Создание высокоэффективных генераторов плазмы

Генераторы низкотемпературной плазмы — плазмотроны — находят все большее распространением в различных технологических процессах. Внедрение микроконцентрированных источников нагрева, таких, как лазерный и электронные лучи, плазменная струя, позволяют осуществить экономию материальных и трудовых ресурсов. Исследования и практика промышленного применения показали, что плазменный источник нагрева не только эффективно применяется наряду с лазерным и электронно-лучевыми источниками, но в некоторых процессах его применение экономически более обосновано.

Во многих технологических энергосберегающих процессах широкое применение находят генераторы низкотемпературной плазмы (плазмотроны), в которых осуществляется нагрев потока различных газов до температуры (5…10) -10 К. Для таких процессов требуются плазмотроны с высоким КПД. Их создание требует решения двух основных задач: достижение близкого к единице электрического КПД и реализация максимально высокого теплового КПД.

К числу перспективных промышленных способов получения плазмы является применение плазмотронов постоянного тока, в которых в потоке рабочего газа горит электрическая дуга. С целью определения исходных данных для расчета и разработки плазмотронов проведены исследования локальных и интегральных вольт-амперных характеристик дуги, горящей в потоке различных газов. На основе теории подобия разработана и подтверждена методика расчета плазмотронов Проведенные исследования позволили рассчитать, сконструировать и создать плазмотрон, использование которого рекомендуется для проведения различных исследований и промышленного использования.

Разработанный плазмотрон рекомендуется для различных технологических процессов. Полученные данные позволяют разработать плазмотроны мощностью 3 кВт — 1 МВт по заданным техническим условиям в соответствии с требованиями практически любого разрабатываемого технологического процесса.

Парогазогенератор для термообработки железобетонных изделий.

Экономить ТЭР возможно, если отказаться от старых, энергозатратных технологий. Так, давно применяется температурно-влажностная обработка ЖБИ паром. Технология проста: от котельной пар по паропроводу приходит на коллектор завода ЖБИ, где давление пара снижается до 0,02 атмосфер и подается к пропарочным камерам, технология строго требует соблюдать температуру 80°С-90°С и влажность 90%. Гидротация ЖБИ проходит три стадии и технологической цепочке: прогрев от 1 часа до 3-х часов, изотермическая выдержка от 5-ти до 8 -ми и более часов, остывание в условиях окружающей среды.

Эта технология затратна, т.к. имеются большие потери пара по теплотрассе до 30% на каждом 1 км паротрассы, низкого КПД (0,8) котельной, больших капитальных и эксплуатационных затрат, потребление большого количества электроэнергии. Другие технологические потери из-за периодичности технологии в открытых пропарочных камерах для остывания. В научно-исследовательской «ПУЛЬСАР» под руководством профессора Северянина B.C. разработан парогазогенератор на основе КПГ (камеры пульсирующего горения) и предложена технология прогрева ЖБИ с помощью уходящих из резонансной трубы газов и пара, атмосферного давления.

Устройство ПГГ состоит из КПГ, которая на 90% погружена в водяную ванну. Это связано с тем, чтобы сохранить металл КПГ от прогорания, иначе надо было бы изготавливать КПГ из жаростойкого металла, что намного удорожает ПГГ. В результате получился простой, надёжный технологичный и безопасный ПГГ, который устанавливается рядом с пропарочной камерой и обеспечивает технологический цикл, поэтому потерь ТЭР по трассе нет, т.к. она отсутствует, а за счет полного сгорания топлива в КПГ, обеспечивается высокий КПД (0,08) ПГГ и экологически чистый выхлоп уходящих газов.

Результаты промышленных испытаний дали хороший эффект. Экономия по эксплуатационным затратам в 12 раз ниже. Экономия дизтоплива составит 44т/год. Экономия электроэнергии — 27000 квт/год, экономия воды, соли и т.д. Получение пара со стороны экономически не выгодно. Применение ПГГ в несомненно сократит потери ТЭР на заводах ЖБИ. Возможно применение ПГГ и в соседних странах, поэтому возможно налаживание совместного массового производства ПГГ.

Дата публикации: 16.01.2012

Похожие записи:

• Мембранные технологии очистки воды в электроэнергетике
• Плюсы и минусы биотоплива, как электроэнергетического источника
• Перспективные угольные энергоблоки конденсационных электростанций
• Исследование четырехфазных линий электропередач
• Техноценозы в электротехнических системах
• Потенциал развития электроэнергетики и его освоение