SF6气体回收净化装置的选型和配置

SF6回收车如何氮气与SF6气体的分离

EDHC-RF300C型SF6气体回收净化提纯充气系统概述

EDHC-RF300C型SF6气体回收净化提纯充气系统用于将空气和CF4、低氟化物分解物从SF6中分离出来。分离系统是基于高压无油直接液化原理对所再生处理的SF6气体进行初步液化过滤，再依靠低温冷却系统对分离器中的气体/液体的混合体进一步液化固化。氮气等慢慢地经过分离被排出，而SF6气体则被再次液化和保留。SF6气体可被回收和再利用，回收率超过99%。回收车配备有多重的高效聚合过滤器、活性炭过滤器、酸性物质过滤器和微粒过滤器，气体被过滤处理至0.1微米水平以除去灰尘和微粒物质。

我公司专门设计的全功能气体专用处理站可用于组合电器制造厂的生产车间。它能把不合格SF6气体对其进行净化，冷冻固化处理达到国家新气标准，将达标的SF6气体回充到绝缘容器中。

主要特点

◆采用进口无油压缩机，对SF6气体回收、回充、净化、液化储存。

◆干燥处理系统，可滤除SF6气体中的水分、分解产物等。

◆专用过滤技术可以将SF6气体中低氟化物吸附。

◆SF6气体冷冻液化再固化提纯技术可使回收的SF6气体的纯度达到新气标准。

◆该压缩机高压无油无泄漏。

◆可对二路以上气体进行回收，快速抽取SF6气室中气体。

◆回收和回充采用两个独立的系统，防止废气和净化处理后的气体产生交叉污染。

◆PLC自动控制系统。

产品标准要求

◆要求回收装置结构紧凑、全功能，能够完成一台大型SF6回收装置所有功能 ，包括气体的过滤和干燥、固化提纯。

◆整个回收装置包括：真空泵、压缩机、固化提纯装置、液氮罐160L、气体液化凝结器、各种过滤系统、净化装置、存储系统以及必备的阀门和PLC自动控制部件。

◆净化后的SF6气体应达到国家规定标准。见国标《GB/T12022-1989》

指标名称指标

四氟化碳（CF4） ≤0.04%

空气（N2+O2） ≤0.04%

湿度（H2O）≤5μg/g

酸度（以HF计） ≤0.2μg/g

可水解氟化物（以HF计） ≤1.0μg/g

矿物油 ≤3μg/g

纯度（SF6）≥99.8%(质量分数)

生物毒性 无毒

主要功能

◆从SF6设备中回收SF6气体，并测定真空度。

◆将抽取气体液化储存

◆SF6设备检修完毕，抽走空气和水分

◆将储存的SF6气体循环干燥净化固化提纯。（过滤气体中的杂质、水份、CF4、HF、SF6分解物、矿物油、粉尘及絮状颗粒）

◆将储存的SF6汽化，再输送到SF6设备

◆将气体回收储罐及管道、气瓶加热，抽真空至30--100Pa

◆在气瓶、储罐及外部储罐之间输送液态SF6

◆可对处理过程中的SF6气体进行取样检测分析。

◆可再生大容量过滤器。

◆抽真空的排出物可经过碱洗吸收，无毒排放。吸附剂碱洗深埋。

◆自动程序保护控制 ，自动手动控制可选可视，操作简单明了。

◆高压直接液化，无需外加增压器。

◆储气量300KG，可扩展外接气瓶，气罐。

◆气瓶电子称重。

◆各种开关电气设备专用接头。

◆法国无压差电磁阀，无一般电动阀在突然断电情况下的无法关闭及延迟关闭的危险。

技术参数

◆储罐容积： 300L

◆工作压力： 5.0MPa（200L）

◆净化提纯罐：160L，5.0MPa 带SF6称重装置 （120L）

◆液氮罐：160L （100L）

◆真空泵：44-64m3/h

◆极限真空：0.06Pa 德国 380V

◆SF6压缩机：14 m3/h 42bar美国 7.5KW

（ 或6-12 m3/h 50bar美国 2.2-4KW）

◆凝结器：2.2KW

◆最大功率：22KW

◆

◆再生率；95%

◆数字真空计：德国 0—1000mbar

◆气瓶加热装置；6KW

◆冷凝系统：法国MANUERACP 主机 2.2KW。辅助回收。

◆电子称重；1台

◆电压：380V 50Hz三相交流和220V 50Hz单相交流,

◆过滤: <1微米颗粒、分解物吸附、酸性物吸附、微水吸附干燥、过滤器, 再生式可更换。4只

◆絮状物过滤器: 2只 0.5 微米

◆三菱PLC自动 控制系统

◆法国电磁阀

◆德国DILO 自封接口

◆体积2500*1620*1950mm

◆重量2000KG（1800*1000*1500* 1200KG）

◆附件: 输送管(气态和液态输送管)2根 各5米

◆SF6开关回收管：2根，10米、15米，带自封阀门

◆SF6开关接头： 1套14只

◆SF6防护服（包含 滤毒罐及全密封呼吸器）（选择）

◆维护工具：1套

SF6气体抽真空充气装置使用方法：

1、本装置采用三相380V电源中线不是必须的但电源线中的接地线必须可靠接地。电气系统设置有相序保护

装置三相电源相序可通过手动开关直接调整电气系统同时具有缺相保护功能可有效避免真空泵的反向运转以

及所有主机的缺相运行。 

2、仔细检查被抽设备确定被抽设备内压力不大于零表压 

3、接上电源用软管将装置和被抽设备联接在接口填入尼龙密封垫圈并紧固。 

4、关闭所有阀门在开机前必须首先关闭所有阀门。 

5、打开总电源开关红灯亮。若红灯不亮说明相序反相可调整相序转换开关。电源接通后按电气箱上绿色按

钮即开真空泵。观察真空泵油位油位在油标2/3附近，则可投入运行，如油位过低，可停泵加油至油标2/3处

。如过高而有显著喷油可停泵放油至油标2/3处。

6、打开总阀门然后根据不同抽气管路可逐个打开该管路上阀门即对该路抽真空。

7、真空计使用 

（1）在用真空计观测真空度之前，须确认管路系统及待观测真空度之容器处于负压状态，否则易造成真空计

传感器-真空规管的损坏。

（2）打开真空计电源开关，指示灯亮。注意：真空计传感器需通电充分预热后才能准确指示真空度，一般

预热需3-5分钟。

（3）打开真空规管测量阀（注意打开、关闭此阀门时不应用力过大）。然后可观测系统真空度。

（4）测量结束时，切记关闭真空规管测量阀及真空计电源开关。

8、充气过程即为从气体钢瓶经软管连接至各所需充气单元。可根据不同单元选择不同球阀开启后直接充气用

户需在钢瓶后配置减压器。

注意：抽真空结束后在充气前应先确认真空规管测量阀处于关闭状态。

9、关机

（1）关闭所有球阀及真空规管测量阀。（注意充气或不用时需将该阀门关闭否则易造成真空计传感器-真空

规管的损坏）。

（2）关闭真空计电源开关。

（3）按电器箱上红色按钮关真空泵再关闭总电源开关。

真空泵油污染的影响一般有

频繁的换油，成本高，环境污染严重

换油时真空泵内部的清理比较困难，也容易被忽视

影响泵的极限压力，缩短泵的使用寿命 。以上使得生产力造成损失 。

豪可德真空科技建议改善对策 ：配置油净化装置和油水分离器，可有效去除油中的水分和污染物等杂质。

1、需要采用一套强制性高效液化冷凝器，降低了回收压力1.2-1.5Mpa开始液化，2.2-2.5Mpa压力时液化储存到位自动识别。因此大大提高了回收速度，是高压回收速度3-4倍，并且增加了安全性。

2、采用水份处理技术，如小面积的内循环、长距离、长时间经过该系统，SF6气体中的水分、分解产物、低氟化物等能够得到充分的吸收，得到全面无毒排放。经过一次性处理，水份可降到40PPmV以下，达到国家回充标准。该系统性能可靠，分子筛再生时，不需解体、拆装及更换，使用方便，仅需对分子筛干燥器进行加热真空再生处理，性能恢复如初。

3、回收和充气采用两个独立的管路，防止废气和净化处理后的气体产生交叉污染，充气管路配有独有的加热气化、回充过滤系统。对外回收和充气可以同时使用，互不干扰。

SF6气体回收装置的基本工作原理是采用冷冻液化法。

在回收时，利用压缩机的抽吸性和压缩性把SF6电器设备内一定压力的SF6气体吸入压缩机，并压缩至某一较高的压力。同时利用R22制冷剂的低蒸发温度特性，将较高温度的SF6气体冷却至冷凝温度进行液化、贮存。这样连续抽吸至SF6压缩机串联运行，直至达到回收终压力。

在充放时，首先利用本装置的真空泵对SF6电器设备(或钢瓶)和连接管路进行抽真空，然后直接利用压差或利用压缩机的抽吸性并造成一定的压差将装置贮存容器内的SF6充入SF6电器设备，直至达到所需的工作压力。在需灌瓶时则同时利用如前所述的R22制冷剂的特性，将液化的SF6直接灌入钢瓶。净化功能是在完成上述回收、充放功能时同步完成的。系统中设置了两只油分离器，分别安装在压缩机的出口，以有效去除SF6气体所带的油份。系统回路中设置了干燥过滤器，以保证进入贮存容器的SF6的纯度并有效去除水份。过滤器带有加热再生装置，可在抽真空下加热再生，分子筛从而能反复使用。

SF6气体回收装置系统中设有可靠的安全保护装置，高压压力控制器安装在SF6压缩机排气口，一旦排气压力超过限定值它会自动停止压缩机的工作，待压力下降后再重新启动压缩机安全阀安装在贮存容器上一旦超压安全阀自动打开排放气体，压力下降后自动关闭。另外，系统中还设置了监视仪表和控制仪表共七只，其中真空计一只，安装在装置回收进气口，并在真空计前装置了DN8阀门，需要观察时打开即可压力表五只，分别安装在回收进气口、SF6压缩机排气口、冷冻压缩机吸排气口和贮存容器上冷冻系统上设置了一只温度计，利用温包感应SF6液体温度。

系统中真空泵的进口处装有电磁真空带充气阀，并与真空泵接在同一个电源上，当泵停止工作时，阀能自动将真空系统封闭，并将大气通过泵的进口充入泵腔，从而避免泵油逆流污染真空系统。系统中的冷冻系统由高低压压力控制器整定冷冻压缩机的进出口压力。一旦超出

限值范围将自行切断冷冻压缩机的工作，低压断开时待压力回升或高压断开时，待压力回落后，再重新启动压缩机。

总体结构，SF6气体回收装置采用手推移动式，可适应室内外正常环境条件下使用。本装置系统比较复杂，由真空泵、SF6压缩机、冷冻系统、贮存容器、管路、各种阀门、仪表及其他附件组成。电控箱、操作阀门和监视仪表全部集中于一侧面板且有流程指示，因而使用时方便明了。

2.密封油系统专用于向发电机密封瓦提供润滑以防止密封瓦磨损，且使油压高于发电机内氢压一定数值，以防发电机内氢气沿转轴与密封瓦间隙想外泄漏，同时尽可能的减少发电机内部的空气和水汽。

3.密封油系统是根据密封瓦的形式而决定的。最常见的有单流环式和双流环式，还有三流环式。

4.密封油系统对发电机的安全正常运行具有重要作用。在事故规程以及25项反措都有规定。

25项反措里关于密封油的条文（原文摘要）

11.防止发电机损坏事故

11.2  防止定子绕组故障

11.2.5 防止密封油向发电机内泄漏，避免线圈和半导体漆受到油的侵蚀、溶解而使绝缘强度和防晕性能降低。 

11.2.6 严格控制密封油含水量在规程允许的范围内。

 11.4防止氢冷发电机漏氢 

11.5.1 大修后气密试验不合格的氢冷发电机严禁投入运行。

11.5.3应按时检测氢冷发电机油系统、主油箱内、封闭母线外套内的氢气体积含量，超过1％时，应停机查漏消缺。当内冷水箱内的氢气含量达到2％时报警，加强对电机的监视，若超过10%应立即停机处理；或当内冷水系统中漏氢量大于0.3 Nm3/d时可在计划停机时安排消缺；若漏氢量大于5Nm3/d时应立即停机处理。

11.5.4  密封油系统平衡阀、压差阀必须保证动作灵活、可靠，密封瓦间隙必须调整合格。若发现发电机大轴密封瓦处轴颈有磨损的沟槽，应及时处理。

系统的组成及原理

密封油系统主要由密封瓦、交流主密封油泵、直流事故密封油泵、滤油器、差压调节阀、氢侧回油扩大槽、浮子油箱、空气抽出槽、真空净化装置和相应连接管道、阀门及仪表组成。

油系统的装置为集装式，方便检修 。

密封瓦结构为单流环式。 

主油源来自汽机轴承润滑油，润滑油回油管上装设视流窗，以便观察回油 。

油氢差压由差压调节阀自动控制，并提供差压和压力报警信号接点。 

油温通过汽机润滑油系统的冷油器得到调节。

 2台100%容量的交流密封油泵和1台100%容量的直流密封备用油泵 , 1台100%容量的再循环油泵 。

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密封油系统原理简介

发电机采用氢气冷却，为防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，维持发电机内的氢气纯度和压力，在发电机端轴（励端和汽端）伸出处的静止和转动部分，各装有一套密封装置—密封瓦，其间供以压力高于氢压0.03～0.08Mpa的压力油，形成油环，以密封发电机内的氢气，使其不能向外泄漏。同时也防止油压过高而导致发电机内大量进油。常见的密封油系统采用单流环式密封瓦、双流环式密封瓦、三流环式密封瓦。我厂机组发电机采用的是单流环式密封瓦，密封油只有一路，分别进入汽侧和励侧的密封瓦，经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成了油膜起到了密封润滑作用。然后分两路（氢侧、空气侧）回油。

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密封油系统主要设备及其功能

1、扩大槽 

发电机氢气侧(以密封瓦为界)汽端(简称T)、励端(简称G)各有一根排油管与扩大槽相连，来自密封环的排油在此槽内扩容，以使含有氢气的回油能分离出氢气(H2),油向下经管路流至浮子油。扩大槽里面有一个横向隔板，把油槽分成两个隔间，之间可通过外侧的U形管连接，目的是防止因发电机两端之间的风机压差而导致气体在密封油排泄管中进行循环。扩大槽内部有一管路和油水探测报警器(LSH--202)相连接，当扩大槽内油位升高超过预定值时发出报警信号。

2、浮子油箱

氢侧回油经扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作用是使油中的氢气进一步分离。浮子油箱内部装有自动控制油位的浮球阀，以使该油箱中的油位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有手动旁路阀及液位视察窗，以便必要时人工操作控制油位。

浮子油箱的浮球调节阀结构图 

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浮子油箱的工作原理

浮球阀（浮子阀）门的控制原理如上图示，油位逐渐上升时，浮球阀逐渐开大直至全开；油位逐渐降低时，浮球阀逐渐关小直至全关。当浮球阀卡涩时，易出现油位过高或过低甚至看不到的现象。油位过高，说明浮球阀未有效地打开，有可能造成扩大槽油位的异常升高；油位过低，说明浮球阀未有效地关闭，有可能造成氢气大量外排，引起机内压力的下降。出现上述情况，应当振打浮球阀，无效时隔离浮球阀，暂时使用旁路阀进行调节，并通过玻璃油位计观察油位。

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3、空气抽出槽

发电机空侧密封油和轴承润滑油混合后排至空气抽出槽内，油中的气体分离后经过管路(GBV)排往厂外大气，润滑油经过管路流回汽机主油箱。

4、密封油控制装置

密封油控制装置中的主要设备有两台交流油泵、一台直流油泵、真空装置、一只压差阀、二只滤油器、仪表箱和就地仪表及管路阀门等。两台主油泵一运一备，均由交流电动机驱动，故称交流密封油泵。一台直流油泵由直流电动机驱动，当两台主油泵均故障或失去交流电源不能运行时，该泵投入运行，故又称事故油泵。再循环泵，通过管路使真空油箱中的油形成一个局部循环回路，从而使油得到更好的净化。差压调节阀用于自动调整密封瓦进油压力，使该压力自动跟踪发电机内气体压力且使油—气压差稳定在所需的范围之内。

5、油氢差压调节阀

发电机密封油系统油压始终高于氢压运行以保证发电机不漏氢，油氢差压调节阀是实现这一任务的关键设备。

油氢差压调节阀用于发电机组密封油系统是通过氢压与弹簧压力之和同油压进行比较，当有压差时，阀杆产生上下运动，从而影响阀口的开度，使压差阀出口流量及压力发生相应变化，并最终实现压力平衡。之时氢压与油压的压差ΔP相对恒定，通过调节弹簧可实现对压差值ΔP进行调整。

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氢油压差调节阀系统图在密封油系统中的位置

差压阀投运注意事项：

密封油系统初期由于发电机内部没有气压，无法投运。

密封油系统配合发电机打风压初期应该使用压差阀的旁路控制进入发电机的油压，随着发电机内部气压的升高，一般发电机的气压0.03MPA左右时可以缓慢投入压差调节。

压差阀投运

A） 油循环阶段不投用压差阀。 

B）只要压差阀不投运或者退出运行，就必须关闭压差阀前后以及引压管路的截至阀（图示的J1、J2、J3、J4） 

C）压差阀投运步骤： 

a)先使用旁路门手动调节密封油系统的油－氢压差（ΔP），将ΔP值调至0.56bar 即0.056MPa左右，（在显示表上观察ΔP值）； 

b)先打开阀门J1引入氢压，紧接着打开阀门J2，直至全开，再全开阀门J4（进油阀）。 

c)逐步关闭旁路门，同时逐步打开出油阀门J3，直至旁路门全关、J3全开，此时压差阀投入运行。 

6、密封油真空装置

密封油真空装置主要是指真空油箱、真空泵和再循环泵。它们是单流环式密封油系统中的油净化设备。

发电机正常运行中，汽机轴承润滑油不断地补充到真空油箱中，润滑油中含有的空气和水份在真空油箱中被分离出来，通过真空泵和真空管路被排至厂房外，从而使进入密封瓦的油得以净化，防止空气和水份对发电机内的氢气造成污染。真空油箱的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球阀的浮球随油位高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这样使得补油速度得以控制，真空油箱中的油位也随之受到控制。真空油箱的主要附件还有液位信号器，当油位高或低时，液位信号器将发出报警信号。当油位变化时，液位信号器将输出模拟信号。

真空油箱浮球调节阀结构图

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密封油真空箱的油位同样也是由一浮球阀控制，油位逐渐上升时，浮球阀逐渐关小直至全关；油位逐渐降低时，浮球阀逐渐开大直至全开。当浮球阀故障时，易于出现油位失控的现象，此时可通过开关手动补油门暂时来维持合适的油位。 

7、空气抽出槽油烟净化装置 

发电机密封油系统的空气抽出槽配备了两台100%容量的排烟风机，并通过风机出口处的止回阀，将两台风机并联连接。正常情况下，一台风机运行，另一台备用，两台风机可以相互切换。风机启动时，首先将全部疏油阀门全部打开排净存油，风机入口蝶阀可锁定在50%开度，在正常运行工况下，投入一台排烟风机，真空表的负压值一般应维持在0.25—0.5KPa，并可通过调节入口碟阀直到入口处的真空度达到上述范围，同时应观察排入空间的排气量，至适中为度。在风机的进口和出口之间设有一个旁路止回阀，意在两台排烟风机全部停止运行时，借油烟的自然升力将油烟排向大气。如果在某种工况下，装置的入口处负压未能达到要求时，两台排烟风机也可并联同时工作。

空气抽出槽油烟净化装置系统图 

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密封油系统主要技术参数

密封瓦进油温度：25～50℃

密封油的供油温度是十分重要的运行参数，油的温度决定其粘度，并且影响到密封瓦的间隙，密封瓦的单侧间隙通常在0.010~0.015cm，油温升高将降低油的粘度，增大密封瓦间隙，直接提高密封油的流量，而过大的流量容易引起发电机进油。油温降低时粘度增大，可能引起密封瓦的摩擦，造成发电机轴承振动，尤其是双流环结构的密封瓦，不恰当的油温对振动有较明显影响。

密封瓦出油温度：≤70℃

密封油压大于机内氢压：0.056±0.02MPa

压差正常才能保证发电机不漏氢。

密封油系统的运行

密封油系统工作过程 

密封油系统中主要包括：正常运行回路、事故运行回路、紧急密封油回路（即第三路密封油源）、真空装置、压力调节装置及开关表盘等。这些回路和装置可以完成密封油系统的自动调节、信号输出和报警功能。油氢差压由差压调节阀自动控制，氢侧和空侧油压平衡由调节阀自动控制，并提供差压和压力报警信号。

在正常运行方式下，汽轮机来的润滑油进入密封油真空箱，经主密封油泵升压后由差压调节阀调节至合适的压力，经滤网过滤后进入发电机的密封瓦，其中空气侧的回油进入空气析出箱，氢气侧的回油进入氢侧回油扩大槽后再向下流入浮子油箱，而后依靠压差流入空气析出箱。由于采用汽轮机润滑油这一高压油源，空气抽出槽内的油无法流入真空箱，而只能流入汽轮机润滑油套装油管，回到主油箱，开始下一个油循环。

密封油系统配置了一台再循环油泵，用于正常运行中对真空箱内的密封油形成一个局部循环回路，经处于高度真空状态下的真空箱顶部设置的喷头降压喷雾，从而析出油中的水分和气体，不断的排到主厂房外，起到了循环处理净化作用。此泵与主密封油泵联启联停。真空泵的作用在于形成真空箱内的高度真空，出口有一储水器，应定期放水。滤网的作用在于过滤密封油中的油泥和其它杂质，应定期转动旋转手柄并定期排污。另外，在氢侧回油扩大槽顶部和发电机底部引出细管，接至油水检测器，用于正常运行及气体置换时检查密封油进入发电机的程度。发现有油时应及时排放并查找原因予以消除。