广东电科院：六氟化硫气体回收再利用新范本
7月17日，在广东电网公司六氟化硫气体检测中心，一辆厢式货车缓缓驶进回收处理车间，10余个装满气体的钢瓶陆续被卸下，贴上带有条形码的标签后被送往待处理区。车间内，工作人员正在对三台净化设备进行日常维护。
这座占地2000平方米的检测中心承担着广东全省六氟化硫气体的回收净化任务，它集检测、回收、再生、科研于一体，年处理能力达45吨，是目前国内规模最大、处理能力最强、设备最完善、检测手段最齐备的回收处理基地。
作为电力工业科学发展的动力之源，广东电网公司电力科学研究院（简称“广东电科院”）通过持续推进六氟化硫气体的研究与再利用工作，为电力行业节能减排带来了崭新的样本与精彩的注脚。
把气体管起来
六氟化硫气体不如二氧化碳为人们所熟知，它因为优异的绝缘性而被广泛应用于GIS、断路器等电气设备中，但其温室效应相比二氧化碳大得多，因此被《京都议定书》列为六大温室效应气体之一。
1986年，广东电科院就在全国率先开展了六氟化硫气体质量检测工作。1990年，该院又启动了六氟化硫分解组分研究，并首次在国内电力行业建立湿度标准系统。
经过15至20年的运行，21世纪初，我国早期投产的电气设备陆续进入检修期，使用多年的六氟化硫气体也需要更换。当时，世界各国均限制直接排放废气，并致力于回收和净化处理技术的研发，而我国在这一方面的法规和研究仍处于空白。作为国内最早开展此项课题的单位，随着研究的深入，广东电科院把目光聚焦于当时最前沿的六氟化硫气体回收处理。
“六氟化硫具有强烈的温室效应，运行多年后分解出的氟硫化物含有剧毒，会对人体造成危害。”广东电科院环保所助理工程师陈敏说，而且这种气体价格昂贵，而经过处理的气体完全可以再次利用，“这项研究既有社会效益又有经济效益。”2000年以来，电网建设速度随着我国经济的提速而加快，广东更是电网发展的排头兵。受地域所限，广东省的变电站多采用布置更为紧凑的GIS设备，六氟化硫气体总量随之不断攀升。
“广东电网公司是国内规模最大的省级电网公司，作为其所属的技术支撑单位，为了电网的绿色发展和经济运行，我们有责任把六氟化硫气体管起来。同时，也能为我国六氟化硫气体的循环再利用趟出一条新路。”广东电科院副院长何宏明说。
对于此项工作，广东电科院院长钟清早已胸有定见：“在我国，虽然国家没有强制要求，但是，回收再利用六氟化硫气体是电网行业对国家节能减排政策的积极响应，也是电网企业在经济社会发展新阶段对节能减排提出更高要求的背景下，自觉履行环保义务的切实之举。”凝聚了多年的积淀，2003年，广东电科院率先启动六氟化硫气体回收再生中心的筹建工作，填补了国内研究空白的同时，将我国电网行业节能减排带入了一个崭新的阶段。
经过三年的努力，《六氟化硫气体再生应用研究》结题，并获得中国电力科技进步三等奖。2009年，广东电网公司建立六氟化硫气体检测中心，并在全省推广。
去年，该公司再次对检测中心进行升级，使年处理能力获得大幅提升。
供不应求的再生气体
每一项新技术的诞生和应用，都伴随着无数次的创新尝试和艰苦的反复实践，何况建立如此大规模的气体回收再利用系统，在这一过程中，广东电科院承载了太多新的起点和挑战。
“循环再利用的难点主要集中在气体净化这个环节。”去年刚刚退休的广东电科院环保所高级工程师姚唯建说，回收时，六氟化硫气体难免混入空气，通常会通过冷却将六氟化硫液化，从而排掉空气，同时还要保证用于冷却的物质不会掺杂到气体中。经过反复试验，研究人员设计了水洗碱洗、分子筛吸附、精馏分离、固化分离等一系列净化工艺，并与设备厂家共同研发出专业的气体净化设备，从而使再生气体的纯度达到99.99%以上。
另外，六氟化硫气体的密度较大，每个装满气体的钢瓶都重达100多公斤，“站立”摆放的钢瓶在搬运过程中很容易倾倒，造成气体泄漏。为此，研究人员专门为钢瓶量身订做了存储架，让一个个钢瓶可以稳稳地“躺”在架子上。
除了回收，再生气体的再利用也困难重重，就如同净化处理干净的一桶地沟水，敢喝的人还是不多。
“一开始不接受是可以理解的。”姚唯建说，“原本是废气，处理后告诉人家又可以用了，谁都不敢轻易相信。如果造成设备故障导致停电，谁都担不起这个责任。”2006年，在广东电网公司的支持下，再生气体首先被用到了清远某110千伏变电站的设备上，经过三年的跟踪监测，设备运行正常，再生气体才逐渐被接受。
如今，从110千伏到500千伏，再生气体已经运用到广东电网公司300余座不同电压等级的变电站中，由于是免费供应，常常是供不应求。
据统计，截至今年6月30日，该中心已累计从广东原21个地市供电局回收六氟化硫气体50.32吨，相当于减排二氧化碳120万吨，净化再生气体回用至设备49.512吨，节约新气购置费约693万元。
给GIS体检
2006年12月6日，广州500千伏增城变电站500千伏增横乙5063间隔准备送电，值班人员在进行送电前检查时发现CT顶部有异响。广东电科院研究人员赶赴现场后进行了电气和六氟化硫气体分解产物试验，发现六氟化硫气体纯度降低并含有大量分解气体，由此判断CT内部存在放电故障，建议立即停运检修。当设备被拆解后，这一判断得到了证实。
由于研究人员的准确判断和及时处置，避免了日后因设备故障而可能造成的停电。在广东电科院，通过检测六氟化硫特征气体预判电气设备内部故障的实例不胜枚举，这也是检测中心承担的另一项重点工作。简单来说，如果把大电网比作一个健康的人，六氟化硫气体就相当于血液，通过分析血液就能判断病症所在。
这一课题最早可追溯到2000年，广东电科院在国内首次提出：设备故障时产生二氧化硫和二氧化碳可作为故障判断的特征气体。多年来，该院通过实验室模拟六氟化硫设备故障的特征气体，建立起快速判断故障方法和技术。2007年，由该院完成的《六氟化硫电气设备故障快速检测方法》获南方电网公司科技进步三等奖、广东电网公司科技进步二等奖。
出色的成绩并未阻挡前进的脚步，研究人员逐渐将重心由设备故障原因诊断，转移到难度更高、更具意义的潜伏性故障预判。
“等到一个器官出现问题危及整体的时候再去寻找病因，不如提前检查出潜伏的疾病，及早治疗。”何宏明说，“保证电网的安全稳定是我们工作的重中之重，提前预判故障，从而提高设备运行的稳定性也应是六氟化硫气体研究的题中之义。”“在这一方面我们也是从零起步，最初并不知道会分解出哪些气体，而且分解出的气体数量十分微小，难以检测。另外，最关键的是确定这些特征气体与设备故障的对应关系。”广东电科院环保所工程师唐念说，他们还要确保预判的准确率，如果失误，将造成巨大的损失。
从此，研究人员向着这一领域的最高峰发起了冲锋。他们把一套GIS实体搬进试验室，通过模拟设备的各类故障，采用先进的设备和方法捕捉六氟化硫分解出的微量气体，经过一次次的试验之后，最终形成了一套严谨而科学的诊断体系，并在实践应用中获得了成功———近年来，该院应用这一诊断方法，及时发现GIS设备重大隐患20起，断路器缺陷4起，并排查了全省的500千伏六氟化硫CT设备隐患，在确保2010年广州亚运会、2011年深圳大运会供电稳定性中发挥了无可替代的作用。同时，该院《基于气体组分分析诊断GIS典型缺陷及故障的研究与应用》获南方电网公司科技进步二等奖、广东电网公司科技进步一等奖。
更加令人欣喜的是，该院研究成果已经被推广到整个电力行业乃至全国，其中两项被列为国家标准、3项行业标准、3项企业标准，从而为我国六氟化硫电气设备的隐患排查与安全防护提供了有力的支撑。
从支撑到引领
每天，废旧的六氟化硫气体由四面八方汇集至检测中心。进入车间之后，每瓶气体都会拥有一个独一无二的身份信息，通过条形码识别后被记录到计算机中。气体从哪座站来，目前是什么状态，内部的组分是什么，净化后被用到哪台设备……都能实时在电脑中查到。这就是广东电科院针对六氟化硫气体回收再利用开发的管理系统。
“我们的目标就是真正把六氟化硫气体统一管起来，做到分散收集、集中处理、统一配送。”何宏明说，虽然该院在技术、规模、能力等方面均达到了国内领先，但要实现全生命周期管理，还有一定难度。
六氟化硫气体不是电气设备，而是设备的附属品，因此它的监管主体并不明确，而监管的缺失就会造成废旧气体的随意排放。尽管广东电科院提出并坚持气体回收再生全过程免费服务，仍难以保证废气能够全部回收。
无力改变现状，就努力建立规则。
自筹建回收处理中心以来，广东电科院就着手制定《广东电网公司六氟化硫管理规定》，其中对六氟化硫气体管理的内容包括气体入网、六氟化硫设备管理、交接验收管理、六氟化硫设备检修管理、气体储存管理、回收管理、退役设备六氟化硫管理等等。目前，六氟化硫全生命管理的理念已被各供电局认同和接受，回收废气量逐年增加。这就意味着，广东电网公司六氟化硫气体回收再利用走上了规范的轨道，实现了电气设备中六氟化硫“零”排放。
今年，南方电网公司也提出六氟化硫气体100%回收的目标。广东电科院因此迎来了新的机遇与更广阔的空间。比起其他四省，该院六氟化硫气体回收再利用的步伐更快一些，下一步，该院计划走出广东，踏入广西、海南的市场，带动整个南方电网该项工作进一步快速发展。
与此同时，向着顶峰的冲刺从来都没有停止。
“六氟化硫是一种具有争议性的气体。”钟清谈到，在今后相当长一段时期，必须减少使用六氟化硫气体并开展寻找更安全环保的替代气体的工作。目前，这项研究在我国还处于起步阶段，广东电科院也正在进行前期的基础工作。“我们将继续发挥自身在科研方面的专业优势，在今后努力满足社会进步对我们提出的新的要求和使命。”从无序排放到循环利用，从监管缺失到建章立制，从技术支撑到引领未来，广东电科院六氟化硫气体研究的每一次突破，都带动了整个行业的迈步。无论过程与结果，他们所留下的，都是一段精彩而坚实的足迹。
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