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要科學(xué)評價產(chǎn)品的環(huán)保特性,必須對其生產(chǎn)、使用、zui終處置的環(huán)保特性進(jìn)行全面評估;必須對原料消耗、能源節(jié)約、安全運行、廢物排放、材料可降解、產(chǎn)品可拆解性進(jìn)行綜合評價?,F(xiàn)對環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器(CRDT)和敞開通風(fēng)浸漆干式變壓器(OVDT)在生產(chǎn)制造、安全運行、zui終處置等方面的環(huán)保特性進(jìn)行綜合比較如下:
1. 生產(chǎn)制造
CRDT線圈在真空環(huán)境下、*封閉狀態(tài)、自動化澆注作業(yè),加以澆注模具的封閉作用,沒有滴漏、揮發(fā)、沾染等污染,因澆注材料為環(huán)氧樹脂,沒有小分子有機廢氣排放;OVDT線圈制造使用的浸漬漆一般含有不同種類的小分子揮發(fā)物(例如不飽和聚酯浸漬漆PE820TL【1】就含有10%的苯乙烯毒害性氣體【2】),并且沒有模具封閉,存在滴淌沾染和大量有機蒸汽/廢氣排放污染問題。因此,環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器在線圈生產(chǎn)制造過程中,無有害氣體排放。
2. 安全運行
在變壓器運行中可能遇到火災(zāi),要求變壓器燃燒時低煙、沒有毒害氣體(如歐洲標(biāo)準(zhǔn)HD464 S1【3】規(guī)定的:HCN,HCl,HBr,HF,SO2,HCOH)產(chǎn)生。然而OVDT干變使用的聚芳酰胺聚合物的含氮量達(dá)到12%,其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為(C6H4 -CONH-)n,在大氣環(huán)境下無法充分燃燒而發(fā)煙,其燃燒時能夠產(chǎn)生含氮的毒性物質(zhì)(如氰化物HCN,氮氧化物NO2等)和有機堿類腐蝕性物質(zhì)(如氨水等胺類化合物),(參見由美國杜邦公司提供的聚芳酰胺的MSDS資料【4】)。而CRDT變壓器使用的環(huán)氧酸酐固化物為酯類和醚類化合物,其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為((C6H4)-C(CH3) 2-(C6H4)- CH3(C6H9)-(CO) 2-O-)n,只有C、H、O元素,其燃燒或高溫分解產(chǎn)物*為碳氧化物或碳水化合物等無毒無害的物質(zhì)【5】。因此,環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器在電弧、燃燒時無有毒氣體排放,具有安全運行特點。
3. 廢棄物處理
廢置后的OVDT拆解物材料復(fù)雜,不但有樹脂基復(fù)合材料如絕緣筒、絕緣撐條、墊塊墊片等,而且OVDT拆解出的聚芳酰胺聚合材料難以處理。
環(huán)氧樹脂固化物和聚芳酰胺都是使用的、并且不會被生物降解的有機材料。一般處理方法就是填埋或焚燒處理。
u 填埋時,環(huán)氧樹脂不會對環(huán)境(水體、大氣、土壤)造成污染。聚芳酰胺的高苯環(huán)骨架結(jié)構(gòu)使其化學(xué)惰性更強,比環(huán)氧固化物更難自然降解。
u 焚燒處理時,聚芳酰胺的焚燒是危險的,會有毒害性氣體產(chǎn)生,原因是聚芳酰胺聚合物具有高苯環(huán)含量的致密結(jié)構(gòu),因此燃燒和分解溫度高,又加以氮原子的存在使其燃燒氧指數(shù)更高,所以比環(huán)氧固化物更難以焚燒處理,大氣環(huán)境下焚燒時有大量黑煙和有毒氣體,普通垃圾焚燒爐無法達(dá)到其需要的充分燃燒的高溫和氧氣濃度。而環(huán)氧酸酐固化物則為普通生活垃圾,可以直接在普通垃圾焚燒爐中焚燒處理【5】【6】【7】。
4. 節(jié)能水平:
環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器因為線圈的全密封結(jié)構(gòu),相比OVDT線圈在相同絕緣間距時,耐電壓水平更高,更不易產(chǎn)生局放,線圈絕緣更加可靠,薄絕緣密封技術(shù)使線圈尺寸緊湊,換言之,如果使用相同材料制造變壓器則CRDT變壓器損耗更低,更加節(jié)能;而OVDT變壓器由于線圈絕緣間距的增加必然導(dǎo)致變壓器尺寸增加,結(jié)果是消耗的銅、鐵材料增加。
GB/T 10228《干式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》標(biāo)準(zhǔn)【8】反映出OVDT變壓器比CRDT變壓器運行效率低,其總損耗比CRDT高出20%-50%。下表摘錄了GB/T10228規(guī)定的10kV無勵磁調(diào)壓配電變壓器和電力變壓器630kVA(阻抗電壓6%)干變的損耗指標(biāo)數(shù)據(jù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計算,使用H級OVDT 干變比使用F級CRDT干變總損耗高(14150-9190)/9190=54%。
包封式干式變壓器(如CRDT) 非包封式干式變壓器(如OVDT)
630kVA F級 H級 F級 H級
配電變 空載損耗 W 1620 1680
負(fù)載損耗 W 7010 7520 8550 11500
總損耗 W 8630 9140 10230 13180
電力變 空載損耗 W 1750 1850
負(fù)載損耗 W 7440 7970 9100 12300
總損耗 W 9190 9720 10950 14150
因此,環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器具有運行損耗低,節(jié)約能源的優(yōu)點。
綜上所述,環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器具有生產(chǎn)制造清潔、運行安全、廢棄物易于環(huán)保處理、節(jié)約能源的綜合比較環(huán)保優(yōu)勢。
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