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 примененияИспользование элегаза Техника высоких напряжений(примерно 90% объёма) В качестве дугогосящей среды и газа- изолятора Медицинская отрасльПри хирургических внутриполостных операциях и операциях на глазах Строительный комплексВ качестве тепло- и звуко-изолятора в стеклопакетах Технология микросхемУдобный фторирующий агент Лазерная техникаУсилитель мощности лазера Холодильная техникаВ качестве хладагента Металлургическая промышленностьВ качестве газового флюса ПожаротушениеОгнегасящая концентрация 9% объёмных при ПДК 5000 ррм

Основные примеси в элегазе Группа примесейПричины появленияМетод анализа Из состава воздуха: N 2,O 2, CO 2, H 2 O, Ar, H 2 Технология синтеза SF 6 из в/вольтн. аппаратов Хроматография, масс- спектр., гравиметр. Фториды: HF, SF 4, SOF 2, F 2 O, MF n, SiF 4, S 2 F 10, SO 2 F 2, SOF 4, COF 2 В/вольтный разряд в SF 6 Нагрев SF 6 Технология синтеза Масс-спектрометрия Икс-спектрометрия Титрование Углефториды: CF 4, C n F m Технология синтеза SF 6 В/вольтные аппараты Масс-спектрометрия Хроматография Масла минеральные C n H m Технология заполнения баллонов Масс-спектрометрия Икс-спектрометрия Прочие: CS 2, SO 2, COS Пыль механическая Технология синтеза SF 6 Коррозия, в разрядниках Масс-спектрометрия Икс-спектрометрия

Разложение элегаза в высоковольтных аппаратах Вид разряда SF 4 SOF 2 SO 2 F 2 SOF 4 S 2 F 10 S2FS2FS2FS2F S2F2S2F2S2F2S2F2 SO 2 Кол-во разложивш.SF 6 на 1 кДж энергии, мл Дуговой+++2,7 Искровой ,35 Коронный ,07 Частичный+++0,03

Известные методы очистки элегаза от примесей Патент США, 1947г., Дж. ГаллХарактеристика 1.Гидролиз (р-р КОН) 2.Катализ (Cu, C, 325 C) 3.Гидролиз (р-р КОН) 4.Сорбция (Al 2 O 3 ) Удаляются: HF, SF 4, S 2 F 2, S 2 F 10, SO 2 F 2, SOF 2, H 2 O Не удаляются: O 2, N 2, CF 4 Патент ФРГ, 1975г., Массон, Бехер 1.Катализ (400 С) 2.Гидролиз (р-р КОН) 3.Сорбция (Al 2 O 3, NaX) 4.Ректификация Удаляются: HF, SF 4, F 2 О, F 2, S 2 F 10, CF 4,O 2, N 2, SO 2 F 2, SOF 2, H 2 O Не удаляются: СO 2, C 2 F 4 …ниже 0,02-0,04% об. Патент Японии, 1971 г. 1. Сорбция (Al 2 O 3, NaX)Удаляется часть примесей: SO 2 F 2,SOF 2, SF 4 Лабораторный 1.Гидролиз (р-р КОН) 2.Сорбция (СаСl 2, P 2 O 5 ) 3.Сублимационная очистка(Ю.В. Карякин, И.И. Ангелов, Чистые хим. Вещества, М. 1974, И.И. Перельштейн, Термодинамические свойства SF 6, М. 1961) Препаративный способ малой производительности с большими потерями. Удаляются: HF, SF 4, S 2 F 2, F 2, O 2, N 2, SO 2 F 2, SOF 2, H 2 O, F 2 О Остаются в примесях: СO 2, CF 4, S 2 F 10

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.