К вопросу об утилизации совтола

К вопросу об утилизации совтола
А. И. Папуша, И. Н. Нифонтов, М. М. Александров
ЦНИИМАШ, Корпорация "Союз"
В завершающий период индустриализации в стране началась массовая установка электротехнического оборудования
с негорючим заполнением. Но ни наука, ни разработчики и изготовители, ни проектировщики, его устанавливавшие в
пожароопасных помещениях, не решили проблему обслуживания и ремонта при разгерметизации и не ответили на
вопрос, что делать при неизбежной утилизации. В мае 2001 г. Российская Федерация участвовала в конференции
ЮНЭП (программа ООН по охране среды) "О стойких органических загрязнителях" (Стокгольм, 22—23 мая 2001 г.)
и подписала заключительный Акт об исключении из производства и пользования стойких органических загрязнителей.
В перечень СОЗ, подпадающих под действие конвенции и подлежащих в ближайшие годы полной утилизации,
включены полихлорированные бифенилы (ПХБ), крайне вредные для человека по многим статьям.
Поданным Госкомэкологии России, в СССР препараты ПХБ в массовом количестве производили с 1939 г. и
использовали в производстве диэлектрических жидкостей под техническими названиями "Совол" и "Совтол". "Совтол10" (смесь ПХБ и трихлорбензола) использовали для заливки трансформаторов. Имеются сведения, что и заполнение
конденсаторов соволом осуществляли до 1988 г. на конденсаторном заводе в г. Серпухове.
Параметры видов изоляции силовых трансформаторов
Тип
изоляции
Трансформаторное масло
MIDEL-7131
Элегаз
Совтол
Температура
воспламенения, 0 С
140
Температура
самовоспламенения, 0 С
180
Категория
огнестойкости
0
Способность к
влагонасыщению
при 20 0 С, ppm
35
Токсичность
малотоксично
Примерная
цена за 1 кг,
руб.
10
310
Не
воспламеняет
ся
Более 600
405
Не
воспламеняется
К
L
580
В воде
малорастворим
малотоксичен
Ядовит
200
200
Не
воспламеняется
L
Не гигроскопичен
ядовит
Снят с
производства
* Без цвета и запаха, химически инертен
В эксплуатации и резерве в России (по неполным данным) находится более 200 тыс. трансформаторов и конденсаторов
с заполнителями, содержащими ПХБ (совол, совтол, трихлорби-фенил). Только в металлургическом комплексе страны
эксплуатируют трансформаторы и конденсаторы, содержащие не менее 30 тыс. т ПХБ.
Замену совтоловых трансформаторов можно осуществить на трансформаторы с диэлектрической жидкостью и на
сухие. В таблице приведено сравнение параметров жидких и газообразного диэлектриков, которые используют при
замене силовых трансформаторов напряжением 6—10 кВ мощностью 100—2500 кВА. Отметим особенности
применения этих диэлектриков.
Трансформаторное масло взрыво- и пожароопасно. Требуется специальное технологическое оборудование при
регенерации, сливе отработанного и получении свежего масла. Необходим периодический отбор проб. Все это
обуславливает высокие эксплуатационные расходы. Температура застывания —45 °С. Для специальных арктических
сортов температура застывания уменьшается до —60—65 0 С, но при этом понижается и температура вспышки до
90—100°С.
Использование MIDEL-7131 требует дополнительных технических мероприятий по герме-гизации трансформаторов.
Такие трансформаторы неприменимы в пожароопасном производстве. Для регенерации и сушки диэлектрика
необходимо специальное оборудование. Температура застывания — 45 0 С. Утилизация не вызывает проблем, так как
MIDEL-7131 подвергается биологическому разложению. Однако следует отметить высокую стоимость MlDEL из-за
приобретения по импорту.
При установке оборудования с наполнением элегазом (шестифтористой серой SF6) в помещениях их необходимо
оснащать системой контроля утечки. Следует соблюдать особые меры предосторожности при ревизии оборудования,
использовать противогазы, перчатки и др. Необходимы также встроенные поглотители продуктов разложения и
специальное оборудование для осушки элегаза. Температура кипения — 64 °С.
Электрооборудование с наполнением совтолом должно быть герметичным. Совтол экологически крайне опасен,
биологически не разлагается и накапливается в биологических структурах. Оказывает мутагенное действие на
человека, является мощным фактором подавления иммунитета, поражения системы кроветворения, провоцирует
развитие рака, поражения печени, почек, нервной системы, кожи. способствует развитию врожденных уродств и
детской патологии. Утилизация его крайне сложна и дорога.
Назрела необходимость в уничтожении и утилизации этих токсикантов, особенно учитывая, что у большинства
трансформаторов и конденсаторов, содержащих ПХБ, в процессе эксплуатации наступил предел износа (некоторые
даже текут).
Сегодня в России существует единственная технология для обезвреживания (уничтожения) ПХБ, успешно
прошедшая государственную экологическую экспертизу на федеральном уровне. Эта технология и мобильная
установка на ее основе разработаны в ЦНИИМАШ (авт. Папуша А. И.). ОАО "Северсталь" по инициативе главного
электрика Аршинова Н, П. приобрело такую установку и с участием авто ров осуществило ее внедрение, что дало
возможность уничтожить более 100 т совтола. По разработанной комбинатом собственной оригинальной технологии
трансформаторы отмывали от остатков ПХБ, металл использовали для вторичной переработки.
При решении проблемы замены трансформаторов, содержащих ПХБ, целесообразно сравнить трансформаторы с
диэлектрическим наполнением MIDEL-7131 и сухие. Такой анализ проведен ВЭИ в научно-исследовательской работе
"Создание экологически чистой элементной базы" (отчет ГБ92-3500-010). Выделим основные аспекты, которые
следует принимать во внимание при принятии решения.
Пожароопасность. При открытой установке в цехе вне камеры трансформатор с совтолом имеет категорию
огнестойкости L по классификации МЭК, что соответствует температуре воспламенения диэлектрика более 600 °С. Но
в связи с тем, что совтол является негорючей жидкостью, испытания на возгорание не проводят. Жидкость MIDEL7131 имеет температуру воспламенения 310 °С, что отвечает категории К. Поэтому по классификации МЭК
трансформатор с MIDEL-7131 как горючий не может быть применен в пожароопасных помещениях. Сухой
трансформатор с литой изоляцией по технологии BEZ не горюч, что относит его к категории огнестойкости L.
Способность к влагонасыщению. Совтол не гигроскопичен. MIDEL-7131 имеет повышенную способность
поглощать воду (в несколько раз больше трансформаторного масла), что требует дополнительных технических
мероприятий по герметизации трансформатора, не дает возможности использовать обычную конструкцию
трансформатора с расширительным баком, предъявляет повышенные требования к технологическому оборудованию
по обработке MIDEL-7131. Сухой трансформатор с литой изоляцией не гигроскопичен, не требует никаких
дополнительных затрат при производстве и эксплуатации (ввиду отсутствия жидкости как таковой).
Токсичность. Совтол ядовит, требует повышенных мер безопасности при эксплуатации, дополнительных затрат на
утилизацию. MIDEL-7131 — вещество малотоксичное. Сухой трансформатор с литой изоляцией экологически чист.
Хладостойкость. MIDEL-7131 имеет температуру застывания —45 °С. Температурный режим работы сухого
трансформатора от - 45 °С до +40 °С (проведены испытания до - 60 °С).
Затраты. При замене совтоловых трансформаторов на трансформаторы с MIDEL-7131 необходимым условием
является создание дополнительной технологической базы по их эксплуатации, которая будет вынуждена соседствовать
с существующей базой по совтолу. По мере вывода из эксплуатации совтоловых трансформаторов на предприятии
должны будут одновременно работать две технологических линии — по обработке совтола и MIDEL-7131. После
полной замены трансформаторов в эксплуатации останется технологическая линия по обработке MIDEL с
соответствующими людскими и материальными затратами. В случае замены совтоловых трансформаторов на сухие с
литой изоляцией никаких дополнительных технологических и эксплуатационных расходов не требуется, после полной
замены потребность в технологической базе по обработке совтола исчезнет, что позволит cyщественно сократить
эксплуатационные и людские ресурсы.
Делая общие выводы, следует отметить, что при примерно одинаковой стоимости трансформатора с MIDEL-7131 и
сухого с литой изоляцией первый не соответствует климатическому исполнению У1, У2, УЗ ГОСТ—15150, не может
быть использован в северных районах из-за невозможности циркуляции в системе охлаждения трансформатора при
низких температурах. Сухой трансформатор соответствует требованиям ГОСТ и может применяться без ограничения
по климатическим зонам. Он обеспечивает повышенную импульсную прочность согласно требованиям ГОСТ 1516.3—
98. В случае ремонта трансформаторов с MIDEL-7131 требуется ремонтная база со специальным технологическим
оборудованием и помещением. Ремонт сухого трансформатора могут производить выездные бригады на месте аварии,
дополнительное оборудование не требуется.
Таким образом, назрела как замена совтоловых трансформаторов, так и их последующая утилизация, альтернативы
нет. Одновременно, по нашему мнению, в стране настало время создать координационный совет при Министерстве
природных ресурсов РФ с участием специалистов предприятий (регионов) для разработки комплексной программы
уничтожения полихлорбифенилов.