用天然植物油替代礦物絕緣油,避免廢礦物絕緣油處理過程及處理產(chǎn)物產(chǎn)生大量的CO2排放。
同時, 相對于礦物油生產(chǎn)過程,植物絕緣油生產(chǎn)要求的溫度和壓力較低, 耗能相對較少, 可進一步減少 CO2 排放。
適用條件:配網(wǎng)變壓器
建設(shè)規(guī)模:2 臺植物絕緣油變壓
投資額:10萬元.
變壓器用植物絕緣油生產(chǎn)技術(shù)
一、技術(shù)名稱:變壓器用植物絕緣油生產(chǎn)技術(shù)
二、技術(shù)類別:減碳技術(shù)
三、所屬領(lǐng)域及適用范圍:電力行業(yè)變壓器絕緣油
四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況變壓器油目前以礦物絕緣油為主,作為變壓器的絕緣和導(dǎo)熱介質(zhì),起到絕緣保護、散熱冷卻和滅弧的作用。2013年,我國變壓器油需求量約41萬t。隨著“十三五”期間電網(wǎng)規(guī)模進一步擴大,對配電網(wǎng)投資力度將進一步增強,預(yù)計到2020年,我國變壓器油需求量將達到60萬t。
植物絕緣油是一種新型環(huán)保高燃點液體絕緣介質(zhì),應(yīng)用范圍與礦物絕緣油類似,已在北美與歐洲得到廣泛應(yīng)用,全球應(yīng)用的植物絕緣油變壓器已超過75萬臺。在我國,2015年8月工信部、質(zhì)檢總局、發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《配電變壓器能效提升計劃(2015-2017年)》,明確將植物絕緣油變壓器列為推廣的配電變壓器新技術(shù)產(chǎn)品。同時,2015年初,中共中央、國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的若干意見》,明確指出“要繼續(xù)實施農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程”。目前,植物油變壓器已在陜西省投運100余臺,河南省于2015年招標60臺,但其總用量尚不足變壓器總量的1%,因此具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?br />五、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
該技術(shù)以天然植物油為主要原材料,通過脫蠟、脫色、脫臭、堿煉、水洗、復(fù)配、干燥等工藝對其進行精煉,以使其達到滿足變壓器要求的性能。用天然植物油替代礦物絕緣油,可避免礦物絕緣油壽命結(jié)束后,其處理過程及處理產(chǎn)物產(chǎn)生的大量CO2排放。同時,在生產(chǎn)過程中,植物絕緣油要求的溫度和壓力較礦物油更低,耗能相對較少,進一步減少了CO2排放。
2.關(guān)鍵技術(shù)
(1)脫色技術(shù)
通過復(fù)合吸附劑對植物油中的雜質(zhì)離子、雜質(zhì)膠體、固體顆粒、色素等進行吸附,以提高植物絕緣油介質(zhì)的損耗因數(shù),降低其色度。
(2)堿煉技術(shù)
植物油中存在一定游離狀態(tài)的脂肪酸,脂肪酸分子較不穩(wěn)定,容易離解,影響植物油的電氣性能。因游離脂肪酸與堿的作用比甘油酯快得多,其皂化游離脂肪酸所堿液濃度也比皂化甘油酯小,該技術(shù)利用游離脂肪酸與甘油酯在皂化反應(yīng)上的差異來堿煉油脂,從而達到去除游離脂肪酸的目的。
(3)復(fù)配技術(shù)
植物油的結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵,在應(yīng)用過程中易與氧氣作用發(fā)生酸化、聚合等反應(yīng),降低其介電性能,因此需加入一定量的抗氧化劑以增強其抗氧化能力。復(fù)配技術(shù)選取食用級抗氧化劑,對植物絕緣油進行特定配方、特定比例的添加,以最大程度增加其氧化安定性,使其在使用過程中保持擊穿場強、介質(zhì)損耗因數(shù)、酸值、粘度等性能穩(wěn)定。
3.工藝流程
植物絕緣油精煉原理見圖1。
圖1植物絕緣油精煉原理圖
植物絕緣油生產(chǎn)流程示意圖見圖2。
圖2植物絕緣油生產(chǎn)流程示意圖
六、主要技術(shù)指標
1.擊穿電壓≥35kV;
2.100℃下介質(zhì)損耗因數(shù)≤0.04;
3.傾點≤-10℃;
4.燃點≥300℃;
5.40℃下運動粘度≤50mm2/s;
6.酸值≤0.06mgKOH/g;
7.水含量≤100mg/kg;
8.析氣傾向≤0μL/min。
七、技術(shù)鑒定情況
該技術(shù)于2016年通過中電聯(lián)全國輸配電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)組織的專家成果鑒定,并獲得國家發(fā)明專利1項,實用新型專利1項。
八、典型用戶及投資效益
典型用戶:國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司、黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司、國電龍源電力集團股份有限公司等
典型案例1
案例名稱:陜西渭南供電局植物絕緣油配電變壓器增容工程
建設(shè)規(guī)模:1臺植物油變壓器。建設(shè)條件:應(yīng)用于國家電網(wǎng)配電網(wǎng)。
主要建設(shè)內(nèi)容:使用電壓等級為10kV,容量為630kVA的植物絕緣油變壓器對傳統(tǒng)礦物油配變進行更換。主要設(shè)備為植物絕緣油變壓器。
項目總投資5萬元,建設(shè)期為3個月。年碳減排量約1.3tCO2,碳減排成本約80~100元/tCO2。可產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益約為8萬元,投資回收期為8個月。
典型案例2
案例名稱:廣東清遠供電局植物絕緣油配電變壓器改造工程。
建設(shè)規(guī)模:2臺植物油變壓器。建設(shè)條件:應(yīng)用于南方電網(wǎng)配電網(wǎng)。
主要建設(shè)內(nèi)容:使用電壓等級為10kV,容量為630kVA的兩臺植物絕緣油變壓器對傳統(tǒng)礦物油配變進行替代。項目總投資10萬元,建期為3個月。年碳減排量約2.5tCO2,碳減排成本約80~100元/tCO2。
可產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益約為16萬元,投資回收期為8個月。
九、推廣前景和減排潛力
隨著我國配電網(wǎng)建設(shè)與農(nóng)網(wǎng)改造的發(fā)展,預(yù)計未來5年,每年使用的絕緣油總量將達到60萬t,按預(yù)期推廣比例50%計算,變壓器項目總投資將達到375億元,其中植物絕緣油投資為75億元,可形成的年碳減排能力約為95萬tCO2。