移動(dòng)式真空汽相干燥設(shè)備及其應(yīng)用

2013-12-26 喬保振沈陽(yáng)誠(chéng)橋真空設(shè)備有限公司

　　巨型變壓器，采用“解體運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)組裝”制造技術(shù)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。在電站現(xiàn)場(chǎng)，汽相干燥處理這些巨型變壓器，效率高，質(zhì)量好，已經(jīng)是很成熟的技術(shù)。移動(dòng)式汽相干燥設(shè)備設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)取得豐富經(jīng)驗(yàn)。巨型變壓器在電站現(xiàn)場(chǎng)的汽相干燥處理，可以大大提高現(xiàn)場(chǎng)組裝變壓器(ASA—AdvancedSiteAssembling)的生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。這是到目前為止，在現(xiàn)場(chǎng)干燥處理巨型變壓器最理想的干燥處理方式。在工廠的生產(chǎn)過(guò)程中，大型變壓器的干燥處理，本來(lái)就是一個(gè)非常關(guān)鍵和有難度的工藝過(guò)程。好在50多年前的1960年代，人們發(fā)明并成功用于變壓器生產(chǎn)實(shí)際的汽相干燥設(shè)備(VPD———VaporPhaseDryingPlant)，為大型變壓器的干燥處理提供了一個(gè)非常好的工藝手段。

　　VPD設(shè)備目前仍是全世界公認(rèn)、并普遍采用的唯一的最好的大型變壓器的干燥處理技術(shù)。但是只能在工廠車(chē)間里使用。在電站現(xiàn)場(chǎng)組裝變壓器(包括修理變壓器)，如何更有效地進(jìn)行干燥處理，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著全世界變壓器行業(yè)，在電站現(xiàn)場(chǎng)干燥處理的工作者。把VPD設(shè)備搬到現(xiàn)場(chǎng)，在電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行汽相干燥處理，是許多人夢(mèng)寐以求的期待。

　　在電站現(xiàn)場(chǎng)組裝變壓器(ASA)的生產(chǎn)過(guò)程，據(jù)我們所查資料，最早始于1992日本東芝公司。中國(guó)常州東芝公司在2002年開(kāi)始生產(chǎn)ASA。中國(guó)變壓器制造企業(yè)開(kāi)始采用“解體運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)組裝”方式生產(chǎn)巨型變壓器，是最近五六年的事情,并且目前呈現(xiàn)出“蓬勃發(fā)展”的趨勢(shì)。

　　ASA方式生產(chǎn)變壓器，目前有兩種基本的工藝過(guò)程。我們權(quán)且稱(chēng)為“無(wú)吸潮組裝”和“有吸潮組裝”，或叫“連續(xù)作業(yè)”兩種模式。

　　無(wú)吸潮組裝又分兩種。一種是塑料薄膜保護(hù)法，一種是工藝時(shí)間保護(hù)法。前者是用特制工程塑料，在變壓器繞組和相關(guān)絕緣部件外表包裹起來(lái)，進(jìn)行保護(hù)，以免受潮。有些塑料薄膜就直接裝到變壓器里去，不再拆除下來(lái)。后者是類(lèi)似于我們的“器身整理”的工藝過(guò)程，即在拆卸裝箱和組裝的過(guò)程中，都是嚴(yán)格按照溫濕度條件，在控制的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工作。一旦達(dá)到控制時(shí)間，立即進(jìn)入真空罐，進(jìn)行加熱和抽真空保護(hù)。在現(xiàn)場(chǎng)組裝，則需要把變壓器油箱臨時(shí)罩起來(lái)，進(jìn)行保護(hù)。這樣的工藝方法，單單在廠內(nèi)拆卸和裝箱的過(guò)程，就要持續(xù)20幾天。在現(xiàn)場(chǎng)組裝，也需要20幾天的時(shí)間。這樣反復(fù)保護(hù)的過(guò)程，以及持續(xù)的時(shí)間，具體制造人員稱(chēng)“苦不堪言”。

　　連續(xù)作業(yè)組裝，就是在拆卸和裝箱過(guò)程中，以及在現(xiàn)場(chǎng)組裝過(guò)程中，允許連續(xù)工作，甚至三班倒。因此在廠內(nèi)的拆卸裝箱，最多不會(huì)超過(guò)一周。在現(xiàn)場(chǎng)的組裝，也可以在一周內(nèi)或者略多一點(diǎn)時(shí)間內(nèi)完成。這樣大大提高了生產(chǎn)效率。但是連續(xù)作業(yè)的組裝，顯然帶來(lái)一個(gè)重新干燥處理的問(wèn)題。

　　我們?cè)谥圃飕F(xiàn)場(chǎng)組裝變壓器的過(guò)程中，采用的是連續(xù)作業(yè)的工藝過(guò)程。開(kāi)始也曾用過(guò)熱油循環(huán)作為干燥處理方法,但是效果不好。為了提高效率，保證質(zhì)量；通過(guò)認(rèn)真分析，慎重決策；最后選擇了用移動(dòng)式汽相干燥設(shè)備來(lái)干燥組裝變壓器。成功地設(shè)計(jì)制造了移動(dòng)式汽相干燥處理設(shè)備，并成功地用于現(xiàn)場(chǎng)巨型組裝變壓器的工藝處理。目前已經(jīng)制造了4套移動(dòng)式汽相干燥設(shè)備，在電站現(xiàn)場(chǎng)汽相干燥處理了20幾臺(tái)巨型變壓器。

1、電站現(xiàn)場(chǎng)對(duì)移動(dòng)式汽相干燥設(shè)備的客觀需求

　　隨著電力工業(yè)持續(xù)發(fā)展，我國(guó)能源區(qū)域的西南、西北邊遠(yuǎn)地區(qū)，建設(shè)了很多水電站和火電站。大容量、高電壓等級(jí)的變壓器需求大量增加。由于受到運(yùn)輸高度、橋梁承重等多因素的限制，一臺(tái)幾百?lài)嵵氐拇笮妥儔浩鞑豢赡苷w運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)。從而大量采用ASA生產(chǎn)方式。為了提高效率縮短生產(chǎn)周期，我們采用了“連續(xù)作業(yè)”的工藝過(guò)程，并采用移動(dòng)式汽相干燥在電站現(xiàn)場(chǎng)干燥處理變壓器，以解決器身重新受潮的問(wèn)題。

　　目前現(xiàn)場(chǎng)干燥一般采用熱油循環(huán)、熱油噴淋，有的還加上低頻加熱的方法。這些方法能夠達(dá)到干燥效果，但不是很理想；不僅時(shí)間長(zhǎng)，干燥處理質(zhì)量也不能令人十分滿(mǎn)意；在電站現(xiàn)場(chǎng)采用汽相干燥處理，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組裝變壓器而言，是最理想的干燥處理方法。

　　1.1、在電站現(xiàn)場(chǎng)還有其它一些原因，可能需要對(duì)變壓器進(jìn)行干燥處理

　　(1)有很多可能的原因，會(huì)導(dǎo)致變壓器絕緣再次受潮。如果經(jīng)過(guò)判斷，認(rèn)為絕緣受潮超過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)，就要對(duì)變壓器進(jìn)行干燥處理。

　　(2)意外故障吊罩修理后，肯定希望恢復(fù)的時(shí)間越短越好；并且希望不動(dòng)工位就能完成干燥處理。

　　(3)變壓器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，由于各種原因會(huì)引起絕緣的老化，產(chǎn)生“油泥”和酸性物質(zhì)。對(duì)于超高壓變壓器來(lái)講，定期將變壓器內(nèi)的老化物質(zhì)清洗一次，將會(huì)大大改善變壓器的絕緣性能，提高運(yùn)行可靠性。

　　如果有方便有效的干燥和清洗設(shè)備，變壓器維護(hù)就會(huì)產(chǎn)生全新的新概念———讓變壓器也“洗個(gè)澡”，對(duì)變壓器的可靠運(yùn)行會(huì)起到重要的保證作用。

　　1.2、變壓器油加熱效果應(yīng)質(zhì)疑

　　現(xiàn)場(chǎng)干燥處理多采用傳統(tǒng)的熱油循環(huán)加熱(HOV)，熱油噴淋加熱(HOS),最多再輔以低頻加熱(LFH)的干燥處理方式。實(shí)際上是以變壓器油作為載熱介質(zhì)對(duì)變壓器進(jìn)行加熱，加熱到規(guī)定的時(shí)間和溫度后，再對(duì)變壓器抽真空。由于傳熱效率和加熱功率的限制，所以加熱效果很差。其實(shí)，用變壓器油作為載熱介質(zhì)的加熱設(shè)備和工藝，在變壓器制造廠，早就被認(rèn)為是落后的東西，已經(jīng)在50年前，就開(kāi)始被先進(jìn)的汽相干燥設(shè)備所取代。

　　變壓器油加熱干燥處理，周期長(zhǎng)，干燥效果不是很理想，殘留在絕緣中的經(jīng)過(guò)高溫使用的變壓器油無(wú)法排出來(lái)，給變壓器長(zhǎng)期可靠運(yùn)行留下陰影。經(jīng)常有報(bào)道，現(xiàn)場(chǎng)干燥處理220kV變壓器用15~25天，500kV變壓器需要25~35天。即使加上低頻加熱也要約15天[2~4]。更大型的變壓器的現(xiàn)場(chǎng)干燥處理時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。對(duì)于時(shí)間就是金錢(qián)的電站來(lái)講，這種速度肯定不能認(rèn)為是高效率。

　　中國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)有500kV,750MVA、840MVA和1000MVA的變壓器在運(yùn)行。“雙百”變壓器，即

　　電壓等級(jí)100萬(wàn)伏，容量100萬(wàn)千伏安的變壓器，在中國(guó)已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。世界上也早就有很多大的變壓器在運(yùn)行。對(duì)于這些巨型變壓器，不管是有計(jì)劃的正常檢修，或者是故障后的緊急恢復(fù)，如果需要干燥處理，首選方案應(yīng)是盡量在現(xiàn)場(chǎng)干燥，最好是不動(dòng)工位。因?yàn)閷?duì)這些產(chǎn)品而言，就像航空母艦放在陸地上，運(yùn)輸實(shí)在是太難了。任何方式的移動(dòng)或運(yùn)輸，都意味著要花大量的時(shí)間和金錢(qián)。

　　1.3、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)汽相干燥處理，成世界級(jí)難題

　　在現(xiàn)場(chǎng)不動(dòng)工位進(jìn)行干燥處理，在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成干燥過(guò)程，并且得到良好的處理效果，這些都是電站工作者和變壓器生產(chǎn)廠家的愿望。汽相干燥設(shè)備和工藝用于變壓器的干燥處理，時(shí)間短效果好，已經(jīng)得到全世界的公認(rèn)。但是目前的汽相干燥只能用于變壓器制造廠，因?yàn)樗且粋€(gè)龐大的在地面基礎(chǔ)上安裝的固定設(shè)備系統(tǒng)，無(wú)法拿到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大型變壓器進(jìn)行良好的干燥處理。如何在電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)汽相干燥處理工藝，這成為一個(gè)世界級(jí)的技術(shù)難題。