GIS組合電器SF6氣體回收裝置處理方案的研究

SF6氣體回收作業前，需對回收裝置的所有內部管路和軟管抽真空，移去空氣和微水。回收作業時，采用無油活塞式壓縮機（通常

壓縮機壓力達4MPa左右）和無油真空泵相結合的方法，先除去SF6氣體中的分解物、微水及其他雜質以進行凈化，然后對SF6氣體收集、

液化貯存。由圖1可知，壓縮機啟動后，電氣設備內的SF6氣體經閥V6→閥V5→閥V1→第一只吸附罐→閥V9→壓縮機→冷卻器（其壓力和

溫度關系需符合SF6飽和蒸氣壓曲線，例如：當壓縮機的出口壓力為3.5MPa，壓縮機出口SF6的溫度冷卻至-40℃以下，SF6才能液化貯

存）→第二只吸附罐→兩只精密過濾器→閥V4→閥V3，然后以液態進入SF6氣瓶中儲存。當回收氣體壓力低于壓縮機入口壓力時，無油真

空泵開始輔助壓縮機進行回收工作。六氟化硫氣體回收到終點壓力后，應用99.99%以上的氮氣連續沖洗兩遍，然后迅速取出吸附劑（須做

好相關的安全措施），隨后才能進行抽真空作業。回收的SF6氣體需經微量水分和毒性檢驗合格以后，才能充入電氣設備以供使用。

在充注作業前，需對回收裝置的所有內部管路和軟管、器件和連接軟管、閥門、表計以及電氣設備抽真空（電氣設備補氣時，只需對

裝置本身所有內部管路、器件和連接軟管、閥門、表計抽真空），除去設備中空氣和微水。抽真空至規定指標，真空度為133 Pa，再繼續

抽氣30 min，停泵30 min，記錄真空度（A），再隔5 h，讀真空度（B），若（B）—（A）值<133MPa，則可認為合格，否則應進行檢漏

處理并重新抽真空至合格為止。由圖1可知，充氣時，SF6氣瓶中的SF6氣體經閥V3→閥V1→第一只吸附罐→閥V2→第二只吸附罐→兩只

精密過濾器→閥V4→減壓閥→閥V5→閥V6，然后進入電氣設備內。吸附罐內加裝分子篩吸附劑，用于吸附SF6分解的低氟化物和微水。兩

只過濾器則加裝濾芯，用于除去粒子直徑大于1μm的微塵。當SF6氣瓶中的SF6氣體壓力低于電氣設備內的SF6氣體壓力時，無油真空泵開

始工作。當SF6充氣瓶壓力降至0.1 MPa表壓時須停止充氣，應換新氣瓶繼續充氣。充裝完畢后，對設備密封處，焊縫以及管路接頭進行全

面檢漏，要確認無泄漏。

三、工藝流程

        1、SF6氣體回收工藝流程

該項目的220kV GIS組合電器SF6氣體回收處理工作，我公司屬施工，特別是如此大規模（9個間隔，回收量近3000kg）的回收工

作在國內也比較少見，幾乎沒有相關經驗可借鑒。

截止目前，我國最早的SF6電氣設備使用期限已經超過了20年，有的剛開始進行技改檢修，但大多數即將逐步進入檢修期，有大量的

SF6氣體需要回收處理工作。而我們此次的具體實踐，對我公司以后GIS改造以及SF6氣體回收項目提供了具體的技術支持！

二、SF6氣體的充裝回收原理

        SF6氣體的回收充裝的工作原理流程圖見圖1。

① SF6氣體的回收

當SF6氣體從一個氣室抽出時，氣體便自動地流經凈化過濾器，通過SF6壓縮機壓縮冷卻，可以氣態也可以在一定高壓下以液態形式

儲入SF6貯罐。（見圖一）使用SF6氣體回收裝置將氣室內的SF6抽至微正壓0.02MPa后，為了能夠進一步的將氣室內殘余的SF6氣體抽

出，我們采用向氣室內沖入99.9%的高純度N2，當沖入N2后氣室內的壓力達到工作壓力0.45MPa，使殘余的SF6氣體與N2充分混合

后，再次重復①的流程，以保證排入大氣的氣體符合GB-12022-2006國家排放標準。

② SF6開關抽真空

通過真空泵把開關中的空氣和濕氣抽除，真空泵的出口通向大氣。待GIS間隔氣室內真空度到達1040bar以上時，停止抽真空。（見圖

2）

③充氣

經凈化和干燥的SF6從貯罐充回到已抽成真空的氣室中，直到氣室內壓力達到調定的工作壓力。上述工作分兩個步驟經行：

        a.借助SF6貯罐壓力使氣體流向SF6開關，直至達到預定的充氣壓力。（見圖3）

        2、GIS SF6氣體回收技術數據

①氣體回收要求與標準

a.氣體回收的技術數據與要求：

氣體回收凈化速率80kg/時

氣體回收后設備的壓力值：-0.02MPa 

回收氣體泄漏率：小于等于1%。

        b.與二期接口處氣體回收要領（設備運行安全性）：

二期連接部分逐級降壓完成后，對二期斷路器降壓，最后連接部分氣體回收至0.02MPa 

        c：SF6氣體回收時間與裝瓶參數

氣體回收設備名稱：RF----700 

氣體回收時間：2015.2.1---------2015.2.6 

氣瓶回收重量：40Kg 

        d.氣體回收順序：

出線、進線、斷路器、PT、母線（降壓至0.25MPa）

        e.殘余氣體的排放（達到要求值）：

排入空氣中的氣體為無毒排放

        f.氣體回收后氣瓶存放與要求：

遮陽、嚴禁碰撞，禁止碰撞運輸

對氣瓶的要求：無損傷、之前裝過SF6氣體的鋼瓶為佳、密封性要求較高。

②氣體處理流程

處理后氣體的再利用：主要用于設備的充注與補氣

結論：各項指標達到或優于相關指標要求。

四、技術創新

我公司在SF6氣體回收的過程中，加入了使用N2這樣的單一屬性氣體來中和稀釋氣室內殘余SF6的環節，以進一步使用回收裝置抽取

氣室內的混合氣體，從而進一步降低氣室內SF6的殘余量，達到國家以及國際環保標準。

五、應用及社會效益

此次廈門華夏電廠GIS改造項目施工中，我公司積極響應國家電網對新能源的再循環利用及對社會環境的綜合保護措施的號召，采用

對電弧作用后的SF6氣體進行回收處理以利循環利用的措施施工，共有9個間隔，約為3000kg的氣體回收量，處理結果達到或優于國家

GB12022-2006質量標準。使處理后的廢氣氣體排放標準達到一個新的高度。

六、結論

經過電弧作用的SF6氣體，不但對人身安全構成重大威脅，泄露于大氣后對環境會造成極大的危害。對SF6氣體的回收處

理是一項既節省成本又保護環境的有益工作，此次回收數量規模及回收處理指標在國內均屬少見，特別是回收工藝的探索和總結，更為以后同類項目的施工提供了寶貴的經驗。