用于变压器油气分离的陶瓷膜
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-14 0:18:38 * 浏览: 17
变压器油中溶解气体分析是大型充油电力设备健康监测的重要方法。通过对变压器绝缘油中特征性故障气体的定量分析，可以及时掌握变压器的运行状态，并进行必要的维护。鉴于目前还没有一种方法可以直接检测溶解在油中的气体，有效地分离溶解在变压器油中的故障气体是实时在线监测变压器的关键环节。早期应用的油气分离方法主要包括多普勒脱气和部分脱气。它们基本上可以实现完全脱气，但是需要通过活塞进行真空处理，繁琐的操作，并且不适合在线监视。近年来，对聚合物膜溶解-渗透油气分离的方法进行了广泛的研究。该方法结构简单，性能稳定。目前，使用更多的聚合物膜，例如聚全氟乙烯丙烯膜（FEP），聚四氟乙烯毛细管膜（GPIOO），中空纤维复合膜和带微孔的聚四氟乙烯膜，但这些有机聚合物膜还存在透气性低和易吸收的问题。在线监控的响应时间长。油气平衡时间通常长达十小时甚至几天，无法满足在线监测的要求。与有机聚合物膜相比，无机膜具有耐高温，耐微生物，化学稳定性好，机械强度高，易于清洗和再生，孔径分布集中的优点。它们已应用于食品和药品等液体分离领域。典型的例子是陶瓷膜。随着陶瓷膜制备工艺的改进，其过滤孔径可达到3 Onm以下，成为有机高分子膜的有力竞争者。在变压器油气分离领域中与有机聚合物膜一起应用的相关研究也在国内外出现，但仅将陶瓷膜用于油气分离的研究还没有开展。作者提出了单独使用陶瓷膜进行油气分离的想法，设计了一种基于陶瓷膜的油气分离膜模块，并对该模块的典型故障气体CzH进行了测试。脱气性能与传统有机膜相比。传统的有机膜油气分离机理可以通过溶解扩散模型来描述。如图1所示，膜的一侧与变压器油直接接触，另一侧是一个小的隔离气室。运动逐渐趋于平衡。平衡后，气相中气体的体积分数与油中溶解气体的体积分数之间存在一定的转换关系。因此，可以通过测量气室中气体的体积分数来计算油中溶解的气体的浓度。 。这种结构比较简单。只要对膜进行固定的在线监测，就很容易在长期运行中获得稳定可靠的性能。它比其他油气分离方法更简单，但是传统的有机膜通常具有致命的缺点，即平衡时间更长。与传统的有机膜不同，作者使用的微孔陶瓷膜是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：变压器油在膜管中高速流动，而小气室则隔离在膜外。膜管。陶瓷膜的横截面在图2中示出。图2是多通道管状结构，其管壁上具有密集的微孔。陶瓷膜的油气分离过程主要依靠气体分子的热运动来逐渐平衡油内部和外部的气体浓度。不同之处在于，变压器油在膜管中流动时会产生内部压力，并且会受到压力的垂直驱动。向外渗透时，油压在渗透过程中会逐渐降低，从而导致压力降低。容易溶解溶解在其中的故障气体的溶解度，从而使气体分子更容易逸出并缩短平衡所需的时间。另外，与传统的有机膜末端过滤相比，这种类型的过滤大大增加了过滤面积，并使其更容易达到较短的平衡时间。最终结果是，含有大分子成分的变压器油被膜分离层截留，小分子气体通过陶瓷膜管壁被分离，从而达到油气分离的目的。陶瓷过滤器，陶瓷膜，陶瓷膜过滤器
