煤油气相干燥设备冷凝回收系统控制方式研究.pdf

摘要：简要对煤油气相干燥设备在加热阶段中，对于冷凝回收系统中真空管路调节阀控制方式的讨论，以及对加热阶段及变压器的影响。关键词：变压器煤油气相冷凝

内容摘抄：

1、冷凝回收系统构成
根据传统VPD系统的特性，从功能和结构上可以分为：真空系统、煤油系统、冷凝回收系统、加热系统、液压系统、冷却系统、气动系统级通风系统等。而按照运行的过程可分为：准备阶段、加热阶段(含子阶段：中间蒸馏、中间降压)、降压阶段、高真空阶段、破空阶段。在整个庞大的PD系统自动运行的过程中，加热能力最强、出水量最大的当属加热阶段，在加热阶段中运转十分活跃的为冷凝回收系统负责整个系统的水分的收集，其主要构成如图1：（图略）

冷凝回收系统主要包括主冷凝器(402)、中间冷凝器(208)、冷凝收集罐(408)及相关阀门等，使用的传感器包括音叉(404)、磁致伸缩液位计、铂电阻(711)、压力传感器等。
2、冷凝回收系统的工作原理
在加热阶段中，通过蒸发器对煤油进行加热，以器身加热提取器身水分。由于干燥罐混合蒸汽即水蒸气与煤油蒸汽越来越多，压力逐渐增高。在收集罐和干燥罐的压差作用下，混合蒸汽通过调节阀(221)进入主冷凝器冷凝，被冷凝成混合液体（水和煤油），经集液阀(405)和放液阀(407)后进入收集罐，泄漏泵会将收集罐维持在一定真空度内。
进入收集罐的混合液体分离后，由于煤油密度比水小，煤油浮在水的上部.出水量当到达一定值时，废水通过阀门(410)、排水泵将水打到废水罐中。收集罐的煤油达到一定值时，通过煤油泵打到缓冲罐或储油罐中。

在泄露泵对收集罐抽空的过程中，部分混合蒸汽在中间冷凝器(208)冷凝成液体，这些液体达到一定后，通过中间冷凝器底部小桶收集后，再经过阀门(208.05)排到收集罐中，己充分收集系统煤油和计算总的出水情况。
3、冷凝系统控制方式的分析
在电压等级110KV以上的油浸式变压器器身中，是由叠压成铁芯的硅钢片，卷绕成线圈的铜线和不同形状的绝缘材料等组成。由于材料的原因，硅钢片与铜线中的水分较少，所以大分部的水分都在绝缘材料之中。干燥设备的最终目的是尽可能的除去变压器中所含的水分。那么，我们将问题具体化到了如何除去绝缘材料当中的水分。而对待绝缘件的出水问题，通过研究分析，我们得知：
(1)绝缘材料在加热阶段出水最多。
(2)在出水量最多的加热阶段中，在第一次加热、中间降压时出水最为明显，在第二、三次加热中成平稳上升之势，之后随着加热次数的增加，出水量增加的速度越来越来，趋势越来越平缓。
前面我也有提到，对于水分的回收主要依靠冷凝回收系统，冷凝回收系统的作用一是冷却煤油蒸汽与水蒸气，并收集水分；二是有效的降低干燥罐压力(VPD干燥罐安全压力<260mbar),使之不会无休止的增加。然而，煤油蒸汽与水蒸气的混合气体是通过真空管路中的调节阀(221)至主冷凝器后成液到收集罐的，所以调节阀的开度大小直接影响到主冷凝器冷凝混合气体的多少。所以说对于冷凝回收系统的控制主要就是针对调节阀(221)的控制。
方案1：在传统的VPD控制系统中，对于冷凝回收系统的控制是采用压力判断控制的方法，是根据干燥罐的真空度的变化来调节调节阀的开度，主要目的是通过将干燥罐中的混合气体抽至收集罐中，从而降低干燥罐压力，使之处于安全压力以下。压力判断控制的主要过程逻辑及对应关系如表1：

（图略）

4、展望
当前我国电力行业处于一个飞速发展的时期，同时也是装备制造行业需求较大的阶段，如果能够使VPD设备更加完善、高效、稳定的运行、生产，我们须面对以下问题：一方面是提高主冷凝器冷凝效率，可以考虑二级冷凝器辅助冷凝，这样冷凝液的容量更加准确。另一方面考虑加热阶段中冷凝流量控制方式与压力控制方式相结合，既保证避免铁芯生锈又可以将干燥罐压力控制得准确适当。VPD的冷凝回收系统的控制需要不断去探索和创新，才能更好的为电力行业、装备制造业服务。

（略）

投稿会员：巧克力布丁