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近年配電變壓器無論從數(shù)量上還是技術(shù)進步角度都獲得了穩(wěn)定的發(fā)展。能源分配方面的需求導(dǎo)致了變壓器數(shù)量不斷增加。相關(guān)研究表明2013年以后全球變壓器市場增長高達30%。在一些歐盟的小國例如希臘,這意味著在15萬臺配電變壓器總量情況下,每年增長高達7500臺。對于這樣大量的設(shè)備,正確地和地回收是非常重要的。
現(xiàn)代社會中電網(wǎng)被認為是具有眾多環(huán)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(wǎng)是碳排放的主體之一,配電網(wǎng)占到電網(wǎng)碳排放總量的9.2%。事實是變壓器增加的數(shù)量遠遠大于退運變壓器的數(shù)量(在1980年希臘每年退運3000臺變壓器,而現(xiàn)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(huán)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(shè)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(nèi)除了已經(jīng)使用的材料,沒有其它增加的材料。配電變壓器設(shè)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(jié)束時基本都能被回收,許多研究都試圖發(fā)現(xiàn)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(chǎn)的純度的影響等,為了簡化,本文將變壓器金屬回收比例設(shè)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(yè),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。
回收銅需要很少的能源,相比采礦回收銅碳排放更少。因此只有12%的已知的銅礦被開采,因為銅可以無限地循環(huán)利用,這使銅回收循環(huán)利用更加有價值。但在回收銅過程中一個特別需要注意的問題是如何保持其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能方面的。
回收這些材料需要用非常的設(shè)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(shù)。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(jīng)過了40年的生命周期,40年的期限是大的制約因素。
2)經(jīng)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(zhì)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(shù)量將翻倍,因為1990年投運的變壓器大量增加。