变压器油,工业白油,抗磨液压油专业厂家—淄博勤润

变压器作为电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接影响电力系统的安全运行。 变压器油中溶解气体的成分和含量能有效体现运行变压器内部的绝缘故障情况，因此分析油中溶解气体的组成和含量是监视充油电气设备安全运行的最有效的 措施之一，而变压器油投用前气体组成的控制是变压器正常运行的前提。 变压器油中溶解的气体主要是空气，对电气设备内部故障有价值的气体称为特征气体， 包括氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)，总烃即甲烷、乙烷、乙烯和乙炔含量的总和 ，其中尤以乙烷、乙烯、乙炔的危害最大。 目前对运行中变压器油气体组成的变化研究较多，而变压器油生产过程及出厂前的气体组成监测鲜少涉及。 若能通过改善生产过程降低油品烃类含量，提高油品品质，将会大大减少出厂后油品的处理流程，节省成本。
一般情况下，变压器油中烃类气体溶于油品，但气体达到饱和状态时，油品温度的升高和气压的降低会使气体以气泡的形式析出，气泡在电场力的作用下，产生局部放电，甚至导致绝缘闪络 。因此高压大容量变压器对变压器油中气体含量提出了更高的要求。 目前虽没有规范提到出厂变压器油气体含量，但很多油品客户均对此项指标提出了额外要求。 为得到符合顾客要求的高品质变压器油，本文采用中海沥青股份有限公司(以下简称“中沥公司”)以绥中36-1原油常二线蜡油和秦皇岛32-6原油常二线蜡油为混合原料，采用加氢脱酸－糠醛白土精制工艺生产的I-10 ℃变压器油为研究对象，从生产角度出发，通过分析加工过程中油品气体含量的变化，提出工艺调整和成品变压器油处理方案，降低油品中乙烯、乙烷的含量，得到具有更高市场竞争力的变压器油。
1、实验
1.1、 生产过程中油品的气体组成变化中沥公司的原油主要有两种，即绥中36-1原油和秦皇岛32-6原油，用于生产变压器油I-10 ℃ 的原料为两种原料油的常二线侧线混合馏分油，其气体组成见表1所示。
由表1可知，变压器油生产原料中即有乙烷和乙烯的存在，乙炔含量为零，二氧化碳的含量较高。
I-10℃变压器油的生产采用加氢脱酸－糠醛白土精制工艺（图1），分别检测各段工艺过程中油品的气体组成，监测油品生产过程中，乙烷及乙烯含量的变化。其中，中间油品有加氢脱酸精制油、糠醛精制油、脱氮精制油、白土精制油及成品油，其气体组成见表2所示。
从表2可明显看出，加氢过程之后不饱和烃乙烯含量为零，甲烷、乙烷含量明显升高。经过糠醛精制过程后，油品的各项气体含量均有明显的下降，尤其是乙烷降为零。 但是在脱氮过程后，油品的氢气、二氧化碳明显升高，甲烷、乙烷和乙烯的含量也在此过程中大量生成，这就导致白土精制油和成品油中乙烷和乙烯的存在。
脱氮过程导致变压器油中各气体含量明显升高，可能与该过程的电精制操作有关。 脱氮精制包括添加脱氮剂和电精制两项操作，首先在90 ℃向糠醛精制油中加入脱氮剂，然后在12-16kV的电场电压下，进行电精制沉降处理，如此高的电场电压作用于油品，极易通过离子反应促使最弱的键C-H键(338kJ/mol）断裂，氢离子重新化合成氢气，使得氢气含量大幅度升高。变压器绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含有CH3 、CH2和CH化学基团并由C-C键键合在一起。由于电或热因素的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，如：CH3.、CH2.、CH.或C.(其中包括许多更复杂的形式），这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。在反应初期，所形成的气体溶解于油中；当能量较大时，也可能聚集成自由气 体。 在电精制过程中，高压电场的处理给C-C键的断裂提供了能量，然后中间反应产物迅速以C-C键(607kJ/mol）、C=C键
（720kJ/mol）的形式重新化合成烃类气体。因此，油品经过脱氮精制过程后，生成大量的乙烯、乙烷和甲烷。而乙炔的生成一般在800-1200 ℃的温度，因此C-C键（960kJ/mol）的生成需要更高的能量，该反应温度敏感性高，温度降低时，反应速度易被抑制。因此，此过程达不到乙炔的生成条件，不会有乙炔的出现。
另外，有研究表明油起氧化反应时伴随生成少量的CO和CO2 ，生产过程中，氧化过程不可避免的发生，CO和CO2长期积累，在各个生产阶段成为显著数量。
1.2 优化方案
1.2.1 生产工艺优化
为降低脱氮过程对变压器油气体组成的影响，对生产工艺进行了调整，最主要是在生产工艺条件允许的范围内降低电沉
淀过程中的电场电压，降低电压后，得到成品油气体组成的变化对比图。 从图2可以看出，在调整工艺参数之后，各气体含量明显降低，但是乙烯、乙烷还是明显存在的，因此通过此调整只能降低乙烷、乙烯的含量，并不能彻底解决乙烯、乙烷的生成问题。
1.2.2 超精密脱水过滤装置处理
由上可知，因采用加氢脱酸－糠醛白土精制工艺，I-10℃变压器油生产过程中，不可避免的会有乙烯、乙烷的生成，因此要提高I-10℃变压器油的品质，只能在油品进入成品罐之前增加加工流程。超精密脱水设备采用大抽气速率的多级真空，在真空条件下运用物理手段对油液进行脱水、脱气、除杂处理，在不影响油液组分和使用性能的基础上，使变压器油产品性能得到提升。 在其他条件不变的情况下，得到不同试验温度（压力0.09MPa）、试验压力（温度70℃）条件下超精密脱水设备对变压器油的气体脱除效果，见表3-4。
由表3可以看出，超精密脱水过滤装置的滤油机升温至70℃时，处理后油品气体含量基本稳定，温度继续升高会加速油品老化，增加能耗。表4显示，滤油机真空压力至0.09MPa时，油品气体含量已达到理想效果。选择滤油机70℃、真空压力0.09MPa条件，用超精密脱水过滤装置处理成品变压器油，对其进行一次和二次过滤，分别检测滤后油品的气体组成，结果见表5。
由表5可知，I-10℃ 变压器油经过超精密脱水设备处理后，二氧化碳、甲烷含量明显降低，乙烷、乙烯的含量降为零；二次过滤进一步降低二氧化碳和甲烷的含量，变压器油的品质得到更好的提升。 处理后的变压器油品质明显高于国家电网对出厂变压器油的要求，具有更高的市场竞争力。
2、结论
（1）采用加氢脱酸－糠醛白土精制工艺生产I-10℃变压器油过程中，因工艺操作条件，脱氮精制过程不可避免的生成乙烯、乙烷，调整工艺参数只能降低其生成量。
（2）采用超精密脱水过滤装置处理I-10℃变压器油，一次过滤后油品中的乙烯、乙烷含量降为零，二氧化碳和甲烷含量明显降低，变压器油的品质得到明显提升。