移動式真空汽相干燥設備及其應用

2013-12-26 喬保振沈陽誠橋真空設備有限公司

　　巨型變壓器，采用“解體運輸，現場組裝”制造技術，已經得到廣泛應用。在電站現場，汽相干燥處理這些巨型變壓器，效率高，質量好，已經是很成熟的技術。移動式汽相干燥設備設計和制造已經取得豐富經驗。巨型變壓器在電站現場的汽相干燥處理，可以大大提高現場組裝變壓器(ASA—AdvancedSiteAssembling)的生產效率，保證產品質量。這是到目前為止，在現場干燥處理巨型變壓器最理想的干燥處理方式。在工廠的生產過程中，大型變壓器的干燥處理，本來就是一個非常關鍵和有難度的工藝過程。好在50多年前的1960年代，人們發明并成功用于變壓器生產實際的汽相干燥設備(VPD———VaporPhaseDryingPlant)，為大型變壓器的干燥處理提供了一個非常好的工藝手段。

　　VPD設備目前仍是全世界公認、并普遍采用的唯一的最好的大型變壓器的干燥處理技術。但是只能在工廠車間里使用。在電站現場組裝變壓器(包括修理變壓器)，如何更有效地進行干燥處理，這個問題一直困擾著全世界變壓器行業，在電站現場干燥處理的工作者。把VPD設備搬到現場，在電站現場進行汽相干燥處理，是許多人夢寐以求的期待。

　　在電站現場組裝變壓器(ASA)的生產過程，據我們所查資料，最早始于1992日本東芝公司。中國常州東芝公司在2002年開始生產ASA。中國變壓器制造企業開始采用“解體運輸，現場組裝”方式生產巨型變壓器，是最近五六年的事情,并且目前呈現出“蓬勃發展”的趨勢。

　　ASA方式生產變壓器，目前有兩種基本的工藝過程。我們權且稱為“無吸潮組裝”和“有吸潮組裝”，或叫“連續作業”兩種模式。

　　無吸潮組裝又分兩種。一種是塑料薄膜保護法，一種是工藝時間保護法。前者是用特制工程塑料，在變壓器繞組和相關絕緣部件外表包裹起來，進行保護，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。后者是類似于我們的“器身整理”的工藝過程，即在拆卸裝箱和組裝的過程中，都是嚴格按照溫濕度條件，在控制的時間內進行工作。一旦達到控制時間，立即進入真空罐，進行加熱和抽真空保護。在現場組裝，則需要把變壓器油箱臨時罩起來，進行保護。這樣的工藝方法，單單在廠內拆卸和裝箱的過程，就要持續20幾天。在現場組裝，也需要20幾天的時間。這樣反復保護的過程，以及持續的時間，具體制造人員稱“苦不堪言”。

　　連續作業組裝，就是在拆卸和裝箱過程中，以及在現場組裝過程中，允許連續工作，甚至三班倒。因此在廠內的拆卸裝箱，最多不會超過一周。在現場的組裝，也可以在一周內或者略多一點時間內完成。這樣大大提高了生產效率。但是連續作業的組裝，顯然帶來一個重新干燥處理的問題。

　　我們在制造現場組裝變壓器的過程中，采用的是連續作業的工藝過程。開始也曾用過熱油循環作為干燥處理方法,但是效果不好。為了提高效率，保證質量；通過認真分析，慎重決策；最后選擇了用移動式汽相干燥設備來干燥組裝變壓器。成功地設計制造了移動式汽相干燥處理設備，并成功地用于現場巨型組裝變壓器的工藝處理。目前已經制造了4套移動式汽相干燥設備，在電站現場汽相干燥處理了20幾臺巨型變壓器。

1、電站現場對移動式汽相干燥設備的客觀需求

　　隨著電力工業持續發展，我國能源區域的西南、西北邊遠地區，建設了很多水電站和火電站。大容量、高電壓等級的變壓器需求大量增加。由于受到運輸高度、橋梁承重等多因素的限制，一臺幾百噸重的大型變壓器不可能整體運到安裝現場。從而大量采用ASA生產方式。為了提高效率縮短生產周期，我們采用了“連續作業”的工藝過程，并采用移動式汽相干燥在電站現場干燥處理變壓器，以解決器身重新受潮的問題。

　　目前現場干燥一般采用熱油循環、熱油噴淋，有的還加上低頻加熱的方法。這些方法能夠達到干燥效果，但不是很理想；不僅時間長，干燥處理質量也不能令人十分滿意；在電站現場采用汽相干燥處理，這對現場組裝變壓器而言，是最理想的干燥處理方法。

　　1.1、在電站現場還有其它一些原因，可能需要對變壓器進行干燥處理

　　(1)有很多可能的原因，會導致變壓器絕緣再次受潮。如果經過判斷，認為絕緣受潮超過一定的標準，就要對變壓器進行干燥處理。

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

　　(3)變壓器經過長時間運行，由于各種原因會引起絕緣的老化，產生“油泥”和酸性物質。對于超高壓變壓器來講，定期將變壓器內的老化物質清洗一次，將會大大改善變壓器的絕緣性能，提高運行可靠性。

　　如果有方便有效的干燥和清洗設備，變壓器維護就會產生全新的新概念———讓變壓器也“洗個澡”，對變壓器的可靠運行會起到重要的保證作用。

　　1.2、變壓器油加熱效果應質疑

　　現場干燥處理多采用傳統的熱油循環加熱(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。實際上是以變壓器油作為載熱介質對變壓器進行加熱，加熱到規定的時間和溫度后，再對變壓器抽真空。由于傳熱效率和加熱功率的限制，所以加熱效果很差。其實，用變壓器油作為載熱介質的加熱設備和工藝，在變壓器制造廠，早就被認為是落后的東西，已經在50年前，就開始被先進的汽相干燥設備所取代。

　　變壓器油加熱干燥處理，周期長，干燥效果不是很理想，殘留在絕緣中的經過高溫使用的變壓器油無法排出來，給變壓器長期可靠運行留下陰影。經常有報道，現場干燥處理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場干燥處理時間會更長。對于時間就是金錢的電站來講，這種速度肯定不能認為是高效率。

　　中國國內已經有500kV,750MVA、840MVA和1000MVA的變壓器在運行。“雙百”變壓器，即

　　電壓等級100萬伏，容量100萬千伏安的變壓器，在中國已經投入商業運營。世界上也早就有很多大的變壓器在運行。對于這些巨型變壓器，不管是有計劃的正常檢修，或者是故障后的緊急恢復，如果需要干燥處理，首選方案應是盡量在現場干燥，最好是不動工位。因為對這些產品而言，就像航空母艦放在陸地上，運輸實在是太難了。任何方式的移動或運輸，都意味著要花大量的時間和金錢。

　　1.3、現場實現汽相干燥處理，成世界級難題

　　在現場不動工位進行干燥處理，在盡量短的時間內完成干燥過程，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廠家的愿望。汽相干燥設備和工藝用于變壓器的干燥處理，時間短效果好，已經得到全世界的公認。但是目前的汽相干燥只能用于變壓器制造廠，因為它是一個龐大的在地面基礎上安裝的固定設備系統，無法拿到現場對大型變壓器進行良好的干燥處理。如何在電站現場實現汽相干燥處理工藝，這成為一個世界級的技術難題。