Prospects for the application of the plasma technique in the Polish energy sector

Mączka, Tadeusz; Pawlak-Kruczek, Halina; Szubert, Wojciech; Ziaja, Edward

doi:10.32016/1.63.22

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Prospects for the application of the plasma technique in the Polish energy sector

Autorzy

Mączka Tadeusz , Pawlak-Kruczek Halina , Szubert Wojciech , Ziaja Edward

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.63.22

Warianty tytułu

Perspektywy zastosowania techniki plazmowej w krajowym sektorze energetycznym

Konferencja

XIX Konferencja Naukowa "Aktualne problemy w elektroenergetyce" APE'19 (XIX, 12.06.2019-14.06.2019; Jastrzębia Góra, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

This paper presents a short review of the plasma technologies used in the commercial power industry. The most common thermal plasma sources for the pulverized coal burners and reactors used in solid fuel conversion processes are described. The authors’ own experience in the use of the plasma technique in energy applications is briefly presented. Proposals for the use of thermal plasma in the process of fuel conversion in pulverized-fuel power boilers, especially when operating at a lower technical minimum, are formulated.

W niniejszym artykule przedstawiono, w oparciu o studia literaturowe, krótki przegląd technologii plazmowych stosowanych w energetyce zawodowej. Scharakteryzowano najczęściej stosowane źródła plazmy termicznej wykorzystywane w palnikach pyłowych i reaktorach stosowanych w procesach przetwarzania paliwa stałego. Krótko zaprezentowano doświadczenia własne z wykorzystania techniki plazmowej w zastosowaniach energetycznych. Przedstawiono propozycje wykorzystania plazmy termicznej w cyklu technologicznym przetwarzania paliwa w pyłowych kotłach energetycznych ze szczególnym uwzględnieniem ich pracy przy obniżonym minimum technicznym. Z przeprowadzonej analizy wynika, że w kraju brak jest szerszych doświadczeń z wykorzystania plazmy termicznej w warunkach ruchu obiektu. Na podstawie analizy wstępnie wykonanych badań, można uznać takie zastosowanie plazmy za korzystne przede wszystkim ze względu na stabilność płomienia oraz regulacyjność palnika. Realizacja podjętych przez autorów działań na rzecz wdrożenia techniki plazmowej do krajowego sektora energetycznego powinny zaowocować jej komercyjnym wdrożeniem. Przy odpowiednim wsparciu prac badawczych i rozwojowych, w szerokim zakresie w tym legislacyjnym, wdrożenie technologii plazmowych może stać się inwestycjami rentownymi dla sektora energetycznego.

Słowa kluczowe

thermal plasma plasma reactor plasma burner plasma start-up technical minimum

plazma termiczna reaktor plazmowy palnik plazmowy rozruch minimum techniczne

Wydawca

Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

Czasopismo

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

Rocznik

2019

Tom

Nr 63

Strony

103--108

Opis fizyczny

Bibliogr. 33 poz., rys.

Twórcy

autor

Mączka Tadeusz

tadeusz.maczka@iase.wroc.pl

Institute of Power Systems Automation Ltd. R&D Centre tel.:+48 71 348 4221 w. 482

autor

Pawlak-Kruczek Halina

halina.kruczek@pwr.edu.pl

Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical and Power Engineering, Department of Boilers, Combustion and Energy Processes tel.: 48 71 320 39 42

autor

Szubert Wojciech

Institute of Power Systems Automation Ltd. R&D Centre tel.:+48 71 348 4221 w. 482

autor

Ziaja Edward

Institute of Power Systems Automation Ltd. R&D Centre tel.:+48 71 348 4221 w. 482

Bibliografia

1. Özge Yazicioğlu, YaĢar Katircioğlu T., Applications of Plasma Technology in Energy Sector, Kirklareli University Journal of Engineering and Science 3 (2017) pp. 18-44.
2. Zhang Ke, Liu Lin, Hans-Christian Schröder and Feng Guoqing, Plasma ignition system for oil free power plant Zetes in Turkey and its advantages for the changed circumstance of energy market, VGB PowerTech 7/2017, pp. 77-81 (on-line http://www.lypower.com/WebEditor/UploadFile/201791815494116.pdf).
3. Karpenko E. I., Karpenko Yu. E., Messerle V. E., Ustimenko A. B., Use of plasma fuel systems at thermal power plants in Russia, Kazakhstan, China, and Turkey, High Energy Chemistry, May 2009, Volume 43, Issue 3, pp. 224-228.
4. Maczka T., Technologia plazmowego zgazowania biomasy i odpadów organicznych dla wytwarzania paliw płynnych, Wydawnictwo Książkowe Instytutu Elektrotechniki, ISBN 978-83-61956-32-7, e-ISBN 978-83-61956-33-4, Warsaw 2014.
5. Pawlak-Kruczek H., Mączka T., Niedźwiecki Ł.., 2012, Przegląd i porównanie termicznych technologii utylizacji odpadów, Spalanie biomasy i paliw alternatywnych w energetyce i przemyśle cementowym: II Forum Paliw Alternatywnych, Złotniki Lubańskie, 19-22 September 2012.
6. Young G.C., Municipal Solid Waste to Energy conversion processes. New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2010, ISBN 978-0-470-53967-5.
7. Blumberga A., Blumberga D., Pubule J., Romagnoli F., Cost-benefit analysis of plasma-based technologies, International Scientific Conference Environmental and Climate Technologies – CONECT 2014, Energy Procedia 72 (2015) pp. 170-174.
8. Ducharme C., Technical and economic analysis of Plasma-assisted Waste-to-Energy processes, In partial fulfilment of requirements for M.S. Degree in Earth Resources Engineering, Department of Earth and Environmental Engineering, Fu Foundation of Engineering and Applied Science, Columbia University, September 2010.
9. Bukowski P., Kobel P., Kordylewski W., Mączka T., Use of cavity plasmatron in pulverized coal muffle burner for start-up of a boiler, Rynek Energii 2010, No. 1, pp. 132-136.
10. Ducharme C., Themelis N., Analysis of Thermal Plasma – Assisted Waste-to Energy Processes, Proceedings of the 18th Annual North American Waste-to-Energy Conference NAWTEC18 May 11-13, 2010, Orlando, Florida, USA, Copyright © 2010 by ASME.
11. Huang H., Tang L., Treatment of organic waste using thermal plasma pyrolysis technology, Energy Conversion and Management 48, 2007, 1331-1337.
12. Samal S., Thermal plasma technology: The prospective future in material processing, Journal of Cleaner Production 142 (2017), pp. 3131-3150.
13. Bonizzoni G., Vassallo E., Plasma physics and technology; industrial applications, Vacuum 64; 2002, pp. 327-336,.
14. Hiroshi Nishikawa, Masaaki Ibe, Manabu Tanaka, Tadashi Takemoto, Masao Ushio, 2006, Effect of DC steam plasma on gasifying carbonized waste, Vacuum 80; pp. 1311-1315.
15. Luche Q Falcoz, Bastien T., Leninger J P, Arabic, Aubrey O., Khacef A., Cormier J M., J Lédé, Plasma Treatments and Biomass Gasification, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 29, 2012.
16. Rutberg G., Plasma pyrolysis of toxic waste, Plasma Phys. Control. Fusion 45, 2003; 957–969.
17. Seok-Wan Kima, Hyun-Seo Parkb, Hyung-Jin Kim. 2003: 100kW steam plasma process for treatment of PCBs (polychlorinated biphenyls) waste, Vacuum 70; 59-66.
18. Tendler M., Rutberg P., Oost G., 2005, Plasma based waste treatment and energy production, Plasma Phys. Control. Fusion 47, (2005) A219-A230.
19. Abdulkarim B. I., Abu Hassan M. A., Ali A. M., Thermal Plasma Treatment of Municipal Solid Waste Incineration Residue: A Review, Asian Journal of Engineering and Technology, Volume 04 – Issue 05, October 2016, pp. 92-101.óC.
20. Tendero C., Tixier C., Tristant P., Demaison J., Leprince P., Atmospheric pressure plasmas: A review, Spectrochimica Acta Part B 61 (2006), pp. 2-30.
21. Nicpoń A., Ozięmbłowski M., Mazurek B., Trziszka T., Mączka T., Wojciechowska-Smardz I. Influents of thermal and high voltage treatments on some functional properties of liquid whole eggs whit additives, European Symposium On The Quality of Eggs and Egg Products. 19-23 September 1999 - Bologna, Italy, pp. 339-345.
22. Mazurek B., Mączka T., Staroniewicz Z., Trziszka T., Wysokonapięciowa metoda pasteryzacji cieczy spożywczych, V Ogólnopolskie Seminarium, Inżynieria Wysokich Napięć, IW-2000, Poznań-Kiekrz, May 2000.
23. Gajewski J.B., Mączka T., Nowak-Woźny D., Fleszyński J., Poźniak R., Some Hydrocarbon Derivative Compounds Decomposition Using the HV Impulse Discharges, Journal of Electrostatics 62 (2004) pp. 269-275.
24. Szałatkiewicz J., Safety and Intelligent Control System for Plasmatron Application, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 24, No. 2 2017, pp. 247-251.
25. Lester E., Kingman S., The effect of microwave preheating on five different coals, Fuel 83 (2004) 1941-1947.
26. Herdrich G, Auweter-Kurtz M., Inductively heated plasma sources for technical applications, Vacuum 80 (2006) 1138-1143.
27. Li Wenjiao, Kefa Cenm Chuguang Zheng, Junhu Zhou, Xinyu Cao, Induction-heating ignition of pulverized coal stream, Fuel 83 (2004) pp. 2103-2107
28. Kanilo P.M., Kazantsev V.I., Rasyuk N.I., Schu¨nemann K., Vavriv D.M., Microwave plasma combustion of coal, Fuel 82 (2003) 187-193.
29. Konkluzje Bat dla LCP. Trudny czas dla energetyki, https://www.kierunekenergetyka.pl/artykul,52028,konkluzje-bat-dla-lcp-trudny-czas-dla-energetyki.html (on-line October 2018). Kobel P., Kordylewski W., Mączka T., Kordas R., Milewicz M., Modrzejewski., Zastosowanie plazmotronu wnękowego w muflonowym palniku pyłowym do rozruchu kotła energetycznego,: Aktualne problemy budowy i eksploatacji kotłów: Jubileuszowa Konferencja Kotłowa 2009 z okazji 60-lecia Fabryki Kotłów RAFAKO SA w Raciborzu, Szczyrk, 13-15 października 2009, Prace Naukowe, Monografie, Konferencje – Politechnika Śląska. Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych; z. 23, 2009, pp. 33-46.
30. Kobel P., Kordylewski W., Mączka T., Plasma-assisted kindling of pulverized coal fired boilers, XXI-st International Symposium on Combustion Processes, Międzyzdroje, Poland, 14-17 September 2010, Szczecin, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, 2010, pp. 33-34.
31. Kordylewski W., Mączka T., Kordas R., Urządzenia rozruchowe plazmotronu dużej mocy. Przegląd Elektrotechniczny. 2009, R. 85, No. 10, pp. 116-119.
32. Kordylewski W., Kobel P., Mączka T., Kordas R., Eliminacja zakłóceń elektromagnetycznych podczas plazmowego rozruchu kotłów, Rozdział w książce -Systemy, technologie i urządzenia energetyczne: praca zbiorowa. T. 1 / pod red. Jana Talera, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2010. pp. 235-244.
33. W. Kordylewski, P. Kobel, T. Mączka, P. Bukowski, Plazmowy rozruch i stabilizacja spalania w kotłach pyłowych, XII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna: Forum Energetyków GRE 2010, Szczyrk, 31 maja - 2 czerwca 2010, Zeszyty Naukowe - Politechnika Opolska - Elektryka z. 64 , Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, 2010.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-a3597ee9-593c-49ea-bdfb-e63753091d18