ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХКАМЕРНОГО ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ПЛАЗМОТРОНА ЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ И ВЫБОР ЕГО ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

  • В. Г. Лукьященко Институт проблем горения
  • В. E. Мессерле Институт проблем горения
  • А. Б. Устименко Институт проблем горения
  • В. Н. Шевченко Институт проблем горения
  • К. А. Умбеткалиев Институт проблем горения
Ключевые слова: плазмотрон, ток, факел, запыленность, влажность, температура

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментальных исследований двухкамерного электродугового плазмотрона постоянного тока линейной схемы в стендовых и промышленных условиях. Электродуговой плазмотрон линейной схемы VORTEX-200 номинальной мощностью 200 кВт разработан для плазменного воспламенения пылеугольного факела, его стабилизации и безмазутной растопки пылеугольных котлов тепловых электростанций. Плазмотрон линейной схемы содержит два водоохлаждаемых корпуса, изолированных друг от друга, в одном из которых установлен полый цилиндрический электрод - катод, с обоих торцов которого расположены завихрители плазмообразующего газа, а в другом установлен выходной электрод – анод-диффузор, имеющий канал с цилиндрическим участком в начале и выходное сопло в виде диффузора в конце. Мощность плазмотрона в зависимости от технологических параметров может варьироваться от 80 до 230 кВт. Плазмотрон характеризуется стабильными мощным воздушным плазменным факелом. Испытания этих плазмотронов показали их высокую надежность и возможность их эксплуатации в сложных условиях тепловых электростанций (повышенные запыленность и влажность, высокие температуры вблизи котлов). Измеренные вольтамперные характеристики плазмотрона позволили определить область устойчивого горения дуги 350 – 475 А. Параметры работы плазмотрона при его номинальной мощности 200 кВт и расходе плазмообразующего газа 1000 л/мин достигаются при токах не более 450 А. Применение механического поджига плазмотрона с помощью иглы из тугоплавкого материала, взамен пробоя межэлектродного промежутка с помощью осциллятора, повысило надёжность его эксплуатации. Разработано устройство осевого сканирования привязки катодного пятна дуги, позволяющее многократно увеличить поверхность эрозии катода. Применение азимутального и осевого сканирования катодного пятна дуги плазмотрона позволяет увеличить ресурс работы катода до 200 часов при ресурсе работы массивного анода более 500 часов.

Литература

1. Messerle V.E., Karpenko E.I., Ustimenko A.B., Lavrichshev O.A. Plasma preparation of coal to combustion in power boilers // Fuel Processing Technology – 2013 – V. 107. – 93–98.
2. Messerle V.Е., Ustimenko А.B. Plasma technologies for fuel Conversion // High Temperature Material Processes. – 2012. – V.16 (2). – P. 97–107.
3. Мессерле В.Е., Карпенко Е.И., Устименко А.Б., Тютебаев С.С., Карпенко Ю.Е., Еремина Т.В. Моделирование и испытания плазменно-топливных систем на котле БКЗ-420 Алматинской ТЭЦ-2 // ВЕСТНИК Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления, Научный журнал. – 2012. - № 2 (37). - С. 21-27.
4. Мессерле В.Е., Устименко А.Б. Плазменно-топливные системы для повышения энергоэффективности пылеугольных тепловых электростанций // Энерготехнологии и ресурсосбережение - 2012. - № 5. - С. 42-45.
5. Жуков М.Ф., Карпенко Е.И., Перегудов В.С., Буянтуев С.Л., Мессерле В.Е. и др. Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела (Низкотемпературная плазма. Т. 16.). - Новосибирск: Наука. - 1995. - 304 с.
6. Даутов Г.Ю., Тимошевский А.Н., Урюков Б.А., …, Карпенко Е.И., Мессерле В.Е., Перегудов В.С., Устименко А.Б., … Генерация низкотемпературной плазмы и плазменные технологии: Проблемы и перспективы (Низкотемпературная плазма. Т. 20). - Новосибирск: Наука, 2004. - 464 с.
7. Перегудов В.С., Урюков Б.А. Область устойчивой работы плазмотрона большой длины // Изв. СО АН СССР. - Сер. техн. наук. - 1980. - Вып. 1. - № 3. - С. 71 - 73.
Опубликован
2018-02-13
Раздел
Статьи