六氟化硫气体回收循环再利用的经济效益

随着近年来我国的高压电力技术的不断发展，目前我国建设并投运百万伏级别高压电网，这一技术填补了国际上的空白，使得我国的高压电网技术一跃成为世界领先水平。截止 2018 年年底，国家电网公司已投运的特高压达到了“八交十直”，累计送电超过 1.24 万亿千瓦时。同时因为我国用电量的不断攀升，我国也掀起一股对电力系统增容扩容的施工热潮，每年都有大批量以六氟化硫作为绝缘、灭弧介质的高压封闭式组合电器（GIS）、变压器（GIT）、封闭式输电线路（GIL）、断路器（GCB）等投入使用和运行。 据统计 2016 年我国气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）总产量为 26516 间隔。

2016 年，40.5kV 气体绝缘金属封闭开关设备（C－GIS）产量 3952间隔，较上年增加 1458 间隔，增长率 58.46％。生产企业 12 家，较上年增加 2 家。2016 年，12kV 气体绝缘金属封闭开关设备（C－GIS）产量 4184间隔，较上年增加 1734 间隔，增长率 70.78％，生产企业 9 家，较上年增加 3 家。

随着大量使用六氟化硫气体作为绝缘、灭弧介质的电力设备建设或投运，我国电力行业的六氟化硫用量也在逐年攀升，据不完全统计我国目前电力行业六氟化硫使用量约 4000-5000 吨。近年来国内各大六氟化硫生产厂家如黎明化工、中核红华、盈德、科美特等进行了产能扩充，同时也成立了很多产能规模较小的六氟化硫生产厂家，这样造成了我国六氟化硫气体生产量的提升，而六氟化硫气体的供应价格相对有所回落。但是随着国家政策的导向和社会关注度的提升，六氟化硫气体的循环利用，是未来对六氟化硫气体使用的主要方向。

当采取新气回充模式时，需从以下几方面准备物资和设备：

（1）新气购置环节：如库存有足量的六氟化硫新气，则无需考虑新气购置问题；如库存六氟化硫新气存量不够，则需考虑新气采购问题，从项目报批到供应商选择再到新气供货，都需一定的周期，且如采购量较小，则基本上享受不到批量采购带来的价格、服务优惠。

（2）气体回收环节：六氟化硫气体作为一种禁止排放的温室气体，在对高压开关设备进行检修前，需务必使用六氟化硫气体回收装置将六氟化硫气体进行回收。

（3）气室抽真空环节：开关检修后，需对气室进行抽真空操作， 以确保气室内部的清洁，此时需要使用真空泵或罗茨泵组。

（4）废六氟化硫气体灌装环节：在对六氟化硫气体进行回收后， 则需要将废六氟化硫气体进行灌装至六氟化硫气瓶或存储容积内，以方便六氟化硫气体的转存。此环节需要考虑使用一批合格的六氟化硫气瓶或容器，进行转存。

（5）新气回充环节：目前电力行业普遍使用的六氟化硫新气，大多以 40L 的六氟化硫气瓶存储，在对气室进行回充时，因液态六氟化硫在汽化过程中，会吸取大量热量造成气瓶内局部温度较低，从而使得气瓶内的六氟化硫不易回充至气室内，一支 40L 六氟化硫新气气瓶内存储的 50kg 六氟化硫，通过此种压差直充方式，一般会气瓶内会残存 15-20kg 六氟化硫。如要提高六氟化硫使用率，则需要专用的六氟化硫气瓶加热回充装置进行回充，或通过环境温度进行升温后再行回充（通过环境温度升温速度较慢，如工期紧张且无气瓶加热回充装置的情况下，一般只能采取大量的六氟化硫新气进行回充）。

（6）气体检测环节：现场使用的六氟化硫新气一般均是抽检合

格后，再进行回充使用的。但是对于回充至高压开关内的六氟化硫气体，根据 DL596 或 GB8905 等相关标准要求，均需要进行大修后气体品质检测，以确保开关不会出现因六氟化硫气体不合格造成的投运失败的情况出现。此环节则需要准备相对应的一系列仪表进行六氟化硫气体检测、检漏。

（7）设备操作人员选用环节：六氟化硫气体回收、检测等环节， 必须由专业人员进行操作，因为每一环节处理不当都有可能会造成环境污染、人员安全风险，同时每一环节的处理不当都有可能造成工程进度受阻。而目前现状来看，设备专业的操作人员较为匮乏，很多单位均没有专业或专职的六氟化硫气体处理人员。

（8）六氟化硫回收装置、辅助装置运输与装卸环节：此环节需使用运输车辆，将设备运送至指定位置。且需要吊装装置进行设备吊装与拆卸。

（9）设备来源问题考虑环节：因六氟化硫气体处理环节，需要专业的设备进行对应处理，所以缺一不可，如这些设备拥有以上所有设备，则无需考虑设备来源问题，则只需要考虑设备的可靠性；如缺乏以上设备，则需要考虑设备的来源问题，如通过采购进行配置则需要较长的供货周期，如通过借用以上设备，则在需考虑设备可靠性的同时，还需要保证设备拥有方的正常使用和使用节点。

（10）气瓶运输与装卸环节：六氟化硫新气作为一种 2.2 类危险化学品，在运输过程中，需要选择相对应的危化品运输车辆进行运输， 而此类运输车辆的运输单价费用普遍高于普通运输。而六氟化硫废气因其所含杂质不同，有时需要更高级别的危化品运输车辆进行运输， 如采用普通运输车辆运输，则可能会面对高额处罚或安全风险。同时六氟化硫气瓶在装卸过程中，均需要装卸人员进行装载或卸装。

（11）六氟化硫废气存放环节：此环节需要考虑将盛有六氟化硫废气的气瓶或容器存放于符合相关标准要求的场地内，且根据相关标准要求，存放的六氟化硫废气在一定周期内，还需要对气瓶、容器进行更换或检验，以避免出现漏气或者更严重的事故发生。如六氟化硫废气内含有某种化学性质较为活泼或者酸性较强的物质，则很容易对盛放容器造成腐蚀，这样更加大了存放风险。

（12）环保机构或企业内部考评环节：根据目前政策以及标准要求，均对六氟化硫气体的循环利用率做出相应的考评政策，如果六氟化硫气体做不到“回收--净化--再利用”的闭环或者利用率达不到考评要求，则直接影响到最终考评结果。

从环境效益上来看，世界各国都在为减少温室气体的排放，由于六氟化硫具有较高的经济性，同时也具有高效的温室效应，所以各国首先将六氟化硫的回收作为减排温室气体的首项任务。据研究表明， 排放到大气中的温室气体，使大气中的二氧化碳浓度增高，从而强化温室效应，促使全球增温变暖。图 4 描述了温室气体排放量、大气二氧化碳浓度和温室变化的关联情况。即使我们在未来 300 年保持当前的排放水平，大气中的二氧化碳浓度将会由目前的 380×10-6 增加到2300 年的 800×10-6 以上。气温将可能增加 2.79℃；尽管这种超长时段的气候拟存在很大的不确定性，但这种全球温度的升高趋势是较为明确的。

                                                                                                      图 4 温室气体浓度与大气温度的相关曲线

因此，减少温室气体的排放将对人类的生存有重要的意义。虽然六氟化硫气体占全球温室气体的比例不大，但对人类生存的环境影响是必定的。采取各种措施，减少六氟化硫的泄漏和回收再生使用，是电力行业对改善人类环境的义务，同时也使电力成为更环保的能源。