Универсальный Плазменно-химический комплекс с пароводяным плазмотроном

Рис 1.Универсальный Плазменно-химический комплекс (модуль) с пароводяным плазмотроном ЭДППВ-ЭИ-2 и плазмохимическим реактором.

Назначение:

Плазменный комплекс с пароводяным плазмотроном фирмы «ЭПОС – Инжиниринг» – это технически завершенная, компактная, мобильная, комплексная технологическая единица модульного типа, которая позволяет получать пароводяную плазменную струю с заданными Заказчиком параметрами и  предназначен для решения особых задач утилизации вредных отходов.

Комплектация:

Стабильность и надежность работы плазменного модуля обеспечивается стабильной и надежной работой входящих в него узлов, а именно:

  • Система подготовки пара и плазмообразующих газов;
  • Система энергоснабжения плазменно-химического комплекса (с узлом ввода, источником питания, шкафами коммутационного оборудования, системами токоподвода).
  • Система замкнутого охлаждения теплонапряженных узлов с регулирующей аппаратурой и арматурой;
  • Шкафы управления, АСУТП;
  • Блок плазмотрон пароводяной;
  • Блок крепления плазмотрона к узлу подачи химических реагентов;
  • Плазмохимический реактор.
  • Указанный модуль может быть комплектно размещен на  общей, в т.ч. -мобильной платформе.
плазмотрон пароводяной

В результате развития конструкции и схем плазмотронов с паровой плазмой для различного назначения, разрабатываемых фирмой в 1980 — 2019 годах, создан унифицированный ряд плазмотронов, часть из которых (по схеме: паровихревые оппозитные генераторы плазмы типа ЭДППВ-ЭИ-3М) приведена в таблице №1.

Пароводяные плазмотроны «ЭПОС-Инжиниринг» могут применяться в различных установках для синтеза, дезинтеграции, газификации, нагрева, испарения, утилизации отходов и продуктов различного происхождения и назначения. На рис. 2 и рис. 3 приведены примеры исполнений оппозитных паровых плазмотронов.

Плазмотрон пароводяной
Рис. 2. Пароводяной плазмотрон типа ЭДППВ-ЭИ на крышке реактора для утилизации химических продуктов.
Плазмотрон пароводяной 2
Рис.3. Плазмотрон для генерации высокотемпературной плазмы типа ЭДППВО (5000С) из пара воды на испытательном стенде.
Таблица №1. Технические характеристики вихревых оппозитных пароводяных плазмотронов фирмы ЭПОС-Инжиниринг типа ЭДППВ-ЭИ-3М
Технические характеристики вихревых оппозитных пароводяных плазмотронов
* — по спецзаказу возможно изготовление пароводяного плазмотрона мощностью 1000 кВт;
** — количество подаваемого пара в плазмотрон может быть изменено, и выбрано согласно ТЗ заказчика

На рис. 4 приведена одна из реализованных схем плазмотрона с газовихревой стабилизацией и самоустанавливающейся длиной дуги. Подача азота и перерабатываемого продукта в реактор осуществляется в узле смешивания продуктов (входной узел реактора).

Схема работы пароводяного пара

Рис. 4. Схема работы оппозитного плазмотрона с газовихревой стабилизацией для генерации плазмы из водяного пара.

Преимущественные отличия пароводяных плазмотронов «ЭПОС-Инжиниринг»:

  • Длительный ресурс непрерывной работы.

Длительный ресурс непрерывной работы плазмотронов достигается за счет его уникальных конструктивных особенностей, позволяющих работать на относительно малых токах (до 250 А) и относительно больших напряжениях (свыше 1000 В) и возобновляемости ресурса электродов в процессе эксплуатации. Плазмотроны относительно малой мощности (до 200 кВт) работают на напряжениях до 2000 В. Специальные конструкции электродных узлов выполнены с обеспечением длительного ресурса. (более 1000 часов)

  • Надежность

Надежность плазмотрона обусловлена выбранной схемой, стабильностью геометрии и простотой его конструкции. По конструктиву анодный узел идентичен катодному узлу, и они соединены между собой посредством быстросъемных соединений, через общую нерасходуемую, профилированную камеру оригинальной конструкции, что сокращает номенклатуру узлов, составляющих плазмотрон и позволяет, при необходимости, производить быструю, в течение минут, замену любого из них.

  • Независимость вводимой мощности в дуговой разряд плазмотрона от массового расхода поступающего плазмообразующего газа

Плазмотрон обеспечивает  заданную стабильную вводимую в него мощность в широком диапазоне расходов плазмообразующего газа, за счет уникальной конструкции, с возможностью фиксаций длины дуги, вне зависимости от расхода, на заданной длине. Изменения напряжения на дуге, связанные с изменениями напряженности поля при разных режимах и расходах плазмообразующего газа, компенсируются быстродействующим регулированием мощности, при этом можно точно поддерживать, или управлять мощностью дуги, а так же температурой истекающей плазменной струи газа. Пульсации мощности минимизированы вследствие постоянства формы и длины дуги.

  • Легкость в обращении и эксплуатации

Запуск плазмотрона производится осцилляторным способом, сразу на номинальном расходе плазмообразующей среды, без дополнительных пусковых операций, что упрощает процедуру включения и стабилизацию режима работы плазмотрона в течение миллисекунд. При непредвиденных срывах дуги, связанных, например, с нестабильностью подаваемых плазмообразующих сред и обрабатываемых материалов, сбоев энергоснабжения и другим независящим обстоятельствам, в соответствии с алгоритмом, немедленно происходит «автоподжиг» дуги плазмотрона.

Оборудование не требует длительной подготовки перед включением, находится в состоянии постоянной полной готовности.

Параметры источника питания определяются требованиями оппозитного паровихревого плазмотрона серии ЭДППВ-ЭИ, и приведены в табл. 2. Внешний вид источника приведен на рис. 5.
Таблица 2. Параметры источника питания плазмотрона серии ЭДППВ-ЭИ
Параметры источника питания плазмотрона серии ЭДППВ-ЭИ
ИПП выполнен из одного блока преобразователя, на полную мощность, работает в режиме источника тока, и предназначен для электропитания плазменной дуги электродугового пароводяного плазмотрона серии ЭДППВ-ЭИ постоянным током заданного качества. В ИПП обеспечены  необходимые защиты источника и плазмотрона от возможных нештатных ситуаций, предусмотрено местное и дистанционное управление (из рабочей зоны). По указанной схеме могут быть предложены плазменные источники до нескольких мегаватт, под заявленные параметры плазменных систем.
Источник питания плазмотрона
Источник питания плазмотрона 2
АСУТП
Рис. 5. Внешний вид шкафов управления и силовых шкафов источника питания плазмотронов серии ЭДППВ-ЭИ

Блок подготовки водяного пара выполнен в виде автономного узла, встроенного в систему подготовки и подачи воды и автоматизированную систему управления комплексом, и предназначен для приготовления пара необходимой температуры (110 – 350 °С)и подачи заданным способом в газоразрядную камеру плазмотрона. Блок подготовки водяного пара может быть запитан как паром, так и водой от заводской магистрали, либо от автономного резервуара с очищенной водой, при этом обеспечивает стабильную выдачу пара необходимых кондиций для подачи в плазмотрон.

Блок подготовки водяного пара выполнен в виде автономного узла, встроенного в автоматизированную систему управления комплексом, и предназначен для приготовления пара необходимой температуры (110 – 350 °С)и подачи его заданным способом в газоразрядную камеру плазмотрона. Блок может быть запитан как паром, так и водой от заводской магистрали, либо от автономного резервуара с очищенной водой, при этом обеспечивается стабильная выдача пара необходимых кондиций для подачи в плазмотрон

Блок охлаждения плазматрона
Блок охлаждения плазматрона
Блок охлаждения плазматрона

Блок замкнутого охлаждения теплонапряженных узлов плазмотрона предназначен для подготовки и подачи хладоагента требуемой температуры и требуемого расхода через узлы плазмотрона. Блок системы охлаждения выполнен по защищенной оригинальной схеме, с аппаратурой задания и регулирования температуры и давления контуров, собранных комплектно и расположенных для решения конкретных задач, непосредственно вблизи плазмотрона

Система управления обеспечивает автоматизированное управление и регулирование основными технологическими параметрами плазменного узла, работу предупредительной и аварийной сигнализации, реализацию блокировок и защит, предоставляет персоналу информацию о ходе технологического процесса. Местное управление технологическим процессом осуществляется с лицевой панели шкафа управления, или дистанционно, с АРМ оператора установкой. Оператор запускает технологический процесс, который далее осуществляется по специализированному алгоритму.

Универсальный Плазменно-химический комплекс с пароводяным плазмотроном выполнен как единый модуль, конструктив комплекса функционален, прост по эксплуатации и уникален по технической реализации. Его можно применить для ряда направлений, включая плазмохимию, утилизацию всех видов отходов, пиролиз, синтез, металлургию и т.д.

Указанный модуль может быть комплектно размещен на общей, в т. ч. — мобильной платформе.

edback