之前都要進行真空脫氣一般可以達到裝變壓器的要求

為了控制變壓器油的微水及氣體含量避免變壓器油的電氣及理化性能受到影響克拉瑪依潤滑油廠實施了變壓器油脫水脫氣工藝

二變壓器油脫水脫油工藝過程

1.工藝流程

變壓器油原料油進入容-1進行第一次循環容-1變壓器油經換熱及脫氣脫水后進入容-2循環結束后容-1中的變壓器油脫氣脫水后全部進入容-2進入第二次循環容-2油經換熱及脫氣脫水后全部進入容-1第二次循環結束全部過程歷時48小時

2.工藝條件

在變壓器油整個脫氣脫水過程中采取了氮氣密封系統以避免大氣中的水份氧氣及其他雜質進入油中具體條件如下

2.1氮氣密封系統的投用在整個脫水脫氣過程中氮氣密封可以很好的防止水份氧氣和其它雜質的侵入保證脫氣脫水的效果系統氮氣進入脫氣脫水裝置后由壓力表測其壓力通過減壓閥降至0.16MPa后氮氣通過壓力調節閥進入容-1（或容-2）壓力設定為0.015kg/cm2當進油時空氣被壓縮壓力升高當壓力大于0.02 kg/cm2時壓力調節閥自動開啟氮氣外放卸壓壓力低于0.02 kg/cm2時自動關閉容-1和容-2氮氣密封系統互為備用

2.2油品的升溫當變壓器油原料從罐區被輸到容-1控制油位液面在油罐上半部時停止進油關閉相應閥門并準備升溫循環脫水打開凈油機的循環閥門及油出口閥門啟動凈油機的給油泵變壓器油原料自凈油機流入換熱器與殼程中的熱水換熱升溫換熱后油品進入容-1（或容-2）當容-1的溫度指示為55℃時開啟凈油機的加熱系統準備恒溫脫水

2.3恒溫脫水恒溫脫水時凈油機嚴格按照《TORPⅥ6型凈油機使用說明書》操作主要技術參數為流量6噸/小時運行溫度控制在 55±2℃工作真空度控制10Pa至50Pa當凈油機主要技術參數到位12小時后從容-1（容-2）中部取樣分析先測含水指標要求為低于 10ppm含水分析合格后再測其它指標含氣≤1%清潔度NAS≤6%介損≤0.002擊穿電壓≥60KV分析合格后停止脫水

2.4貯輸容-1（或容-2）分析合格后可以用鶴管直接裝車或貯存在容-1（或容-2）中本系統已經預留了密閉裝車氮氣線

2.5其它經計算處理一批油約需要48小時處理能力為6000-7000噸/年

3.工藝參數

變壓器原料實驗油量 50噸

脫水機控制溫度 55±2℃

真空度 脫水機兩級真空全開真空度控制在10-50Pa之間

4.取樣要求

4.1容-1循環前各點取樣一次

4.2真空泵開啟后每6小時取樣一次由化驗室取樣進行微水及氣體分析

三實驗分析數據

分析結果可知目標氣體氫氣和乙炔氣實驗結束后都未檢測出從相關數據中可以看出微水含量達到指標要求小于10 ug/g耐壓隨著工藝過程的進行逐步升高擊穿電壓達到大于60KV的目標介損隨工藝過程進行呈下降趨勢 介損達到小于0.002%的目標

隨著脫氣脫水的進行目標氣體氫氣和乙炔氣含量都為未檢測出可以看出微水含量達到指標要求小于10 ug/g耐壓隨著工藝過程的進行逐步升高擊穿電壓達到大于60KV的目標介損隨工藝過程進行呈下降趨勢 介損達到小于0.002%的目標

四問題與結論

1.油品中的微量水與油品保存環境有很大的關系如環境溫度濕度是否敞口是否氮氣保護等

2.從分析數據得知真空脫氣對CO2CH4C2H6氣體的脫出有效果不明顯

3.從分析數據可以得出真空脫氣對目標氣體的脫出有明顯的效果例如H2C2H4微水

4.從兩次實驗結果看目的物質都能達到目的要求兩次實驗重復性較好

5.克拉瑪依潤滑油廠普通變壓器油中不含有乙炔氣和氫氣真空脫氣脫水可以達到實驗目的

6.通過脫氣脫水實驗證明通過生產廠的脫氣脫水工藝的應用及氮封液袋包裝可以實現客戶現場裝油的目標