22 六氟化硫(SF6)气体循环再利用技术
一、技术名称:六氟化硫(SF6)气体循环再利用技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:电力领域
四、该技术应用现状及产业化情况
目前,我国国家电网相关公司已经明确要求建立省级SF6气体回收 净化处理中心并完善公司系统SF6气体回收处理网络,全面实现回收 SF6气体统一管理。在2012-2013年期间,已完成江苏、福建、河南、 辽宁、吉林、陕西、北京、天津、山西、山东、上海、浙江、湖南、 江西、黑龙江、蒙东、青海、新疆和西藏公司的六氟化硫回收处理中 心建设工作。目前该技术已在安徽、宁夏、湖北、华北、甘肃等省的 电网系统进行了应用,并在国家电网公司20多个省(市)电力公司如 江苏、浙江、山西等省推广应用,各处理中心运行状况良好,共回收处理SF6气体近200吨。
五、技术内容
1. 技术原理
(1)SF6回收回充工作原理 采用改进的对SF6气体直接制冷的方式,通过冷媒与SF6直接接触,提高热利用效率,通过制冷液化和加压灌瓶的方式提高SF6气体回收灌 装速度;采用对SF6直接加热蒸发汽化的方式,提高SF6的蒸发汽化速 度,进而提高回收回充速度。
(2)SF6净化处理工作原理
净化处理系统由倒转单元、缓冲处理单元、动力单元、深冷分离处理单元组成。钢瓶被倒转单元夹紧后,倒转,并达到设定高度,通 过带手动球阀的压力软管连接到处理单元。钢瓶内的高压 SF6 经处理 单元缓冲罐后减压到 0.6 MPa,流向处理单元吸附塔内,将旧气中的杂质及水分等杂质吸附后,通过动力单元压缩机打向尾气深冷分离单 元。利用动力单元间歇抽出深冷单元中的尾气,并存储在动力单元储 气罐内。当深冷单元的尾气分离过程达到设定值后,利用低温液泵将 深冷容器内的低温液体抽至钢瓶内。
2. 关键技术
(1)回收回充技术
采用对 SF6 气体直接换热的技术,研制 SF6 回收回充设备,其功 能为回收、回充和抽真空。辅助回收设备可将回收回充设备排出的高 压 SF6 气体,降温后变成低温的气/液混合物,便于灌瓶。同时,也可 将纯净的 SF6 气体快速回充入相应的 SF6 设备中,实现对电气设备的 抽真空以及对设备本身的自洁;
(2)净化处理技术
采用预处理、变压吸附、深冷分离、尾气分离的净化处理技术设计 SF6 净化处理系统,主要包括:源气气化单元、缓冲处理单元、动 力单元、尾气深冷分离处理单元等。
3. 工艺流程
(1)回收回充工艺 六氟化硫回收回充工艺流程如图 1 所示。
(2)处理系统
六氟化硫处理工艺流程图如图 2 所示。
六、主要技术指标
1. 回收回充速度:50~150kg/h;
2. 灌瓶速度:0.5 h/瓶左右;
3. 净化处理后SF6气体GB 12022《工业六氟化硫》新气质量要求;
4. SF6净化处理回收率≥95%;
5. SF6净化处理能力≥50kg/h。
七、技术鉴定情况
该技术通过了安徽省科技成果鉴定,已获得国家发明专利 2 项, 实用新型专利 10 项,外观设计专利 4 项;相关技术企业已制定行业标 准 1 项,并已颁布实施。
八、典型用户及投资效益
典型用户:安徽电网、华北电网、湖北电网、宁夏电网等。
典型案例 1
案例名称: 安徽电网六氟化硫气体回收处理中心
建设规模:60 吨/年 SF6 回收处理中心。建设条件:厂房面积不小 于 300 平方米,避开人口较多的居民生活区、办公区、学校等场所, 周边开阔、通风良好、水电齐备、交通便利。主要建设内容:SF6 净化 处理设备、回收回充设备、辅助回收回充设备、质量分析仪器设备安 装调试等。主要设备为 SF6 净化处理系统、SF6 回收回充装置、SF6 辅 助回收回充装置以及试验仪器设备。项目总投资 300 万元,建设期为6 个月。目前每年可回收 SF615t,年减排量约 35.8 万 tCO2,产生经济 效益 240 万元,投资回收期约 1 年。碳减排成本为 8-10 元/tCO2。
典型案例 2
案例名称:华北电网六氟化硫气体回收处理中心
建设规模:60 吨/年 SF6 回收处理中心。建设条件:厂房面积不小 于 300 平方米,避开人口较多的居民生活区、办公区、学校等场所, 周边开阔、通风良好、水电齐备、交通便利。主要建设内容:SF6 净化 处理设备、回收回充设备、辅助回收回充设备、质量分析仪器设备安 装调试等。主要设备为 SF6 净化处理系统、SF6 回收回充装置、SF6 辅 助回收回充装置以及试验仪器设备。项目总投资 350 万元,建设期为6 个月。年减排量约 35.8 万 tCO2,产生经济效益 280 万元,投资回收 期约 1 年。碳减排成本为 9-12 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
随着新 SF6 电气设备不断投入运行和大量电气设备进入检修周期, 对 SF6 回收处理新技术的需求不断增大,尤其是发供电企业,地市公 司、县级公司、电厂等都需要配备 SF6 回收装置或 SF6 净化处理设备。 预计未来 5 年,在电力行业的推广比例可达 10%,可形成年碳减排能 力为 2390 万 tCO2。
由武汉节能协会办公室整理