论文部分内容阅读
摘 要：煤油气相干燥的原理就是利用气化点高于水的煤油作为加热介质，首先将煤油进行加热生成煤油蒸汽，然后通过导管将热的煤油蒸汽喷到变压器上。热的煤油蒸汽与冷的变压器接触后，热量由煤油蒸汽传递给变压器，煤油蒸汽冷凝后重新生成煤油液体，冷凝后的煤油液体重新流回蒸发器中重新加热。随着这个过程的不断进行，变压器受热后温度升高，当变压器温度升高到水的沸点后，变压器内部的水分受热蒸发，进而蒸发出变压器内的水分，从而达到干燥变压器的目的。
关键词：煤油；干燥；变压器
1 前言
在经济建设中，电力发挥着不可替代的作用，变压器是电力建设的重要组成部分。随着经济的不断发展，输变电设备将向着新结构、高电压和大容量的方向发展。因此超高压变压器的发展势态迅猛，具有广阔的市场前景。在实际使用过程中，变压器的工作环境较恶劣，经常受到风雨的侵蚀，变压器受潮后无法正常工作，需要对其进行完全的干燥。煤油气相干燥设备相较于传统干燥的设备具有加热速度快、均匀加热、干燥效果好等优点，在目前大型变压器的干燥处理中的发挥着重要的作用。
2 煤油气相干燥设备的干燥过程
2.1准备阶段
为了干燥过程的安全进行，需要将变压器里的空气抽出，将其压力将至700Pa左右，此时的气相单元压力约为1000Pa左右，冷凝液收集罐的压力约为1500Pa。再将导热煤油注入到瀑布式蒸发器中，然后启动开关对煤油进行加热，直至产生煤油蒸汽。这个阶段一般约为2-4小时。
2.2加热阶段
打开蒸发器和油箱间的联通阀门，煤油蒸汽便由蒸发器流入到油箱中。加热初期，由于变压器温度较低，煤油蒸汽进入油箱后冷凝留存到油箱中。冷凝后的煤油经过输送泵重新流回蒸发器中。此过程循环进行，煤油冷凝热的不断释放，变压器器身不断吸收冷凝热导致温度逐渐升高。当变压器温度达到120℃左右时，此时变压器的温度在一段时间内会保持不变，而渗入到变压器中的水分会不断的蒸发生成水蒸气，蒸发的水蒸气和煤油蒸汽组成的混合物会由泵送至冷凝器中。进入冷凝器中的混合物经过冷凝，生成水和煤油，由于密度不同会呈现水下油上的分层，进而出去杂质水，煤油又重新流入蒸发器中。这个阶段一般维持20-30小时，根据变压器器身温度和出水量判定阶段的结束。
2.3降压阶段
停止蒸发器向油箱中输送煤油蒸汽，在伴热带和保温层的作用下维持变压器油箱的恒温状态。用泵对油箱进行抽真空，残留在变压器器身上的煤油蒸发并被抽到冷凝器中，最终流回蒸发器中。降压阶段一般持续4小时以上，当变压器油箱的真空度达到2000Pa左右时，再将剩余的煤油抽出，该阶段结束。
2.4高真空阶段
停止气相系统，并关闭变压器的所有阀门，真空泵全力运行，使油箱内的压力降到50Pa以下。由于不断地进行抽真空，这个阶段变压器器身的温度会降低，需要用伴热带对其进行加热，将温度维持在120℃左右。最终残留的微量水分和煤油被抽出，这个阶段根据变压器的大小，大约为24-48小时。
3 煤油气相干燥设备优点
3.1加热速度快，最终温度高
空气的比热容为103J/（kg·℃），而煤油比热容为2.1×103J/（kg·℃），煤油的比热容远大于空气的。传统的变压器干燥方法采用空气作为传热介质，空气分子携带的热量远小于煤油分子的。分子通过碰撞与变压器器身发生热交换，相较于煤油分子，空气分子的加热效率较低，加热的温度也不高，当干燥体积较大的变压器时，加热的时间就会非常长。而煤油干燥是通过煤油蒸汽进行热交换，加热效率非常高，最终的加热温度也很高。
3.2加热均匀
煤油气相干燥设备在加热初期，变压器表面温度要高于内部铁心温度，但随着加热过程的进行，变压器器身温度不断升高，与煤油蒸汽之间的温差越来越小。而内部铁心温度较低，煤油蒸汽继续将热量传递给铁心，煤油蒸汽传递热量后变为液态，在铁心部位形成低压区。随着煤油蒸汽不断将热量传递给铁心，铁心的温度不断升高，直到与煤油蒸汽温度接近，相变换热才会逐渐减弱。到干燥阶段的后期，变压器器身各部分的温度趋于相同，温度分布非常均衡。
3.3干燥速度快
传统采用空气作为加热介质，在干燥过程中，较高温度条件下变压器会与空气中的氧气发生反应，而对变压器造成损害，因此要控制加热温度，一般是110℃以下。而煤油气相干燥在加热准备阶段，就将油箱抽至较高的真空，油箱中的空气含量极低，随着加热的进行，不断地抽出油箱中的残余气体。因此，在整个干燥过程中，变压器器身周围是真空状态，不存在空气，因此，加热温度可以达到130℃。温度越高，变压器器身中水分向外扩散的速度也越快。
3.4能清洁变压器器身
煤油气相干燥设备采用煤油作为热媒介，当煤油蒸汽将热量傳递给变压器器身后，由气相变为液相。冷凝后的煤油液体顺着变压器器身流下，能对变压器器身进行清洁，除去器身上的灰尘、纤维等杂质。携带杂质的冷凝煤油再流入到冷凝器中，通过冷凝器的过滤處理，去除煤油中的杂质。经过干燥后，变压器器身就会变得非常干净。
3.5自动化程度高
煤油气相干燥设备主要组成部分包括：煤油蒸汽发生系统、煤油蒸汽冷凝系统、煤油冷凝物回收系统、真空泵组、变压器油箱、自动控制系统。煤油蒸汽干燥设备工艺复杂，所使用的元件数量多，部件要配套使用，自动化程度高。在干燥过程中系统自动保存原始数据，为工作人员对改进干燥工艺参数提供了可靠的依据。并且操作过程完全由电脑控制，能更准确的控制好干燥温度和整个干燥过程，节省了大量的人力物力。
4 结语
在实际干燥变压器器身的过程中，应该对变压器器身进行严格的检查。要根据相关规定来对变压器是否需要干燥进行判断，确需干燥时才进行干燥。总之，煤油气相干燥设备在干燥变压器器身上，具有明显的优势。在实际干燥过程中我们要根据操作规程进行干燥，并且还要对干燥过程进行评价。找出干燥过程中的不足以及煤油气相干燥设备的缺陷，不断对干燥过程和干燥设备进行改良，进而研究出更新型的干燥设备。
参考文献：
[1] 马继先，刘少宇，刘连睿， 等. 大型变压器现场真空煤油气相干燥 [J]. 变压器， 2011（48）：13-14.
[2] 段大鹏. 变配电原理、运行与检[M]. 化学工业出版社.
[3] 许伟民，江友钿，盛伟，等. 煤油气相干燥设备在工程设计中的技术要求及其在变压器制造业中的应用[J]. 工程建设与设计， 2012（14）：116-117.
作者简介：
曾茂松（1989.07--）；性别：男，籍贯：四川省巴中人，学历：本科，毕业于中南林业科技大学；研究方向：煤油气相干燥。
关键词：煤油；干燥；变压器
1 前言
在经济建设中，电力发挥着不可替代的作用，变压器是电力建设的重要组成部分。随着经济的不断发展，输变电设备将向着新结构、高电压和大容量的方向发展。因此超高压变压器的发展势态迅猛，具有广阔的市场前景。在实际使用过程中，变压器的工作环境较恶劣，经常受到风雨的侵蚀，变压器受潮后无法正常工作，需要对其进行完全的干燥。煤油气相干燥设备相较于传统干燥的设备具有加热速度快、均匀加热、干燥效果好等优点，在目前大型变压器的干燥处理中的发挥着重要的作用。
2 煤油气相干燥设备的干燥过程
2.1准备阶段
为了干燥过程的安全进行，需要将变压器里的空气抽出，将其压力将至700Pa左右，此时的气相单元压力约为1000Pa左右，冷凝液收集罐的压力约为1500Pa。再将导热煤油注入到瀑布式蒸发器中，然后启动开关对煤油进行加热，直至产生煤油蒸汽。这个阶段一般约为2-4小时。
2.2加热阶段
打开蒸发器和油箱间的联通阀门，煤油蒸汽便由蒸发器流入到油箱中。加热初期，由于变压器温度较低，煤油蒸汽进入油箱后冷凝留存到油箱中。冷凝后的煤油经过输送泵重新流回蒸发器中。此过程循环进行，煤油冷凝热的不断释放，变压器器身不断吸收冷凝热导致温度逐渐升高。当变压器温度达到120℃左右时，此时变压器的温度在一段时间内会保持不变，而渗入到变压器中的水分会不断的蒸发生成水蒸气，蒸发的水蒸气和煤油蒸汽组成的混合物会由泵送至冷凝器中。进入冷凝器中的混合物经过冷凝，生成水和煤油，由于密度不同会呈现水下油上的分层，进而出去杂质水，煤油又重新流入蒸发器中。这个阶段一般维持20-30小时，根据变压器器身温度和出水量判定阶段的结束。
2.3降压阶段
停止蒸发器向油箱中输送煤油蒸汽，在伴热带和保温层的作用下维持变压器油箱的恒温状态。用泵对油箱进行抽真空，残留在变压器器身上的煤油蒸发并被抽到冷凝器中，最终流回蒸发器中。降压阶段一般持续4小时以上，当变压器油箱的真空度达到2000Pa左右时，再将剩余的煤油抽出，该阶段结束。
2.4高真空阶段
停止气相系统，并关闭变压器的所有阀门，真空泵全力运行，使油箱内的压力降到50Pa以下。由于不断地进行抽真空，这个阶段变压器器身的温度会降低，需要用伴热带对其进行加热，将温度维持在120℃左右。最终残留的微量水分和煤油被抽出，这个阶段根据变压器的大小，大约为24-48小时。
3 煤油气相干燥设备优点
3.1加热速度快，最终温度高
空气的比热容为103J/（kg·℃），而煤油比热容为2.1×103J/（kg·℃），煤油的比热容远大于空气的。传统的变压器干燥方法采用空气作为传热介质，空气分子携带的热量远小于煤油分子的。分子通过碰撞与变压器器身发生热交换，相较于煤油分子，空气分子的加热效率较低，加热的温度也不高，当干燥体积较大的变压器时，加热的时间就会非常长。而煤油干燥是通过煤油蒸汽进行热交换，加热效率非常高，最终的加热温度也很高。
3.2加热均匀
煤油气相干燥设备在加热初期，变压器表面温度要高于内部铁心温度，但随着加热过程的进行，变压器器身温度不断升高，与煤油蒸汽之间的温差越来越小。而内部铁心温度较低，煤油蒸汽继续将热量传递给铁心，煤油蒸汽传递热量后变为液态，在铁心部位形成低压区。随着煤油蒸汽不断将热量传递给铁心，铁心的温度不断升高，直到与煤油蒸汽温度接近，相变换热才会逐渐减弱。到干燥阶段的后期，变压器器身各部分的温度趋于相同，温度分布非常均衡。
3.3干燥速度快
传统采用空气作为加热介质，在干燥过程中，较高温度条件下变压器会与空气中的氧气发生反应，而对变压器造成损害，因此要控制加热温度，一般是110℃以下。而煤油气相干燥在加热准备阶段，就将油箱抽至较高的真空，油箱中的空气含量极低，随着加热的进行，不断地抽出油箱中的残余气体。因此，在整个干燥过程中，变压器器身周围是真空状态，不存在空气，因此，加热温度可以达到130℃。温度越高，变压器器身中水分向外扩散的速度也越快。
3.4能清洁变压器器身
煤油气相干燥设备采用煤油作为热媒介，当煤油蒸汽将热量傳递给变压器器身后，由气相变为液相。冷凝后的煤油液体顺着变压器器身流下，能对变压器器身进行清洁，除去器身上的灰尘、纤维等杂质。携带杂质的冷凝煤油再流入到冷凝器中，通过冷凝器的过滤處理，去除煤油中的杂质。经过干燥后，变压器器身就会变得非常干净。
3.5自动化程度高
煤油气相干燥设备主要组成部分包括：煤油蒸汽发生系统、煤油蒸汽冷凝系统、煤油冷凝物回收系统、真空泵组、变压器油箱、自动控制系统。煤油蒸汽干燥设备工艺复杂，所使用的元件数量多，部件要配套使用，自动化程度高。在干燥过程中系统自动保存原始数据，为工作人员对改进干燥工艺参数提供了可靠的依据。并且操作过程完全由电脑控制，能更准确的控制好干燥温度和整个干燥过程，节省了大量的人力物力。
4 结语
在实际干燥变压器器身的过程中，应该对变压器器身进行严格的检查。要根据相关规定来对变压器是否需要干燥进行判断，确需干燥时才进行干燥。总之，煤油气相干燥设备在干燥变压器器身上，具有明显的优势。在实际干燥过程中我们要根据操作规程进行干燥，并且还要对干燥过程进行评价。找出干燥过程中的不足以及煤油气相干燥设备的缺陷，不断对干燥过程和干燥设备进行改良，进而研究出更新型的干燥设备。
参考文献：
[1] 马继先，刘少宇，刘连睿， 等. 大型变压器现场真空煤油气相干燥 [J]. 变压器， 2011（48）：13-14.
[2] 段大鹏. 变配电原理、运行与检[M]. 化学工业出版社.
[3] 许伟民，江友钿，盛伟，等. 煤油气相干燥设备在工程设计中的技术要求及其在变压器制造业中的应用[J]. 工程建设与设计， 2012（14）：116-117.
作者简介：
曾茂松（1989.07--）；性别：男，籍贯：四川省巴中人，学历：本科，毕业于中南林业科技大学；研究方向：煤油气相干燥。