近年配电变压器无论从数量上还是技术进步角度都获得了稳定的发展。能源分配方面的需求导致了变压器数量不断增加。相关研究表明2013年以后全球变压器市场增长高达30%。在一些欧盟的小国例如希腊,这意味着在15万台配电变压器总量情况下,每年增长高达7500台。对于这样大量的设备,正确地和高效地回收是非常重要的。
现代社会中电网被认为是具有众多环境负面影响因素中的重要组成,在希腊也是如此。从碳排放的角度看,电网是碳排放的主体之一,配电网占到电网碳排放总量的9.2%。事实是变压器增加的数量远远大于退运变压器的数量(在1980年希腊每年退运3000台变压器,而现在每年退运变压器有7000台。)这意味着为了通过管理变压器全生命周期的全过程,以达到减少对环境的损害的目的,必须对退运变压器的回收工作格外重视。
一般来讲变压器是一种电力设备,它很少有移动部件并需要很少的维护,因此我们可以非常肯定地说变压器在全生命周期内除了已经使用的材料,没有其它增加的材料。配电变压器设计时在50%-60%负荷条件下效率最高,无论变压器使用的是何种能源,变压器的材料在全生命周期结束时基本都能被回收,许多研究都试图发现配电变压器金属材料的回收率,综合考虑了金属残片情况、回收程序的效率比、最终生产的纯度的影响等,为了简化,本文将变压器金属回收比例设定在75%,使用正确的流程矿物油可以全部回收。其它残余要么做填埋处理要么作为有害物处理。变压器的回收本身就是一个特殊的行业,它的基本原理适用于变压器的各个部分无论其回收率如何。
回收铜需要很少的能源,相比采矿回收铜碳排放更少。因此只有12%的已知的铜矿被开采,因为铜可以无限地循环利用,这使铜回收循环利用更加有价值。但在回收铜过程中一个特别需要注意的问题是如何保持其导电和导热性能方面的高品质。
回收这些材料需要用非常专业的设备和特殊流程来处理。下表可以看到按电压等级可以回收的材料。
为了未来的回收工程,必须建立一些必要的参数。这是必须的:
1)配电变压器退役需要40年的时间,这意味着变压器上的每一个器件都经过了40年的生命周期,40年的期限是最大的制约因素。
2)经过回收,75%金属可以被回收。它们包括铁、铜、硅钢。
3)在回收过程中,95%的油可以被回收,其它5%是杂质和不可回收部分。
3.1 过去的回收情况和2020到2030时候的回收工程
如果把40年生命周期做为条件,未来回收2020年到2030年退运的配电变压器,必须研究1980-1990年安装的配电变压器。表3是个典型样本。在理想条件下,这些配电变压器将在2020-2030退运。同时要考虑到2030年以后配电变压器回收材料的数量将翻倍,因为1990年投运的变压器大量增加。
从回收工程角度,配电变压器的回收是一个常规的工程。然而一些指标必须为此而建立。在回收铜的过程中要注意保持它的导电性。由于存在多氯联苯这个事实,必须非常认真对它做出分析并有专门的设备来收集多氯联苯,如果没有专门设备,多氯联苯必须作为有害物质来处理。从财务角度,建立一个特殊的回收系统需要很多资源,这是必须考虑的。
黄少龙