GIS組合電器SF6氣體回收裝置處理方案的研究

SF6氣體回收作業(yè)前，需對(duì)回收裝置的所有內(nèi)部管路和軟管抽真空，移去空氣和微水。回收作業(yè)時(shí)，采用無(wú)油活塞式壓縮機(jī)（通常

壓縮機(jī)壓力達(dá)4MPa左右）和無(wú)油真空泵相結(jié)合的方法，先除去SF6氣體中的分解物、微水及其他雜質(zhì)以進(jìn)行凈化，然后對(duì)SF6氣體收集、

液化貯存。由圖1可知，壓縮機(jī)啟動(dòng)后，電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體經(jīng)閥V6→閥V5→閥V1→第一只吸附罐→閥V9→壓縮機(jī)→冷卻器（其壓力和

溫度關(guān)系需符合SF6飽和蒸氣壓曲線(xiàn)，例如：當(dāng)壓縮機(jī)的出口壓力為3.5MPa，壓縮機(jī)出口SF6的溫度冷卻至-40℃以下，SF6才能液化貯

存）→第二只吸附罐→兩只精密過(guò)濾器→閥V4→閥V3，然后以液態(tài)進(jìn)入SF6氣瓶中儲(chǔ)存。當(dāng)回收氣體壓力低于壓縮機(jī)入口壓力時(shí)，無(wú)油真

空泵開(kāi)始輔助壓縮機(jī)進(jìn)行回收工作。六氟化硫氣體回收到終點(diǎn)壓力后，應(yīng)用99.99%以上的氮?dú)膺B續(xù)沖洗兩遍，然后迅速取出吸附劑（須做

好相關(guān)的安全措施），隨后才能進(jìn)行抽真空作業(yè)。回收的SF6氣體需經(jīng)微量水分和毒性檢驗(yàn)合格以后，才能充入電氣設(shè)備以供使用。

在充注作業(yè)前，需對(duì)回收裝置的所有內(nèi)部管路和軟管、器件和連接軟管、閥門(mén)、表計(jì)以及電氣設(shè)備抽真空（電氣設(shè)備補(bǔ)氣時(shí)，只需對(duì)

裝置本身所有內(nèi)部管路、器件和連接軟管、閥門(mén)、表計(jì)抽真空），除去設(shè)備中空氣和微水。抽真空至規(guī)定指標(biāo)，真空度為133 Pa，再繼續(xù)

抽氣30 min，停泵30 min，記錄真空度（A），再隔5 h，讀真空度（B），若（B）—（A）值<133MPa，則可認(rèn)為合格，否則應(yīng)進(jìn)行檢漏

處理并重新抽真空至合格為止。由圖1可知，充氣時(shí)，SF6氣瓶中的SF6氣體經(jīng)閥V3→閥V1→第一只吸附罐→閥V2→第二只吸附罐→兩只

精密過(guò)濾器→閥V4→減壓閥→閥V5→閥V6，然后進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)。吸附罐內(nèi)加裝分子篩吸附劑，用于吸附SF6分解的低氟化物和微水。兩

只過(guò)濾器則加裝濾芯，用于除去粒子直徑大于1μm的微塵。當(dāng)SF6氣瓶中的SF6氣體壓力低于電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體壓力時(shí)，無(wú)油真空泵開(kāi)

始工作。當(dāng)SF6充氣瓶壓力降至0.1 MPa表壓時(shí)須停止充氣，應(yīng)換新氣瓶繼續(xù)充氣。充裝完畢后，對(duì)設(shè)備密封處，焊縫以及管路接頭進(jìn)行全

面檢漏，要確認(rèn)無(wú)泄漏。

三、工藝流程

        1、SF6氣體回收工藝流程

該項(xiàng)目的220kV GIS組合電器SF6氣體回收處理工作，我公司屬施工，特別是如此大規(guī)模（9個(gè)間隔，回收量近3000kg）的回收工

作在國(guó)內(nèi)也比較少見(jiàn)，幾乎沒(méi)有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可借鑒。

截止目前，我國(guó)最早的SF6電氣設(shè)備使用期限已經(jīng)超過(guò)了20年，有的剛開(kāi)始進(jìn)行技改檢修，但大多數(shù)即將逐步進(jìn)入檢修期，有大量的

SF6氣體需要回收處理工作。而我們此次的具體實(shí)踐，對(duì)我公司以后GIS改造以及SF6氣體回收項(xiàng)目提供了具體的技術(shù)支持！

二、SF6氣體的充裝回收原理

        SF6氣體的回收充裝的工作原理流程圖見(jiàn)圖1。

① SF6氣體的回收

當(dāng)SF6氣體從一個(gè)氣室抽出時(shí)，氣體便自動(dòng)地流經(jīng)凈化過(guò)濾器，通過(guò)SF6壓縮機(jī)壓縮冷卻，可以氣態(tài)也可以在一定高壓下以液態(tài)形式

儲(chǔ)入SF6貯罐。（見(jiàn)圖一）使用SF6氣體回收裝置將氣室內(nèi)的SF6抽至微正壓0.02MPa后，為了能夠進(jìn)一步的將氣室內(nèi)殘余的SF6氣體抽

出，我們采用向氣室內(nèi)沖入99.9%的高純度N2，當(dāng)沖入N2后氣室內(nèi)的壓力達(dá)到工作壓力0.45MPa，使殘余的SF6氣體與N2充分混合

后，再次重復(fù)①的流程，以保證排入大氣的氣體符合GB-12022-2006國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

② SF6開(kāi)關(guān)抽真空

通過(guò)真空泵把開(kāi)關(guān)中的空氣和濕氣抽除，真空泵的出口通向大氣。待GIS間隔氣室內(nèi)真空度到達(dá)1040bar以上時(shí)，停止抽真空。（見(jiàn)圖

2）

③充氣

經(jīng)凈化和干燥的SF6從貯罐充回到已抽成真空的氣室中，直到氣室內(nèi)壓力達(dá)到調(diào)定的工作壓力。上述工作分兩個(gè)步驟經(jīng)行：

        a.借助SF6貯罐壓力使氣體流向SF6開(kāi)關(guān)，直至達(dá)到預(yù)定的充氣壓力。（見(jiàn)圖3）

        2、GIS SF6氣體回收技術(shù)數(shù)據(jù)

①氣體回收要求與標(biāo)準(zhǔn)

a.氣體回收的技術(shù)數(shù)據(jù)與要求：

氣體回收凈化速率80kg/時(shí)

氣體回收后設(shè)備的壓力值：-0.02MPa 

回收氣體泄漏率：小于等于1%。

        b.與二期接口處氣體回收要領(lǐng)（設(shè)備運(yùn)行安全性）：

二期連接部分逐級(jí)降壓完成后，對(duì)二期斷路器降壓，最后連接部分氣體回收至0.02MPa 

        c：SF6氣體回收時(shí)間與裝瓶參數(shù)

氣體回收設(shè)備名稱(chēng)：RF----700 

氣體回收時(shí)間：2015.2.1---------2015.2.6 

氣瓶回收重量：40Kg 

        d.氣體回收順序：

出線(xiàn)、進(jìn)線(xiàn)、斷路器、PT、母線(xiàn)（降壓至0.25MPa）

        e.殘余氣體的排放（達(dá)到要求值）：

排入空氣中的氣體為無(wú)毒排放

        f.氣體回收后氣瓶存放與要求：

遮陽(yáng)、嚴(yán)禁碰撞，禁止碰撞運(yùn)輸

對(duì)氣瓶的要求：無(wú)損傷、之前裝過(guò)SF6氣體的鋼瓶為佳、密封性要求較高。

②氣體處理流程

處理后氣體的再利用：主要用于設(shè)備的充注與補(bǔ)氣

結(jié)論：各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于相關(guān)指標(biāo)要求。

四、技術(shù)創(chuàng)新

我公司在SF6氣體回收的過(guò)程中，加入了使用N2這樣的單一屬性氣體來(lái)中和稀釋氣室內(nèi)殘余SF6的環(huán)節(jié)，以進(jìn)一步使用回收裝置抽取

氣室內(nèi)的混合氣體，從而進(jìn)一步降低氣室內(nèi)SF6的殘余量，達(dá)到國(guó)家以及國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

五、應(yīng)用及社會(huì)效益

此次廈門(mén)華夏電廠(chǎng)GIS改造項(xiàng)目施工中，我公司積極響應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)對(duì)新能源的再循環(huán)利用及對(duì)社會(huì)環(huán)境的綜合保護(hù)措施的號(hào)召，采用

對(duì)電弧作用后的SF6氣體進(jìn)行回收處理以利循環(huán)利用的措施施工，共有9個(gè)間隔，約為3000kg的氣體回收量，處理結(jié)果達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家

GB12022-2006質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。使處理后的廢氣氣體排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一個(gè)新的高度。

六、結(jié)論

經(jīng)過(guò)電弧作用的SF6氣體，不但對(duì)人身安全構(gòu)成重大威脅，泄露于大氣后對(duì)環(huán)境會(huì)造成極大的危害。對(duì)SF6氣體的回收處

理是一項(xiàng)既節(jié)省成本又保護(hù)環(huán)境的有益工作，此次回收數(shù)量規(guī)模及回收處理指標(biāo)在國(guó)內(nèi)均屬少見(jiàn)，特別是回收工藝的探索和總結(jié)，更為以后同類(lèi)項(xiàng)目的施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。