Transcript Возможные решения задачи

Аспирант
Паянен Рейно Игоревич
Возможные решения задачи
газотехнологического обслуживания
высоковольтных элегазовых подстанций
Работа выполнена в лаборатории 0403 ОАО «Энергетический институт
им. Г.М. Кржижановского»
Научный руководитель д.т.н. Мазурин И.М.
Цель: рецикл элегаза.
Задача: Осуществление рецикла элегаза на высоковольтных
подстанциях.
Область: промышленная энергетика, высоковольтное
элегазовое оборудование.
Преимущества элегаза:
 Высокая пожарная и токсическая безопасность
 Занимаемая площадь высоковольтной подстанции
уменьшается на порядок и более
 Высокая эффективность по дугогашению в
высоковольтных электрических аппаратах
 Высокая надежность высоковольтных аппаратов при
длительной эксплуатации
 Уникальные рекомбинационные свойства при гашении
дуговых и искровых разрядов
Области применения элегаза
Область применения
Использование элегаза
Техника высоких
напряжений(примерно 90% объёма)
В качестве дугогосящей среды и газаизолятора
Медицинская отрасль
При хирургических внутриполостных
операциях и операциях на глазах
Строительный комплекс
В качестве тепло- и звуко-изолятора в
стеклопакетах
Технология микросхем
Удобный фторирующий агент
Лазерная техника
Усилитель мощности лазера
Холодильная техника
В качестве хладагента
Металлургическая промышленность
В качестве газового флюса
Пожаротушение
Огнегасящая концентрация 9%
объёмных при ПДК 5000 ррм
Основные примеси в элегазе
Группа примесей
Причины появления
Метод анализа
Из состава воздуха:
N2,O2, CO2, H2O, Ar, H2
Технология синтеза SF6
из в/вольтн. аппаратов
Хроматография, массспектр., гравиметр.
Фториды: HF, SF4, SOF2,
F2O, MFn, SiF4, S2F10,
SO2F2, SOF4, COF2
В/вольтный разряд в SF6
Нагрев SF6
Технология синтеза
Масс-спектрометрия
Икс-спектрометрия
Титрование
Углефториды: CF4, CnFm
Технология синтеза SF6
В/вольтные аппараты
Масс-спектрометрия
Хроматография
Масла минеральные
CnHm
Технология заполнения
баллонов
Масс-спектрометрия
Икс-спектрометрия
Прочие: CS2, SO2, COS
Пыль механическая
Технология синтеза SF6
Коррозия, в разрядниках
Масс-спектрометрия
Икс-спектрометрия
Разложение элегаза в высоковольтных
аппаратах
Вид разряда
SF4
SOF2
Дуговой
+
+
Искровой
+
+
+
+
+
Коронный
+
+
+
+
+
+
+
+
Частичный
SO2F2
SOF4
S2F10
S2F
S2F2
SO2
+
Кол-во разложивш.SF6
на 1 кДж энергии, мл
2,7
+
0,35
+
0,07
0,03
Известные методы очистки элегаза от
примесей
Патент США, 1947г., Дж. Галл
1.
2.
3.
4.
Гидролиз (р-р КОН)
Катализ (Cu, C, 325⁰ C)
Гидролиз (р-р КОН)
Сорбция (Al2O3)
Характеристика
Удаляются: HF, SF4, S2F2, S2F10, SO2F2, SOF2, H2O
Не удаляются: O2, N2, CF4
Патент ФРГ, 1975г., Массон, Бехер
1.
2.
3.
4.
Катализ (400⁰ С)
Гидролиз (р-р КОН)
Сорбция (Al2O3, NaX)
Ректификация
Удаляются: HF, SF4, F2О, F2, S2F10, CF4,O2, N2,
SO2F2, SOF2, H2O
Не удаляются: СO2, C2F4…ниже 0,02-0,04% об.
Патент Японии, 1971 г.
1. Сорбция (Al2O3, NaX)
Удаляется часть примесей: SO2F2,SOF2, SF4
Лабораторный
1.
2.
3.
Гидролиз (р-р КОН)
Сорбция (СаСl2, P2O5)
Сублимационная очистка(Ю.В. Карякин, И.И.
Ангелов, Чистые хим. Вещества, М. 1974, И.И.
Перельштейн, Термодинамические свойства
SF6, М. 1961)
Препаративный способ малой производительности
с большими потерями.
Удаляются: HF, SF4, S2F2, F2, O2, N2, SO2F2, SOF2,
H2O, F2О
Остаются в примесях: СO2, CF4, S2F10
Описание машинного цикла очистки
элегаза на производительность 50 кг/ч
Диаграмма цикла
Стадии очистки
1.Дистилляция. Осуществляется в предохладителе. Результат:
удаление низкокипящих примесей.
2.Массообмен на границе жидкость – твёрдое тело.
Происходит за дросселем.
3.Сублимационная очистка. Осуществляется в сублиматоре
при отборе пара в обратный поток. Результат: удаление
низкокипящих примесей.
Существуют упрощённые варианты реализации, которые
осуществляются под конкретные заказы
1. Представлена схема установки рецикла элегаза
производительностью 50 кг/ч.
2. Предложена схема упрощённой реализации рецикла элегаза
с минимальным набором оборудования.