变压器油脱水装置及脱水工艺的制作方法

1.本发明涉及变压器油生产技术领域，尤其涉及一种变压器油脱水装置及脱水工艺。


背景技术：

2.变压器油是充油电力设备最主要的绝缘和冷却介质。由于受工艺和生产设备自身的影响，生产出的变压器油都含有一定量水分，并且油品的运输、运送贮存和使用过程中外界的水分也会不同程度地进入变压器油。变压器油中的水分包括悬浮水、溶解水及沉积水三种状态，三者之间在一定程度可相互转化。变压器油中水分的存在降低了击穿电压，增加了介质损耗和酸值，使油质劣化，还带来了引发严重故障而影响变压器正常运行的隐患。
3.伴随电力行业发展，变压器应用场景的多元化，客户对变压器油电气性能提出更高要求，甚至有些客户对变压器油电气性能提出了明显高于国标要求的特殊要求，有些客户提出水分低于18ppm,击穿电压大于50kv验收指标要求，为确保满足客户要求，工厂需对发运油品进行脱水处理。
4.目前行业内的变压器油生产工艺主要采用真空滤油机对变压器油进行脱水处理，降低油品水分，提高击穿电压。其流程为：将待处理的变压器油在罐内加热至操作温度后，抽入到真空滤油机，经滤油机一级、二级真空脱水后，进入三级精密过滤器过滤处理，油品抽回另一罐存储。该工艺处理流程耗时长、油品损耗高，效率较低，是进一步提升产能、降低能耗、优化工艺的“卡脖子”设备。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种变压器油脱水装置及脱水工艺，过程简单，能够快速高效的脱除所述变压器油中的水分，提高变压器油的电气性能，同时使变压器油的其他性能不受影响。
6.为了达到上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种变压器油脱水装置，包括固定床，所述固定床内装填有可再生的吸附剂，变压器油以预定空速由所述固定床的顶部进入，经所述吸附剂脱水后由所述固定床的底部排出，所述吸附剂为改性环氧树脂。
7.可选的，所述预定空速介于30t/h-60t/h之间。
8.可选的，所述改性环氧树脂为圆柱状颗粒，且所述圆柱状颗粒的直径介于3mm-4mm之间，所述圆柱状颗粒的长度介于10mm-20mm之间。
9.可选的，所述改性环氧树脂由80％的环氧树脂和20％的膨润土掺杂而成。
10.可选的，所述固定床的侧壁设置有若干进气口，所述进气口与所述吸附剂的位置相对应，所述变压器油脱水装置还包括第一供气设备，所述第一供气设备通过所述进气口向所述吸附剂吹扫第一气体。
11.可选的，所述固定床的底部设置有曝气盘，所述曝气盘位于所述吸附剂的下方，所述变压器油脱水装置还包括第二供气设备，所述第二供气设备通过所述曝气盘向所述吸附
剂吹扫第二气体。
12.可选的，所述变压器油脱水装置的顶部还设置有液体分布器，所述液体分布器位于所述吸附剂的上方，所述变压器油由所述固定床的顶部进入后，经所述液体分布器均流后流向所述吸附剂。
13.可选的，所述变压器油脱水装置还包括储油罐及排油泵，所述储油罐内设置有加热器，所述加热器用于将所述变压器油加热至预设温度，所述排油泵与所述储油罐及所述固定床连通，以将所述储油罐内加热后的变压器油输送至所述固定床内。
14.可选的，所述变压器油脱水装置还包括高度可调节的支撑架，所述支撑架用于安置所述固定床，所述支撑架的底部设置有若干具有刹车机构的万向轮。
15.为了达到上述目的，根据本发明的第二个方面，还提供了一种变压器油脱水工艺，采用如上所述的变压器油脱水装置对变压器油进行脱水，包括：
16.使所述变压器油以预定空速由固定床的顶部进入，经吸附剂脱水后由所述固定床的底部排出，所述吸附剂为改性环氧树脂。
17.本发明提供了一种变压器油脱水装置及脱水工艺，所述变压器油脱水装置包括固定床，所述固定床内装填有可再生的吸附剂，变压器油以预定空速由所述固定床的顶部进入，经所述吸附剂脱水后由所述固定床的底部排出，所述吸附剂为改性环氧树脂。通过采用在固定床中装填可再生的改性环氧树脂吸附剂对变压器油进行脱水处理，能够快速高效的脱除变压器油中的水分，使水分降低至15ppm以下，击穿电压提高至50kv以上，提高了变压器油的电气性能，同时而变压器油的其他性能不受影响。此外，由于固定床脱水是在常温常压下进行，相比真空滤油机，不仅提高了变压器油的脱水处理效率，降低了生产能耗，同时还提高了变压器油的产品质量以及提高了生产的安全系数高。
附图说明
18.本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
19.图1为本发明实施例提供的变压器油脱水装置的结构示意图；
20.附图中：
21.1-固定床；2-吸附剂；3-承托板；4-进气口；5-液体分布器；6-支撑架；7-万向轮。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
23.如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本发明中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此
外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
24.如图1所示，图1为本发明实施例提供的变压器油脱水装置的结构示意图。本实施例提供了一种变压器油脱水装置，包括固定床1，所述固定床1内装填有可再生的吸附剂2，变压器油以预定空速由所述固定床1的顶部进入，经所述吸附剂2脱水后由所述固定床1的底部排出，所述吸附剂2为改性环氧树脂。
25.通过采用在固定床1中装填可再生的改性环氧树脂吸附剂2对变压器油进行脱水处理，能够快速高效的脱除所述变压器油中的水分，使水分降低至15ppm以下，击穿电压提高至50kv以上，提高了所述变压器油的电气性能，同时所述变压器油的其他性能不受影响。此外，由于固定床1吸附工艺是常温常压下操作，相比真空滤油机，不仅提高了变压器油的脱水处理效率，降低了生产能耗，同时还提高了变压器油的产品质量以及提高了生产的安全系数高。
26.具体的，所述吸附剂2相当于用于脱水的活性单元，所述固定床1为所述吸附剂2的载体，所述变压器油的脱水可在常温常压下进行。本实施例对于所述吸附剂2的填充高度不作限制，可通过在所述固定床1的底部位置设置一承托板3来放置所述吸附剂2。所述固定床的顶部和底部分别设置有进液口和排液口，所述变压器油以预定空速由所述进液口进入所述固定床1，经所述吸附剂2脱水后由所述排液口排出。
27.本实施例中，所述变压器油脱水装置还包括储油罐及排油泵，所述储油罐内设置有加热器，所述加热器用于将所述变压器油加热至预设温度，所述排油泵与所述储油罐及所述固定床1连通，以将所述储油罐内加热后的变压器油输送至所述固定床1内，所述变压器油以预定空速由所述固定床1的顶部进入，与所述吸附剂2接触，完成脱水后由所述固定床1的底部排出。
28.较佳的，所述预定空速介于30t/h-60t/h之间。
29.本实施例中，所述排油泵的流量大于300l/min，所述排油泵的压力小于0.5mpa。
30.本实施例中，所述改性环氧树脂为圆柱状颗粒，且所述圆柱状颗粒的直径介于3mm-4mm之间，所述圆柱状颗粒的长度介于10mm-20mm之间。当然，所述改性环氧树脂还可以是其它形状，本技术对此不作任何限制。应当理解的是，图1中的填充部分仅用于示意性的表示吸附剂2，但并非对其形状的限定。
31.较佳的，所述改性环氧树脂由80％的环氧树脂和20％的膨润土掺杂而成。所述环氧树脂具有较好的吸附能力，但吸水后容易发生膨胀，通过在环氧树脂掺杂20％左右的膨润土，能够降低所述环氧树脂的膨胀程度，固定住所述环氧树脂的形状。具体的，本技术通过选择改性环氧树脂、氯化钙和5a分子筛三种吸附剂2进行变压器油进行脱水试验，发现改性环氧树脂的脱水效果最佳，并对该环氧树脂进行改性确20％最佳无机掺杂比例，同时确定该材料的生产条件，主要是最佳烘干温度为120℃-140℃。
32.本实施例中，所述变压器油脱水装置还包括再生机构，所述再生机构用于对所述吸附剂2进行处理，恢复所述吸附剂2的吸水能力。
33.作为其中一个较佳的实施例，所述固定床1的侧壁设置有若干进气口4，所述进气口4与所述吸附剂2的位置相对应，所述变压器油脱水装置还包括第一供气设备，所述第一
供气设备通过所述进气口4向所述吸附剂2吹扫第一气体。通过向所述吸附剂2吹扫第一气体，能够有效去除所述吸附剂2上的水分，相当于对吸附剂2进行吹干，恢复其活性，使得吸附剂2能够循环利用，降低生产成本。
34.对于所述进气口4，其形状可以是圆孔，也可以是条形孔，本技术对此不作任何限制，只要其位置与所述吸附剂2的位置相对应即可。此外，本技术对于所述进气口4的数量以及分布方式均不作任何限制，所述进气口4可以是一个，也可以是多个，所述进气口4可以沿所述固定床1的外壁均匀或不均匀分布。
35.作为另一个较佳的实施例，所述固定床1的底部设置有曝气盘，所述曝气盘位于所述吸附剂2的下方，所述变压器油脱水装置还包括第二供气设备，所述第二供气设备通过所述曝气盘向所述吸附剂2吹扫第二气体。通过设置曝气盘能够更均匀的向所述固定床1内的吸附剂2吹扫第二气体。
36.较佳的，所述第一气体/所述第二气体为空气或氮气，成本较低，且效果较好。所述空气或氮气可以是压缩气体，也可以是常压气体，本技术对此不作限制。
37.较佳的，所述第一气体/所述第二气体的温度介于25℃-60℃之间。通过适当提高吹扫气体的温度能够更快的恢复所述吸附剂2的活性。
38.请继续参照图1，所述变压器油脱水装置的顶部还设置有液体分布器5，所述液体分布器5位于所述吸附剂2的上方，所述变压器油由所述固定床1的顶部进入后，经所述液体分布器5均流后流向所述吸附剂2。液体分布器5是把变压器油均匀地分布到填料层(吸附剂2层)，使变压器油与吸附剂2能够圴匀并且充分的接触，充分发挥吸附剂2的脱水性能。
39.本实施例中，所述液体分布器5为槽式液体分布器5。当然，所述液体分布器5也可以采用其它的类型，本技术对此不作任何限制。
40.本实施例中，所述变压器油脱水装置还包括高度可调节的支撑架6，所述支撑架6用于安置所述固定床1，所述支撑架6的底部设置有若干具有刹车机构的万向轮7。所述支撑架6用于安置所述固定床1，并调节所述固定床1的高度，在所述支撑架6的底部安装所述万向轮7以便于移动所述固定床1。
41.应当理解的是，所述变压器油脱水装置还可以包含设置在所述固定床1的进出口的压力表、控制阀以及流量计等常规零部件，本技术对此不再一一赘述。
42.基于如上所述的变压器油脱水装置，结合图1，本实施例还提供了一种变压器油脱水工艺，包括：
43.使所述变压器油以预定空速由固定床1的顶部进入，经吸附剂2脱水后由所述固定床1的底部排出，所述吸附剂2为改性环氧树脂。
44.通过采用在固定床1中装填可再生的改性环氧树脂吸附剂2对变压器油进行脱水处理，吸附脱水效果好，能脱除变压器油中75％的水分，使水分降低至15ppm以下，击穿电压提高至50kv以上，提高了所述变压器油的电气性能，同时所述变压器油的其他性能不受影响。此外，由于固定床1吸附工艺是常温常压下操作，相比真空滤油机，不仅提高了变压器油的脱水处理效率，降低了生产能耗，同时还提高了变压器油的产品质量以及提高了生产的安全系数高，。
45.经试验，填充1立方规模改性环氧树脂吸附剂2的固定床1的单程寿命为：可将4750吨变压器油水分从42ppm降至15ppm以下，将变压器油的击穿电压从25kv提高至50kv以上。
46.对经过变压器油脱水装置及脱水工艺处理后的变压器油进行性能分析，并与未处理的变压器油进行性能对比，数据见表1。
[0047][0048][0049]
表1处理前后性能对比
[0050]
由表1可知，改性环氧树脂吸附剂2对变压器油中微量水脱除也是具有有效性的，击穿电压也有所提高；基础油运动黏度及介质损耗因数降低，可能是改性环氧树脂吸附剂2对油中其他成分进行了同步吸附，这些对油品性能是有利的；经过改性环氧树脂吸附剂2处理后的油样二氧化碳含量明显升高，可能由于脱水剂表面吸附大量二氧化碳，可对改性环
氧树脂吸附剂2的表面进行预处理。
[0051]
综上，本发明实施例提供了一种变压器油脱水装置及脱水工艺，所述变压器油脱水装置包括固定床，所述固定床内装填有可再生的吸附剂，变压器油以预定空速由所述固定床的顶部进入，经所述吸附剂脱水后由所述固定床的底部排出，所述吸附剂为改性环氧树脂。通过采用在固定床中装填可再生的改性环氧树脂吸附剂对变压器油进行脱水处理，能够快速高效的脱除变压器油中的水分，使水分降低至15ppm以下，击穿电压提高至50kv以上，提高了变压器油的电气性能，同时而变压器油的其他性能不受影响。此外，由于固定床脱水是在常温常压下进行，相比真空滤油机，不仅提高了变压器油的脱水处理效率，降低了生产能耗，同时还提高了变压器油的产品质量以及提高了生产的安全系数高。
[0052]
此外还应该认识到，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。