某電廠廢變壓器油再生處理研究

趙曉林

摘? ?要：采用不同再生介質(zhì)對廢變壓器油進(jìn)行再生試驗，結(jié)果表明：2%強(qiáng)極性分子吸附劑50℃時對廢變壓器油再生處理的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于硅膠、氧化鋁、硅藻土和白土，能使廢變壓器油的水溶性酸、酸值、介質(zhì)損耗因數(shù)、油泥與沉淀物、界面張力及體積電阻率達(dá)到500kV電壓等級投運前油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對處理后的油再添加0.5%的T501抗氧化劑，可進(jìn)一步提高油的抗氧化性能，保持油質(zhì)穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：變壓器油? 再生處理? 抗氧化劑

變壓器油是充油電力設(shè)備最主要的絕緣和冷卻介質(zhì)，其在電氣設(shè)備的使用過程中，會逐漸劣化變質(zhì)，當(dāng)其各項性能達(dá)到了換油的要求時，會退出設(shè)備失效而報廢[1]。廢油屬于可再生和綜合利用資源，其氧化產(chǎn)物只占很少的一部分，一般為總量的1%～25%[2]，其主體仍為基礎(chǔ)油[3]，因此對于退出運行的變壓器油，只要未被其他油品污染，經(jīng)過一定的再生及凈化處理，可以恢復(fù)其性能，重新再利用。廢油的再生一般分為再煉制工藝、再精制工藝和再凈化工藝三種。其中再精制工藝指通過化學(xué)處理或物理化學(xué)處理，除去溶解在廢油中的氧化產(chǎn)物或外來污染物，一般用來處理沒有混入輕質(zhì)油品也沒有混入必須蒸餾才能分離的雜質(zhì)的廢油[4]。利用吸附劑吸附再生就屬于再精制工藝的一種，常見的吸附劑有硅膠、氧化鋁、白土、硅藻土等。

1? 報廢變壓器油油質(zhì)評估

由于礦物絕緣油（通常稱變壓器油）是由各種烴類組成，因此在運行過程中受溫度、空氣、金屬、電場等影響會逐漸劣化，如遇到高溫過熱等設(shè)備故障，則油質(zhì)劣化會加速。當(dāng)其無法滿足運行中油質(zhì)的要求時，會報廢退出運行。為了全面評估油質(zhì)狀況，按照GB/T 7595-2017《運行中變壓器油質(zhì)量》[5]對該報廢變壓器油的主要項目進(jìn)行分析試驗，結(jié)果見表1。由表1可以看出，該廢變壓器油的酸值、水分、介質(zhì)損耗因數(shù)及油泥與沉淀物均超出運行油標(biāo)準(zhǔn)要求，擊穿電壓也已達(dá)到超標(biāo)的邊緣，這說明該油的確已嚴(yán)重劣化變質(zhì)，屬報廢油。

2? ?廢變壓器油再生處理研究

2.1 不同再生介質(zhì)處理效果對比

表2的結(jié)果說明，經(jīng)不同吸附劑吸附再生處理后，油的各項性能均得以改善，然而強(qiáng)極性分子吸附劑的再生效果最好，再生處理后的介質(zhì)損耗因數(shù)降低了13倍以上，界面張力和體積電阻率顯著提高，油中油泥得以除去。硅膠的再生效果次之，再次是硅藻土，活性氧化鋁和活性白土的效果最差。分析這正是由于強(qiáng)極性分子吸附劑不但具有較大的比表面積（大于530m2·g-1），而且該吸附劑在合成時以Y型分子篩為載體，用稀土金屬進(jìn)行了離子交換，使其內(nèi)部空隙表面高度極化，產(chǎn)生了較強(qiáng)的靜電場，因而對極性物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附作用。變壓器油的主要成分為烴類，其老化產(chǎn)物為含羥基、羧基及羰基的極性化合物，這些化合物極易被強(qiáng)極性分子吸附劑吸附而予以除去，再生效果好。硅膠、活性氧化鋁、活性白土、硅藻土都依靠大的比表面積進(jìn)行吸附，除去油中老化產(chǎn)物的能力較弱，再生效果較差。

幾種常見的吸附劑的比表面積及最佳使用溫度如下：

硅膠活性表面積為300～500m2/g，最佳使用溫度為30℃～50℃，活性氧化鋁活性表面積為180～370m2/g，最佳使用溫度為50℃～70℃，硅藻土活性表面積為100～300m2/g，最佳使用溫度為100℃～150℃，強(qiáng)極性吸附劑活性表面積為>530m2/g，最佳使用溫度為50℃～80℃，活性白土活性表面積為100℃～300m2/g，最佳使用溫度為100℃～150℃。

2.2 油液老化及添加抗氧劑試驗

由于油的介質(zhì)損耗因數(shù)等指標(biāo)劣化是由于油的熱氧化所致，為了提高再生后油的抗氧化能力，對再生后油進(jìn)行老化及添加T501抗氧化劑試驗，以確定是否可通過添加抗氧劑延長油的使用壽命。為此對強(qiáng)極性吸附劑處理后的油樣進(jìn)行添加抗氧劑前后的開口杯老化試驗（115℃，72h），試驗結(jié)果對比見表3。

綜合上述試驗結(jié)果可以得出，使用2%的強(qiáng)極性吸附劑對該油進(jìn)行再生處理并添加0.5%的抗氧劑，可以恢復(fù)油質(zhì)，且保持油質(zhì)穩(wěn)定。

3? 結(jié)語

（1）強(qiáng)極性分子吸附劑再生變壓器油效果最好，硅膠的再生效果次之，再次是硅藻土，活性氧化鋁和活性白土的效果最差。

（2）使用2%的強(qiáng)極性吸附劑對該油進(jìn)行再生處理并添加0.5%的T501抗氧劑，不但可以恢復(fù)油質(zhì)，且可保持油質(zhì)穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪紅梅，林釗惠，易亞杰，等.廢變壓器油的分析與再生可行性研究[J].變壓器，2012（10）：51-53.

[2] 張賢明，焦昭杰，賈玉梅，等.工業(yè)污染廢潤滑油再生技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008（3）：39-42.

[3] 陸詩建，李清方，張建，等.潤滑油概述及其廢液回收進(jìn)展[J].化學(xué)工程與裝備，2009（5）：132-136.

[4] 戴鈞樑，戴立新.廢潤滑油再生[M].北京：中國石化出版社，2012.

[5] 王娟，孟瑞鈞，李衛(wèi)國，等.強(qiáng)效極性分子吸附劑用于汽輪機(jī)油再生處理的研究[J].中國電力，2014，47（8）：119-122.