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變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。可以分為單相變壓器和三相變壓器,干式變壓器和油浸式變壓器等。
由于變壓器是不同組件構成,所以一般回收變壓器都會進行拆解,回收里面的銅。一般我們稱從變壓器拆解得到的銅成為變壓器銅,它包括:純銅零部件、銅絲等。
現代社會中電網被認為是具有眾多環境負面影響因素中的重要組成,在希臘也是如此。從碳排放的角度看,電網是碳排放的主體之一,配電網占到電網碳排放總量的9.2%。事實是變壓器增加的數量遠遠大于退運變壓器的數量(在1980年希臘每年退運3000臺變壓器,而現在每年退運變壓器有7000臺。)這意味著為了通過管理變壓器全生命周期的全過程,以達到減少對環境的損害的目的,對退運變壓器的回收工作格外重視。
一般來講變壓器是一種電力設備,它很少有移動部件并需要很少的維護,因此我們可以非常肯定地說變壓器在全生命周期內除了已經使用的材料,沒有其它增加的材料。配電變壓器設計時在50%-60%負荷條件下,無論變壓器使用的是何種能源,變壓器的材料在全生命周期結束時基本都能被回收,許多研究都試圖發現配電變壓器金屬材料的回收率,綜合考慮了金屬殘片情況、回收程序的效率比、終生產的純度的影響等,為了簡化,本文將變壓器金屬回收比例設定在75%,使用正確的流程礦物油可以全部回收。其它殘余要么做填埋處理要么作為有害物處理。變壓器的回收本身就是一個特殊的行業,它的基本原理適用于變壓器的各個部分無論其回收率如何。
鋼可能是世界上可以回收的金屬,2008年一份調研顯示全球66.8%的鋼被回收了。這就是說從重量上看,鋼的回收重量比紙、塑料、銅、鋁的總合還多。鋼材回收的好處很多。鋼可以無限在循環,意味著整體材料都可以再利用到其它地方,而且鋼材在回收的流程中不改變其特性。從環保角度看,回收鋼再利用比采礦可降低能源成本75%。電工鋼是鐵和硅的組合,因此它的回收方法與純鐵是相同的。
回收這些材料需要用非常的設備和特殊流程來處理。下表可以看到按電壓等級可以回收的材料。
為了未來的回收工程,建立一些必要的參數。這是的:
1)配電變壓器退役需要40年的時間,這意味著變壓器上的每一個器件都經過了40年的生命周期,40年的期限是大的制約因素。
2)經過回收,75%金屬可以被回收。它們包括鐵、銅、硅鋼。
3)在回收過程中,95%的油可以被回收,其它5%是雜質和不可回收部分。
3.1 過去的回收情況和2020到2030時候的回收工程
如果把40年生命周期做為條件,未來回收2020年到2030年退運的配電變壓器,研究1980-1990年安裝的配電變壓器。表3是個典型樣本。在理想條件下,這些配電變壓器將在2020-2030退運。同時要考慮到2030年以后配電變壓器回收材料的數量將翻倍,因為1990年投運的變壓器大量增加。
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