阅读说明：本技术 一种可减少硫腐蚀的变压器 (Transformer capable of reducing sulfur corrosion ) 是由 刘云 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种可减少硫腐蚀的变压器,通过在变压器油中添加新型脱硫剂,达到高效、深度脱硫的效果,减少硫化物对变压器部件的腐蚀。本发明采用粗糙脉孢菌和产朊假丝酵母对甘草废渣进行发酵,可降解甘草废渣中的部分木质素、纤维素和半纤维素,且粗糙脉孢菌和产朊假丝酵母的菌丝体可充分穿透发酵物料内部,对其施加一定的物理破坏作用,在物料内部形成微观空腔。这使得改性后的甘草废渣空间结构被破坏,变得粗糙多褶,孔隙度较高,比表面积增大,对硫化物的吸附性能大大提高。本发明的优点在于：可同时吸附变压器中的二苄基二硫醚和十二硫醇,吸附效率在95%以上,且不会对变压器油的击穿电压、介损及电阻率等电气参数造成负面影响。(The invention provides a transformer capable of reducing sulfur corrosion, which achieves the effects of high-efficiency and deep desulfurization by adding a novel desulfurizer into transformer oil, and reduces the corrosion of sulfides to transformer parts. The method adopts neurospora crassa and candida utilis to ferment the liquorice waste residue, can degrade partial lignin, cellulose and hemicellulose in the liquorice waste residue, and mycelium of the neurospora crassa and the candida utilis can fully penetrate through the inside of a fermented material to exert a certain physical destruction effect on the fermented material, so that a microscopic cavity is formed in the material. The modified liquorice waste residue has the advantages that the space structure is damaged, the liquorice waste residue is rough and multi-fold, the porosity is high, the specific surface area is increased, and the adsorption performance to sulfide is greatly improved. The invention has the advantages that: the dibenzyl disulfide and the dodecanethiol in the transformer can be adsorbed simultaneously, the adsorption efficiency is over 95 percent, and negative effects on electrical parameters such as breakdown voltage, dielectric loss and resistivity of transformer oil are avoided.)

一种可减少硫腐蚀的变压器

技术领域

本发明涉及变压器领域，尤其涉及一种可减少硫腐蚀的变压器。

背景技术

当前变压器中所使用的矿物绝缘油主要是由天然石油炼制而成的，除含碳和氢这2种主要元素外，还含有硫、氮、氧、金属元素。而硫醇、二硫化物等性质活泼的硫化物可能导致硫腐蚀问题的发生。目前研究表明，二苄基二硫醚(简称为DBDS）和十二硫醇（简称为DDM）是引起铜腐蚀的最主要的腐蚀性硫化物。腐蚀性硫与铜导线反应生成硫化亚铜，硫化亚铜附着在绝缘纸和铜绕组表面导致变压器绝缘性能下降，危及变压器的安全运行。

在油硫腐蚀防护方面，目前工程中通常采取严格验收新绝缘油、添加吸附剂控制油中的硫含量及添加金属钝化剂等方法。金属钝化剂的保护机理是通过去质子的氮原子和铜发生配位作用而在表面形成类似的聚合物保护膜，以阻挡硫化物对金属的腐蚀。然而，钝化剂在设备的长期运行过程中会逐渐消耗，一旦消耗完毕，腐蚀性硫将重新对导线进行侵蚀。

采用物理吸附的方法如添加活性氧化铝、10X分子筛及活性白土等吸附剂对绝缘油中的腐蚀性硫进行吸附，能够有效降低绝缘油中的主要腐蚀性硫化物的含量，并且经吸附处理后的绝缘油在铜离子含量、酸值、介损及击穿电压等各项绝缘性能上均有所改善。但该方法最大的问题在于吸附处理所需时间长、效率低，且对腐蚀性硫化物的吸附不够彻底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可减少硫腐蚀的变压器，通过在变压器油中添加新型脱硫剂，达到高效、深度脱硫的效果，减少硫化物对变压器部件的腐蚀。

本发明采用的技术方案如下：

一种可减少硫腐蚀的变压器，其特征在于：在变压器油中添加了新型脱硫剂进行脱硫处理。

所述新型脱硫剂是按以下步骤制备的：

（1）将丙二醇甲醚溶于氯仿配成体积分数为2-4.5%的丙二醇甲醚氯仿溶液，将甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液混合均匀，常温下静置24h后，于80℃烘干至恒重，得到预处理甘草废渣；

（2）按麸皮：预处理甘草废渣质量比3：7混合，再加入硫酸铵、尿素，加水反复搅拌均匀，控制培养基含水量在56-60%，0.1MPa湿热灭菌30min，冷却至室温，得到固态培养基；

（3）在固态培养基中接种1-2%粗糙脉孢菌种子液，30-32℃发酵36-48h，然后接种3-5%产朊假丝酵母菌种子液，30-32℃继续发酵60-72h；

（4）发酵完成后，取出发酵物，45℃干燥至含水量12%以下，即为新型脱硫剂。

所述甘草废渣为甘草经加工提取甘草酸后的残渣，经风干粉碎过40目筛后得到，测得含水率为7%。

步骤（1）中甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液按料液比（g/mL）1：1-1.5混合。

所述硫酸铵的用量为麸皮和预处理甘草废渣总重量的2%，尿素的用量为麸皮和预处理甘草废渣总重量的0.1%；

所述粗糙脉孢菌种子液中孢子量为5×10⁸个/mL；

所述粗糙脉孢菌为粗糙脉孢菌AS3.1603，购于上海沪峥生物科技有限公司。

所述产朊假丝酵母菌种子液中孢子量为3.5×10⁸个/mL；

所处产朊假丝酵母菌为产朊假丝酵母 CGMCC2.1180，由中国微生物菌种保藏中心提供。

本发明涉及的百分数，如无特别说明，均为质量百分数。

所述新型脱硫剂的使用方法为：将新型脱硫剂按油重的10%加入需进行脱硫处理的变压器油样中，60-70℃下搅拌2h，然后对吸附好的油样过滤，即可。

甘草废渣含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等高分子化合物，这些生物高分子表面含有大量的活性官能团，如羧基、羟基和氨基等。但直接采用甘草废渣做吸附剂或采用酸碱对其改性后再用于矿物油中硫化物的去除，吸附效果很不理想。

粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)具有分泌纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶的能力，并且在固态发酵条件下生长良好。本发明采用粗糙脉孢菌和产朊假丝酵母对甘草废渣进行发酵，可降解甘草废渣中的部分木质素、纤维素和半纤维素，且粗糙脉孢菌和产朊假丝酵母的菌丝体可充分穿透发酵物料内部，对其施加一定的物理破坏作用，在物料内部形成微观空腔。这使得改性后的甘草废渣空间结构被破坏，变得粗糙多褶，孔隙度较高，比表面积增大，对硫化物的吸附性能大大提高。

近年来，不少专家得出结论DBDS是变压器油中主要的腐蚀性硫，因此将研究重点放在DBDS上。但是由于硫醇的腐蚀性强于DBDS，且在活性硫构成中，硫醇是原油也是新变压器油中最主要的成分，所以在研究腐蚀性硫时不能忽略硫醇的影响。甘草废渣在经粗糙脉孢菌和产朊假丝酵母发酵后，部分木质素和纤维素等被破坏，蛋白质暴露，且粗糙脉孢菌和产朊假丝酵母本身也可产生蛋白质，这些蛋白质可与变压器油中的十二硫醇发生化学反应，对十二硫醇形成化学吸附，提升吸附效率。

甘草废渣在发酵前用丙二醇甲醚氯仿溶液进行预处理，可使得木质素结构发生改变，引起半纤维素溶剂化和纤维素去结晶化，经预处理后的甘草废渣更容易被酶促水解，有助于微生物对可发酵物质的利用和酶解的进行，提高降解效率。

先接种的粗糙脉孢菌可以分解甘草废渣产生还原糖供产朊假丝酵母利用，产朊假丝酵母在生长代谢过程中形成了多种维生素和生长因子，这些物质有助于增强粗糙脉孢菌的活性，增加产酶效率，促进甘草废渣的酶解。

本发明的优点在于：可同时吸附变压器中的二苄基二硫醚和十二硫醇，吸附效率在95%以上，吸附时间短，仅需2h，效率高，且不会对变压器油的击穿电压、介损及电阻率等电气参数造成负面影响。

具体实施方式

实施例1：一种可减少硫腐蚀的变压器，其特征在于：在变压器油中添加了新型脱硫剂进行脱硫处理。

所述新型脱硫剂是按以下步骤制备的：

（1）将丙二醇甲醚溶于氯仿配成体积分数为3.5%的丙二醇甲醚氯仿溶液，将甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液混合均匀，常温下静置24h后，于80℃烘干至恒重，得到预处理甘草废渣；

（2）按麸皮：预处理甘草废渣质量比3：7混合，再加入硫酸铵、尿素，加水反复搅拌均匀，控制培养基含水量为60%，0.1MPa湿热灭菌30min，冷却至室温，得到固态培养基；

（3）在固态培养基中接种2%粗糙脉孢菌种子液，32℃发酵36h，然后接种5%产朊假丝酵母菌种子液，32℃继续发酵60h；

（4）发酵完成后，取出发酵物，45℃干燥至含水量12%以下，即为新型脱硫剂。

所述甘草废渣为甘草经加工提取甘草酸后的残渣，经风干粉碎过40目筛后得到，测得含水率为7%。

步骤（1）中甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液按料液比（g/mL）1：1.2混合。

所述硫酸铵的用量为麸皮和预处理甘草废渣总重量的2%，尿素的用量为麸皮和预处理甘草废渣总重量的0.1%；

所述粗糙脉孢菌种子液中孢子量为5×10⁸个/mL；

所述产朊假丝酵母菌种子液中孢子量为3.5×10⁸个/mL；

实施例2：一种可减少硫腐蚀的变压器，其特征在于：在变压器油中添加了新型脱硫剂进行脱硫处理。

所述新型脱硫剂是按以下步骤制备的：

（1）将丙二醇甲醚溶于氯仿配成体积分数为2%的丙二醇甲醚氯仿溶液，将甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液混合均匀，常温下静置24h后，于80℃烘干至恒重，得到预处理甘草废渣；

（2）按麸皮：预处理甘草废渣质量比3：7混合，再加入硫酸铵、尿素，加水反复搅拌均匀，控制培养基含水量在56%，0.1MPa湿热灭菌30min，冷却至室温，得到固态培养基；

（3）在固态培养基中接种1.5%粗糙脉孢菌种子液，30℃发酵48h，然后接种4%产朊假丝酵母菌种子液，30℃继续发酵72h；

（4）发酵完成后，取出发酵物，45℃干燥至含水量12%以下，即为新型脱硫剂。

步骤（1）中甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液按料液比（g/mL）1：1.5混合。

其余同实施例1。

实施例3：一种可减少硫腐蚀的变压器，其特征在于：在变压器油中添加了新型脱硫剂进行脱硫处理。

所述新型脱硫剂是按以下步骤制备的：

（1）将丙二醇甲醚溶于氯仿配成体积分数为4.5%的丙二醇甲醚氯仿溶液，将甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液混合均匀，常温下静置24h后，于80℃烘干至恒重，得到预处理甘草废渣；

（2）按麸皮：预处理甘草废渣质量比3：7混合，再加入硫酸铵、尿素，加水反复搅拌均匀，控制培养基含水量在58%，0.1MPa湿热灭菌30min，冷却至室温，得到固态培养基；

（3）在固态培养基中接种1%粗糙脉孢菌种子液，32℃发酵36h，然后接种3%产朊假丝酵母菌种子液，32℃继续发酵72h；

（4）发酵完成后，取出发酵物，45℃干燥至含水量12%以下，即为新型脱硫剂。

步骤（1）中甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液按料液比（g/mL）1：1混合。

其余同实施例1。

对比例1：与实施例1相比，差别仅在于：甘草废渣不用丙二醇甲醚氯仿溶液进行预处理，其他步骤同实施例1。

对比例2：与实施例1相比，差别仅在于：甘草废渣仅采用粗糙脉孢菌进行发酵，其他步骤同实施例1。具体步骤如下：

（1）将丙二醇甲醚溶于氯仿配成体积分数为3.5%的丙二醇甲醚氯仿溶液，将甘草废渣和丙二醇甲醚氯仿溶液混合均匀，常温下静置24h后，于80℃烘干至恒重，得到预处理甘草废渣；

（2）按麸皮：预处理甘草废渣质量比3：7混合，再加入硫酸铵、尿素，加水反复搅拌均匀，控制培养基含水量为60%，0.1MPa湿热灭菌30min，冷却至室温，得到固态培养基；

（3）在固态培养基中接种2%粗糙脉孢菌种子液，32℃发酵96h；

（4）发酵完成后，取出发酵物，45℃干燥至含水量12%以下，即为新型脱硫剂。

脱硫剂性能评价：

取含有腐蚀性硫的油样（DBDS含量153.68mg/kg，DDM含量113.45mg/kg）200g，按油重的10%加入实施例1-3和对比例1-2制得的脱硫剂，65℃下搅拌2h。然后对吸附好的油样过滤，得到吸附脱硫后的变压器油，测量吸附处理后油样中的DBDS和DDM含量，评估脱硫吸附剂性能，结果见表1。

表1 吸附前后油样DBDS和DDM含量变化

组别	DBDS剩余浓度（mg/kg）	DBDS脱除率（%）	DDM剩余浓度（mg/kg）	DDM脱除率（%）
					实施例1	4.52	97.1	2.41	97.8
实施例2	6.34	95.9	5.52	95.1
					实施例3	7.06	95.4	4.49	96.0
对比例1	58.71	61.8	32.63	71.2
					对比例2	35.90	76.6	53.72	52.6