摘要：由于变电站变压器等充油设备经常有漏油、渗油现象，导致变电站事故油池内经常含有大量废油，无法利用，造成大量浪费，还可能因为泄露造成环境污染。本文介绍了一种能够用于变电站事故油池内废油回收装置的研制，通过油水收集、油水分离、废油回收及移动平台等功能模块，能对不同变电站油池内油水混合物多次循环回收，能够完成变电站内事故油池内的油水分离和回收，实现资源回收，避免环境污染。
关键词：充油设备、渗漏油、环境污染、油水分离、回收处理
1.研究目的及意义
电力系统中一次设备有大量的充油设备，如变压器、油浸式高压电抗器、电流互感器、电压互感器等，由于设备老化，密封性能变差，经常有漏油、渗油现象。尤其是变压器及高压电抗器，其渗漏油将会经储油坑流入事故油池；随着时间加长，造成油池内油不断增多，通过对不同的500kV变电站事故油池进行观察，均发现有不同程度的积油情况。一旦下暴雨，油池内废油会随着雨水从排水系统流出，造成附近环境污染，或者油池本身存在渗漏，也会造成油池附近土壤污染，为防止污染环境，油池必须进行定期维护清理，而目前尚无任何有效措施对其进行处理，本项目装置的研制将解决事故油池中废油利用的问题，同时还能用作其他各种油类泄漏后的回收处理，实现资源回收，避免环境污染。
要实现废油回收，关键是实现油水分离，目前该项技术主要有重力式分离、离心分离、电分离、气浮分离等几种方式，尽管市面上油水分离装置较为成熟，但要对变电站事故油池内大量水中的少量浮油进行回收，采用上述前三种方法进行油水分离需要成熟且复杂的设备，成本较高，对于变电站的设备维护不适用，本项目主要采用气浮分离法进行油水分离，能够在较低成本的情况下实现油水分离。
2.系统总体结构介绍
本次研制的变电站移动式废油回收装置，由油水收集、 油水分离、 废油回收和移动平台四大模块构成，结构框图如图1所示。
图2 移动式废油回收处理装置原理图
3.装置功能模块介绍
3.1、 油水收集模块
3.1.1 泵体设计
本装置是用于事故油池中的废油回收处理，由于油水混为一体，要回收油，首先必须将含油的油水混合物抽出油池，考虑到油与水的密度及比重的差异，大量的油浮在水面或上层，在收集油水混合物时需考虑尽量收集水面上层的混合液。通过研究对比，最终选择了能够浮于水面的浮泵，其由水泵、托盘、不锈钢浮球三部分组成。
3.1.2 托盘设计
将水泵的进水口直接放入水中，但如果进水口在水下太深，则会收集到的混合物中含水量太多，含油量较少，如果进水口在水面之上，则会因为吸不到水而空载运行导致泵体烧毁。为了控制进水口在水面的深度同时又能够最大程度的收集水面上层的油水混合物，本项目在泵体的进水口下方安装一个平底托盘，该托盘为圆形，四周高，中间低，托盘上沿稍高于泵体的进水孔（接近于平齐），工作时使托盘刚好没于水面，使浮油能够进入托盘内，水位刚好位于进水孔之上，这样浮泵会将托盘内聚集的大量浮油抽出，达到最大程度收集废油的目的。浮泵托盘原理图如下：
图4 不锈钢浮球示意图
3.1.4悬吊装置设计
由于事故油池的尺寸较大，深度达3.5米，要将浮泵置于油池水面，并在试验完毕后收回，做到升降自如，需要使用升降装置，本项目根据研究对象研制了安装于移动平台的升降装置，该装置上摆臂（水平延伸）长60cm，确保在装置移动平台上能将浮泵垂直送入事故油池，且上摆臂能够360度旋转，并可垂直收回摆放，不占空间。转动部分采用平面轴承设计，悬吊绳索采用直径5mm的多股钢绞丝，能够承受多达一吨的重量。
图5 悬吊装置示意图
3.2 油水分离模块
3.2.1 气浮分离
油水混合物被浮泵从油池中抽出后被送至一级分离池，为了更好地回收废油，要采用方法使得废油尽量浮于水面，本项目安装了一台空气泵，该泵能够产生臭氧，臭氧通过管道进入气泡发生器，从中产生无数微小气泡，将其气泡发生器放入分离池内，其不断生产的微小气泡，附在油滴上形成油气颗粒。由于气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大，且颗粒直径比原油油滴大，所以用颗粒密度代替油密度可使上升速度明显提高。即当1个气泡(或多个气泡)附在1个油滴上可增加垂直上升速度，可脱除直径比50μm小得多的油滴。使绝大多数油从水中分离并浮于水面，同时达到净化水质的作用。
图6 气泡发生器
3.2.2 物理分离
利用油与水密度不一致，在一级分离池侧面上部开有油流管道，另一侧底部则开有水流管道，当装置开始工作前，往分离池内装入一定量的水，装置开始工作时，油池内的油水混合物被抽入一级分离池中，该池内油水混合物液面不断上升，当液面达到油流管道时，在液面上层的浮油开始从该管道通过进入二级分离池，比重较大的水分则从分离池的底部水流管道流出。
进入二级分离池后的油中仍含有一定的水分，在该池中再放置两个气泡发生器，使臭氧变成无数小气泡，进一步促进油水的分离。
3.3 废油回收模块
3.3.1物理回收法
在二级分离池的下一级安装废油收集池和集油槽，当油水在二级分离池中进一步分离后，浮于水面的大量废油在水流的作用下会通过栅格进入废油收集池，根据研究发现，流速是油水分离的重要参数，流速越快，处理效果越差。油水分离的共同特点就是需要在低流速下工作，流速在0.03—0.05 M/min时效果最佳。栅格的作用就是使得进入废油收集池的水流速度变缓，废油全部浮于水面，达到最佳分离效果。
废油收集池与集油槽由金属槽板隔开，在其相隔的槽板上开出滤油口，滤油口为半圆形，为保证滤油速度和滤油精度，通过不断的试验验证，滤油口数量为3个，每个口半径为5mm。保证上层油通过滤油口进入旁边的集油槽，集油槽设计为前低后高，低侧与导油管道相通，确保收集的废流进入导油管道进行回收进入专门的回收油箱。
3.3.2带油机回收法
通过研究发现，光洁的不锈钢对油有较高的黏附性能，本项目设计了一种利用钢带回收废油的方法，制作了宽度为50mm、厚0.2mm的不锈钢皮带，将不锈钢皮带制作成一个环，用电机驱动，上下循环转动，在上部用橡胶片将不锈钢带上黏附的油刷下进入导流管道。即利用不锈钢带的光洁度高，能够大量附着和粘油的特点，制作带油机，安装于在该池中，当带油机启动后，带动不锈钢带旋转，粘附水中的乳化油上升。通过橡胶片之间后刮入导油槽，再进入废油收集管道。
4、结语
本文介绍了一种能够用于变电站事故油池内废油回收的装置，通过将油池内油水混合物抽入装置，在装置内进行油水分离后，剩余水分又重新排入事故油池，能够对油池内油水混合物多次循环回收，能够满足一般变电站内事故油池内的油水分离的效果。并为装置制作了移动平台，，使装置具备水平可调节和便于移动，能够灵活广泛地应用于各个变电站，适用于各个事故油池所处的不同地势。
本次研制的装置原理简单，设计巧妙，移动便捷，操作简单，为电力企业的废油回收、变电站环境保护提供了便捷实用的方法，能够解决变电站事故油池内废油处理问题；同时通过对该装置收集单元的适当改装，还可以将该装置用于各种其他场合的油回收，具有广阔的应用前景。
参考文献
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论文作者:张华东,李书清,范力泉
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/2
标签：油水论文; 废油论文; 装置论文; 变电站论文; 混合物论文; 事故论文; 气泡论文; 《电力技术》2016年第11期论文;