Плазменный стенд для испытаний
*возможна модернизация для увеличения мощности.
** возможно применение разных охлаждающих агентов (гидравлические жидкости масла, растворы, и пр.) с соответствующим изменением производительности.
Предлагаем использовать имеющийся у нас плазменный стенд с большим количеством плазменных систем различного назначения, включая вакуумные, для испытания ВАШИХ задач, идей, задумок, перспективных устройств и установок для проверки наших плазменных технологий под Ваши требования, условия.
Назначение:
Испытания воздействия низкотемпературной плазмы (до 7000 С°) на:
Цели испытаний:
Плазменный стенд эффективен для:
Рис 2,3. Фотографии части плазменного стенда.
Имеется возможность гибкой перенастройки схем стенда и типов экспериментов.
Технологические возможности стенда
| Установленная мощность стенда | 260 кВА |
| Вкладываемая мощность в – плазматроны | До 150 кВт* |
| Категория энергоснабжения стенда | II категория |
| Система электропитания | 3 фазы х 380 В |
| Система охлаждения – локальная система с двойным резервированием подача/отвод охлаждающего агента ** | 50 м3 /час (по воде)** |
| Система приточной вытяжной вентиляции с дублированием | до 8000 м3 час |
| система охлаждения отходящих газов | до 8000 м3 час |
| Дымососы | до 8000 м3 час |
| Система очистки газов | многоуровневая |
| Приводные механизмы | 5 типов |
| Вспомогательное оборудование | Под требования Заказчика |
| Автоматизация на SIEMENS – контроль, управление и запись сотни каналов | Все параметры, включая специальные |
Примеры выполненных работ на стенде
- Проведение технологических исследований и рекомендации к схеме промышленного производства и к экономическому обоснованию переработки титаномагнетитовых концентратов месторождения «Тымлай» по технологии « ЭПОС – процесс».
- Разработка электродугового генератора пароводяной плазмы, предназначенного для проведения конверсии фтористого газа для утилизации отходов атомной промышленности, с ресурсом плазмотрона до 1000 часов.
- Электроплазменное оборудование малой мощности для проведения восстановительных процессов.
- Исследование рабочих характеристик электродугового генератора плазмы для дополнительного подогрева горячего дутья. Отработана технология и устройство.
- Исследование процессов плавления и рафинирования металла в индукционной печи с плазменным подогревом шлаковой ванны.
- Плазменный переплава оксида магния – для получения товарного продукта – высококачественных огнеупоров для ТЭНов, изоляторов и др. Разработана технология и установка.
- Плазменная сварка толстых листов – меди до 100мм (на гелиево-аргоновой смеси).
- Исследование промышленных плазматронов для крупных рудовосстановительных печей, печей постоянного тока.
- Плазменная установка для получения аддитивных порошков металлов.
- Плазменный узел струйных плазмотронов до 5,0 МВт (с проницаемой молибденовой стенкой) для испытания тепловыделяющих сборок газовых реакторов.
- Разработка режущего плазмотрона мощностью 1,5 МВт для резки бетона и слябов до 1,5 метров (заказ комиссии по ликвидации аварий на Чернобыльской АЭС). НЯЦ РК.
- Разработка плазменно – шлаковой установки по имитации аварий на АЭС, 2001-2004 гг. по заказу Ядерного центра РК и фирмы «МАРУБЕНИ»
- Разработка плазменных вакуумных систем для напыления износостойких покрытий.
- Двухпостовая вакуумная плазменная печь для плавки тугоплавких металлов и обработки порошков мощностью поста 0,24 МВт. Плавка порошков и слитков с температурой плавления не менее 3400С, нанесение покрытий с адгезией выше прочности основного материала.
- Плазменный комплекс оборудования для внепечной обработки стали (АКОС) мощностью до 1,0 МВт,
- Разработка плазменных вакуумных магнетронных систем для напыления теплоотражающих покрытий
- Работы по ЭШП, РВП, индукционным и плазменным системам и проч.
Развернутое описание некоторых работ
“ЭПОС-процесс” – технология получения из титаномагнетитового концентрата титаносодержащего шлака и железа, основана на восстановлении железа из окислов концентрата и последующим жидкофазным разделением продуктов плавки в печи. Шихта поступает в процесс в виде моно-брикетов.
В качестве основного оборудования для отработки технологии была использована шахтная плазменная печь РШПП-0,06-И3, спроектированная и изготовленная ЗАО «НПП ЭПОС».
Фото общего вида участка электропечи РШПП-0,06-И3
Описание установки
Электропечь рудовосстановительная шахтная плазменная РШПП-0,06-И3 предназначена для получения различных ферросплавов (например, ферросиликомарганца МнС17 по ГОСТ 4756-91, ферротитана, железа и др.) непрерывным процессом, методом селективного восстановления входящих в ферросплав металлов из моношихты, в виде брикета размером 30х30х30 мм, 20х20х20 мм, с оптимизированным составом компонентов для металлургического передела, с последующим одновременным сливом ферросплава и шлака в изложницы, путѐм раскрытия лѐтки (прожигом).
Электропечь предназначена для использования в исследовательских целях при проведении НИОКР при синтезе различных ферросплавов и при отработке технологии получения ферросплавов из руд и концентратов.
Расшифровка условного обозначения электропечи РШПП-0,06-И3:
Р – рудотермическая;
Ш – тип профиля печи – шахтная;
П – вид нагрева – нагреватели плазменные;
П – печь;
0,06 – суммарная мощность плазмотронов, МВт;
И3 – исполнение третье.
Таблица 4.1. Технические данные электропечи РШПП-0,06-И3
Проблема:
Разработка процесса плазмохимического гидролиза гексафторидных соединений потребовала создания и освоения в эксплуатации электродуговых генераторов (Н-ОН)-плазмы нескольких модификаций (рисунок 2). Конструктивные особенности различных плазмотронов определялись:
-
- Электрической мощностью, вводимой в дуговой разряд плазмотрона (до 500 кВт).
- Требованием на продолжительный ресурс непрерывной работы (от 1000 часов и более).
- Ограничением на допустимые величины загрязнения получаемого порошка окислов урана материалом катода и анода (за счет эрозии).
- Ограничением к составу получаемой газовой фазы.
Решение:
К настоящему времени компанией ООО «ЭПОС-Инжиниринг» разработано несколько конструкций электродуговых пароводяных плазмотронов, которые прошли доводку и испытания на плазменном стенде.
Рисунок 2 - 3D модель пароводяного плазмотрона а) и различные модификации пароводяного плазмотрона б), в)
После доводки на плазменном стенде пароводяной плазмотрон показал следующие технические характеристики:
| – электрическая мощность, кВт | до 500 |
| – ток, А | 250 – 400 |
| – напряжение, В | до 1800 |
| – расход плазмообразующего газа (водяного пара), кг/ч | 10 – 40 |
| – расход защитного газа (аргон), г/сек | 0,5 – 1 |
| – температура водяного пара на входе, °С | 100 – 350 |
| – расход воды на охлаждение, м3/ч | 5 |
| – давление в рубашке охлаждения, МПа | 0,6 |
Создано более 20 типов электродуговых плазмотронов до 20,0 МВт и плазменных систем мощностью до 40 МВА различного назначения:
- Плазмотрон для нагрева газов мощностью до 20 МВт, с высоким ресурсом работы и КПД до 98 %;
- Плазмотрон для резки металла толщиной до 1500 мм;
- Плазмотрон для резки неметаллических материалов (камни, бетон и т.д.) и горных пород толщиной до 1500 мм, мощностью до 2,5 МВт и плазменно-струйных систем нагрева;
- Плазмотрон для сварки и наплавки (медь- до 100 мм.) мощностью 150 кВт.
- Плазмотрон для плазменного напыления, в том числе – тугоплавких материалов (оксиды и т.д.) до 500 кВт;
- Плазмотрон для газификации водно-угольной смеси (ВУС), 3,0 МВт, 300г/с ВУС.
- Плазмотрон пароводяной (проект на 10,0 МВт, макет мощностью 2,5 МВт).
- Плазмотрон для обработки неметаллических поверхностей, Двухструйный, струя 800 мм, мощность 600 КВт.
- Плазмотрон для проплава кориума свыше 3000 С.
- Плазмотрон для ионно-плазменной чистки поверхности и обеззараживания инструмента, Вакуумный, до 240 КВт.
- Плазмотрон вакуумный, для нанесения покрытий, плавки металлов и обработки поверхности, со сверхплотной ионной активацией и сверхвысокой адгезией слоёв.
- Плазмотрон для руднотермических печей – возможность: 20,0 МВт.
- Плазмотрон для утилизации отходов, бытовых и промышленных.
В разработанной ЗАО НПП «ЭПОС» линейке плазменных рудовосстановительных печей применяется одностадийное извлечение металлов из руды, со степенью извлечения до 95-97%, удельные затраты энергии снижаются в 1,5-2,5 раза, себестоимость производства стали снижается до 2-х – 4-х раз.
Разработали:
Для отработки новых руднотермических процессов, технологий и оборудования выполнен ряд плазменных руднотермических печей малой мощности, СОЗДАН И ОСНАЩЕН участок для нескольких видов руднотермических печей и инфраструктура для них: оборудование для помола, классификации, контроля, обработки шихты и восстановителя, участок брикетирования, автономной проверки брикетов, системы проплава, комплексная АСУ ТП, автономные средства водо-энергоснабжения, газоочистки, средства контроля газовой среды, набор аналитического оборудования и т.д. – полностью укомплектованный участок по отработке руднотермических технологий.
Выполнены последовательно несколько типов печей, работающих с шахтой и без нее – на один, два, три плазмотрона постоянного и переменного тока.
Указанное оборудование руднотермических технологий на мощности от десятков до сотен киловатт комплексно МОЖЕТ БЫТЬ ПРЕДЛОЖЕНО для экспериментальных лабораторий, учебных центров, институтов и университетов.
Рис 1, 2. Плазменные шахтные печи конструкции ООО «ЭПОС-Инжиниринг» мощностью 70 кВт, 240 КВт.Технология EPOS- process.
Рис 3, 4, 5, 6. Опытные плазменные руднотермические печи. Отработка технологий проплава.
Рис. 7 Оснащение участка по отработке плазменных руднотермических технологий и оборудования. Комплексный участок рудовосстановительной плазменной шахтной установки мощностью 0,3 Мегаватта
Отдельное место занимают работы по разработке качественного брикета для различных видов восстановительных процессов – без плавления материала или с разными технологиями плавления. Работы по оптимизации химического состава брикетов, обеспечения требуемых прочностных, химических характеристик проводятся одновременно с проведением развития технологии руднотермической плавки.
Ввиду наличия полностью подготовленной и постоянно действующей инфраструктуры экспериментального ферросплавного участка, мы регулярно выполняем циклы проплавов по заказам ряда предприятий по отработке технологии проплавов сырья со всего мира – Африки, Латинской Америки, стран Азии, СНГ, Грузии, Турции и т.д.
Заказчики получают качественные и быстрые ответы по возможностям и особенностям технологии работы с тем или иным сырьем.