移动式真空汽相干燥设备及其应用

2013-12-26 乔保振沈阳诚桥真空设备有限公司

　　巨型变压器，采用“解体运输，现场组装”制造技术，已经得到广泛应用。在电站现场，汽相干燥处理这些巨型变压器，效率高，质量好，已经是很成熟的技术。移动式汽相干燥设备设计和制造已经取得丰富经验。巨型变压器在电站现场的汽相干燥处理，可以大大提高现场组装变压器(ASA—AdvancedSiteAssembling)的生产效率，保证产品质量。这是到目前为止，在现场干燥处理巨型变压器最理想的干燥处理方式。在工厂的生产过程中，大型变压器的干燥处理，本来就是一个非常关键和有难度的工艺过程。好在50多年前的1960年代，人们发明并成功用于变压器生产实际的汽相干燥设备(VPD———VaporPhaseDryingPlant)，为大型变压器的干燥处理提供了一个非常好的工艺手段。

　　VPD设备目前仍是全世界公认、并普遍采用的唯一的最好的大型变压器的干燥处理技术。但是只能在工厂车间里使用。在电站现场组装变压器(包括修理变压器)，如何更有效地进行干燥处理，这个问题一直困扰着全世界变压器行业，在电站现场干燥处理的工作者。把VPD设备搬到现场，在电站现场进行汽相干燥处理，是许多人梦寐以求的期待。

　　在电站现场组装变压器(ASA)的生产过程，据我们所查资料，最早始于1992日本东芝公司。中国常州东芝公司在2002年开始生产ASA。中国变压器制造企业开始采用“解体运输，现场组装”方式生产巨型变压器，是最近五六年的事情,并且目前呈现出“蓬勃发展”的趋势。

　　ASA方式生产变压器，目前有两种基本的工艺过程。我们权且称为“无吸潮组装”和“有吸潮组装”，或叫“连续作业”两种模式。

　　无吸潮组装又分两种。一种是塑料薄膜保护法，一种是工艺时间保护法。前者是用特制工程塑料，在变压器绕组和相关绝缘部件外表包裹起来，进行保护，以免受潮。有些塑料薄膜就直接装到变压器里去，不再拆除下来。后者是类似于我们的“器身整理”的工艺过程，即在拆卸装箱和组装的过程中，都是严格按照温湿度条件，在控制的时间内进行工作。一旦达到控制时间，立即进入真空罐，进行加热和抽真空保护。在现场组装，则需要把变压器油箱临时罩起来，进行保护。这样的工艺方法，单单在厂内拆卸和装箱的过程，就要持续20几天。在现场组装，也需要20几天的时间。这样反复保护的过程，以及持续的时间，具体制造人员称“苦不堪言”。

　　连续作业组装，就是在拆卸和装箱过程中，以及在现场组装过程中，允许连续工作，甚至三班倒。因此在厂内的拆卸装箱，最多不会超过一周。在现场的组装，也可以在一周内或者略多一点时间内完成。这样大大提高了生产效率。但是连续作业的组装，显然带来一个重新干燥处理的问题。

　　我们在制造现场组装变压器的过程中，采用的是连续作业的工艺过程。开始也曾用过热油循环作为干燥处理方法,但是效果不好。为了提高效率，保证质量；通过认真分析，慎重决策；最后选择了用移动式汽相干燥设备来干燥组装变压器。成功地设计制造了移动式汽相干燥处理设备，并成功地用于现场巨型组装变压器的工艺处理。目前已经制造了4套移动式汽相干燥设备，在电站现场汽相干燥处理了20几台巨型变压器。

1、电站现场对移动式汽相干燥设备的客观需求

　　随着电力工业持续发展，我国能源区域的西南、西北边远地区，建设了很多水电站和火电站。大容量、高电压等级的变压器需求大量增加。由于受到运输高度、桥梁承重等多因素的限制，一台几百吨重的大型变压器不可能整体运到安装现场。从而大量采用ASA生产方式。为了提高效率缩短生产周期，我们采用了“连续作业”的工艺过程，并采用移动式汽相干燥在电站现场干燥处理变压器，以解决器身重新受潮的问题。

　　目前现场干燥一般采用热油循环、热油喷淋，有的还加上低频加热的方法。这些方法能够达到干燥效果，但不是很理想；不仅时间长，干燥处理质量也不能令人十分满意；在电站现场采用汽相干燥处理，这对现场组装变压器而言，是最理想的干燥处理方法。

　　1.1、在电站现场还有其它一些原因，可能需要对变压器进行干燥处理

　　(1)有很多可能的原因，会导致变压器绝缘再次受潮。如果经过判断，认为绝缘受潮超过一定的标准，就要对变压器进行干燥处理。

　　(2)意外故障吊罩修理后，肯定希望恢复的时间越短越好；并且希望不动工位就能完成干燥处理。

　　(3)变压器经过长时间运行，由于各种原因会引起绝缘的老化，产生“油泥”和酸性物质。对于超高压变压器来讲，定期将变压器内的老化物质清洗一次，将会大大改善变压器的绝缘性能，提高运行可靠性。

　　如果有方便有效的干燥和清洗设备，变压器维护就会产生全新的新概念———让变压器也“洗个澡”，对变压器的可靠运行会起到重要的保证作用。

　　1.2、变压器油加热效果应质疑

　　现场干燥处理多采用传统的热油循环加热(HOV)，热油喷淋加热(HOS),最多再辅以低频加热(LFH)的干燥处理方式。实际上是以变压器油作为载热介质对变压器进行加热，加热到规定的时间和温度后，再对变压器抽真空。由于传热效率和加热功率的限制，所以加热效果很差。其实，用变压器油作为载热介质的加热设备和工艺，在变压器制造厂，早就被认为是落后的东西，已经在50年前，就开始被先进的汽相干燥设备所取代。

　　变压器油加热干燥处理，周期长，干燥效果不是很理想，残留在绝缘中的经过高温使用的变压器油无法排出来，给变压器长期可靠运行留下阴影。经常有报道，现场干燥处理220kV变压器用15~25天，500kV变压器需要25~35天。即使加上低频加热也要约15天[2~4]。更大型的变压器的现场干燥处理时间会更长。对于时间就是金钱的电站来讲，这种速度肯定不能认为是高效率。

　　中国国内已经有500kV,750MVA、840MVA和1000MVA的变压器在运行。“双百”变压器，即

　　电压等级100万伏，容量100万千伏安的变压器，在中国已经投入商业运营。世界上也早就有很多大的变压器在运行。对于这些巨型变压器，不管是有计划的正常检修，或者是故障后的紧急恢复，如果需要干燥处理，首选方案应是尽量在现场干燥，最好是不动工位。因为对这些产品而言，就像航空母舰放在陆地上，运输实在是太难了。任何方式的移动或运输，都意味着要花大量的时间和金钱。

　　1.3、现场实现汽相干燥处理，成世界级难题

　　在现场不动工位进行干燥处理，在尽量短的时间内完成干燥过程，并且得到良好的处理效果，这些都是电站工作者和变压器生产厂家的愿望。汽相干燥设备和工艺用于变压器的干燥处理，时间短效果好，已经得到全世界的公认。但是目前的汽相干燥只能用于变压器制造厂，因为它是一个庞大的在地面基础上安装的固定设备系统，无法拿到现场对大型变压器进行良好的干燥处理。如何在电站现场实现汽相干燥处理工艺，这成为一个世界级的技术难题。