隨著近年來我國(guó)的高壓電力技術(shù)的不斷發(fā)展,目前我國(guó)建設(shè)并投運(yùn)百萬伏級(jí)別高壓電網(wǎng),這一技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)際上的空白,使得我國(guó)的高壓電網(wǎng)技術(shù)一躍成為世界領(lǐng)先水平。截止 2018 年年底,國(guó)家電網(wǎng)公司已投運(yùn)的特高壓達(dá)到了“八交十直”,累計(jì)送電超過 1.24 萬億千瓦時(shí)。同時(shí)因?yàn)槲覈?guó)用電量的不斷攀升,我國(guó)也掀起一股對(duì)電力系統(tǒng)增容擴(kuò)容的施工熱潮,每年都有大批量以六氟化硫作為絕緣、滅弧介質(zhì)的高壓封閉式組合電器(GIS)、變壓器(GIT)、封閉式輸電線路(GIL)、斷路器(GCB)等投入使用和運(yùn)行。 據(jù)統(tǒng)計(jì) 2016 年我國(guó)氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)總產(chǎn)量為 26516 間隔。
2016 年,40.5kV 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(C-GIS)產(chǎn)量 3952間隔,較上年增加 1458 間隔,增長(zhǎng)率 58.46%。生產(chǎn)企業(yè) 12 家,較上年增加 2 家。2016 年,12kV 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(C-GIS)產(chǎn)量 4184間隔,較上年增加 1734 間隔,增長(zhǎng)率 70.78%,生產(chǎn)企業(yè) 9 家,較上年增加 3 家。
隨著大量使用六氟化硫氣體作為絕緣、滅弧介質(zhì)的電力設(shè)備建設(shè)或投運(yùn),我國(guó)電力行業(yè)的六氟化硫用量也在逐年攀升,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)目前電力行業(yè)六氟化硫使用量約 4000-5000 噸。近年來國(guó)內(nèi)各大六氟化硫生產(chǎn)廠家如黎明化工、中核紅華、盈德、科美特等進(jìn)行了產(chǎn)能擴(kuò)充,同時(shí)也成立了很多產(chǎn)能規(guī)模較小的六氟化硫生產(chǎn)廠家,這樣造成了我國(guó)六氟化硫氣體生產(chǎn)量的提升,而六氟化硫氣體的供應(yīng)價(jià)格相對(duì)有所回落。但是隨著國(guó)家政策的導(dǎo)向和社會(huì)關(guān)注度的提升,六氟化硫氣體的循環(huán)利用,是未來對(duì)六氟化硫氣體使用的主要方向。
當(dāng)采取新氣回充模式時(shí),需從以下幾方面準(zhǔn)備物資和設(shè)備:
(1)新氣購置環(huán)節(jié):如庫存有足量的六氟化硫新氣,則無需考慮新氣購置問題;如庫存六氟化硫新氣存量不夠,則需考慮新氣采購問題,從項(xiàng)目報(bào)批到供應(yīng)商選擇再到新氣供貨,都需一定的周期,且如采購量較小,則基本上享受不到批量采購帶來的價(jià)格、服務(wù)優(yōu)惠。
(2)氣體回收環(huán)節(jié):六氟化硫氣體作為一種禁止排放的溫室氣體,在對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修前,需務(wù)必使用六氟化硫氣體回收裝置將六氟化硫氣體進(jìn)行回收。
(3)氣室抽真空環(huán)節(jié):開關(guān)檢修后,需對(duì)氣室進(jìn)行抽真空操作, 以確保氣室內(nèi)部的清潔,此時(shí)需要使用真空泵或羅茨泵組。
(4)廢六氟化硫氣體灌裝環(huán)節(jié):在對(duì)六氟化硫氣體進(jìn)行回收后, 則需要將廢六氟化硫氣體進(jìn)行灌裝至六氟化硫氣瓶或存儲(chǔ)容積內(nèi),以方便六氟化硫氣體的轉(zhuǎn)存。此環(huán)節(jié)需要考慮使用一批合格的六氟化硫氣瓶或容器,進(jìn)行轉(zhuǎn)存。
(5)新氣回充環(huán)節(jié):目前電力行業(yè)普遍使用的六氟化硫新氣,大多以 40L 的六氟化硫氣瓶存儲(chǔ),在對(duì)氣室進(jìn)行回充時(shí),因液態(tài)六氟化硫在汽化過程中,會(huì)吸取大量熱量造成氣瓶?jī)?nèi)局部溫度較低,從而使得氣瓶?jī)?nèi)的六氟化硫不易回充至氣室內(nèi),一支 40L 六氟化硫新氣氣瓶?jī)?nèi)存儲(chǔ)的 50kg 六氟化硫,通過此種壓差直充方式,一般會(huì)氣瓶?jī)?nèi)會(huì)殘存 15-20kg 六氟化硫。如要提高六氟化硫使用率,則需要專用的六氟化硫氣瓶加熱回充裝置進(jìn)行回充,或通過環(huán)境溫度進(jìn)行升溫后再行回充(通過環(huán)境溫度升溫速度較慢,如工期緊張且無氣瓶加熱回充裝置的情況下,一般只能采取大量的六氟化硫新氣進(jìn)行回充)。
(6)氣體檢測(cè)環(huán)節(jié):現(xiàn)場(chǎng)使用的六氟化硫新氣一般均是抽檢合
格后,再進(jìn)行回充使用的。但是對(duì)于回充至高壓開關(guān)內(nèi)的六氟化硫氣體,根據(jù) DL596 或 GB8905 等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,均需要進(jìn)行大修后氣體品質(zhì)檢測(cè),以確保開關(guān)不會(huì)出現(xiàn)因六氟化硫氣體不合格造成的投運(yùn)失敗的情況出現(xiàn)。此環(huán)節(jié)則需要準(zhǔn)備相對(duì)應(yīng)的一系列儀表進(jìn)行六氟化硫氣體檢測(cè)、檢漏。
(7)設(shè)備操作人員選用環(huán)節(jié):六氟化硫氣體回收、檢測(cè)等環(huán)節(jié), 必須由專業(yè)人員進(jìn)行操作,因?yàn)槊恳画h(huán)節(jié)處理不當(dāng)都有可能會(huì)造成環(huán)境污染、人員安全風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)每一環(huán)節(jié)的處理不當(dāng)都有可能造成工程進(jìn)度受阻。而目前現(xiàn)狀來看,設(shè)備專業(yè)的操作人員較為匱乏,很多單位均沒有專業(yè)或?qū)B毜牧驓怏w處理人員。
(8)六氟化硫回收裝置、輔助裝置運(yùn)輸與裝卸環(huán)節(jié):此環(huán)節(jié)需使用運(yùn)輸車輛,將設(shè)備運(yùn)送至指定位置。且需要吊裝裝置進(jìn)行設(shè)備吊裝與拆卸。
(9)設(shè)備來源問題考慮環(huán)節(jié):因六氟化硫氣體處理環(huán)節(jié),需要專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理,所以缺一不可,如這些設(shè)備擁有以上所有設(shè)備,則無需考慮設(shè)備來源問題,則只需要考慮設(shè)備的可靠性;如缺乏以上設(shè)備,則需要考慮設(shè)備的來源問題,如通過采購進(jìn)行配置則需要較長(zhǎng)的供貨周期,如通過借用以上設(shè)備,則在需考慮設(shè)備可靠性的同時(shí),還需要保證設(shè)備擁有方的正常使用和使用節(jié)點(diǎn)。
(10)氣瓶運(yùn)輸與裝卸環(huán)節(jié):六氟化硫新氣作為一種 2.2 類危險(xiǎn)化學(xué)品,在運(yùn)輸過程中,需要選擇相對(duì)應(yīng)的?;愤\(yùn)輸車輛進(jìn)行運(yùn)輸, 而此類運(yùn)輸車輛的運(yùn)輸單價(jià)費(fèi)用普遍高于普通運(yùn)輸。而六氟化硫廢氣因其所含雜質(zhì)不同,有時(shí)需要更高級(jí)別的?;愤\(yùn)輸車輛進(jìn)行運(yùn)輸, 如采用普通運(yùn)輸車輛運(yùn)輸,則可能會(huì)面對(duì)高額處罰或安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)六氟化硫氣瓶在裝卸過程中,均需要裝卸人員進(jìn)行裝載或卸裝。
(11)六氟化硫廢氣存放環(huán)節(jié):此環(huán)節(jié)需要考慮將盛有六氟化硫廢氣的氣瓶或容器存放于符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的場(chǎng)地內(nèi),且根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,存放的六氟化硫廢氣在一定周期內(nèi),還需要對(duì)氣瓶、容器進(jìn)行更換或檢驗(yàn),以避免出現(xiàn)漏氣或者更嚴(yán)重的事故發(fā)生。如六氟化硫廢氣內(nèi)含有某種化學(xué)性質(zhì)較為活潑或者酸性較強(qiáng)的物質(zhì),則很容易對(duì)盛放容器造成腐蝕,這樣更加大了存放風(fēng)險(xiǎn)。
(12)環(huán)保機(jī)構(gòu)或企業(yè)內(nèi)部考評(píng)環(huán)節(jié):根據(jù)目前政策以及標(biāo)準(zhǔn)要求,均對(duì)六氟化硫氣體的循環(huán)利用率做出相應(yīng)的考評(píng)政策,如果六氟化硫氣體做不到“回收--凈化--再利用”的閉環(huán)或者利用率達(dá)不到考評(píng)要求,則直接影響到最終考評(píng)結(jié)果。
從環(huán)境效益上來看,世界各國(guó)都在為減少溫室氣體的排放,由于六氟化硫具有較高的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)也具有高效的溫室效應(yīng),所以各國(guó)首先將六氟化硫的回收作為減排溫室氣體的首項(xiàng)任務(wù)。據(jù)研究表明, 排放到大氣中的溫室氣體,使大氣中的二氧化碳濃度增高,從而強(qiáng)化溫室效應(yīng),促使全球增溫變暖。圖 4 描述了溫室氣體排放量、大氣二氧化碳濃度和溫室變化的關(guān)聯(lián)情況。即使我們?cè)谖磥?300 年保持當(dāng)前的排放水平,大氣中的二氧化碳濃度將會(huì)由目前的 380×10-6 增加到2300 年的 800×10-6 以上。氣溫將可能增加 2.79℃;盡管這種超長(zhǎng)時(shí)段的氣候擬存在很大的不確定性,但這種全球溫度的升高趨勢(shì)是較為明確的。