A design and principle of operation of a prototype plasmatron developed for ignition of pulverized coal in boiler furnaces are described. An experimental plasma assisted start-up system consisting of a plasmatron and a pulverized coal muffle burner is shown. The results of an economic analysis comparing the plasma-assisted start-up system with other methods of lighting boilers are presented. Also guidelines for further studies
PL
Opisano budowę oraz zasadę działania prototypowego plazmotronu wnękowego stosowanego do zapłonu węglowej mieszanki pyłowo-powietrznej. Zaprezentowano doświadczalną plazmową instalację rozru-chową z pyłowym palnikiem muflowym. Przedstawiono wyniki analizy ekonomicznej mającej na celu porównanie zapłonu plazmowego z innymi metodami rozruchu kotłów. Wskazano także wytyczne do dalszych działań.
W artykule przedstawiono sposób optymalizacji nastaw regulatora układu zasilania plazmotronu metodą linii pierwiastkowych, z zastosowaniem programu CC-Sit. Jako kryterium optymalnych nastaw przyjęto maksymalny stopień stabilności i minimalną oscylacyjność układu. Dla takich kryteriów opracowano zależność stopnia stabilności od czasu całkowania regulatora i zależność wzmocnienia regulatora od czasu całkowania.
EN
The paper presents the way of optimising the controller settings of root the plasmatron supply system by means of the method of lines when using the CC-Sit program. Maximum stability degree and the minimal oscillations of the control system were taken as the criterion for opitmal setting. For such criterion the relationships between the stability degree and integration time of the controller as well as between the controller gain and the integration time were deduced.
W artykule opisano metodę wyznaczania współczynników równania dynamicznego dowolnego plazmotronu w oparciu o jego statyczną charakterystykę. Współczynniki te można wyznaczyć za pomocą takich programów, jak MATCAD i ISSPICE na drodze kolejnych przybliżeń. Weryfikację otrzymanych wyników można przeprowadzić poprzez analizę stałoprądową w oparciu o opracowany model plazmotronu w programie ISSPICE. Dokładność wyników otrzymanych tą drogą zależna jest od dokładności aproksymacji termofizycznych charakterystyk łuku elektrycznego i od dokładności otrzymanej na drodze pomiarowej charakterystyki statycznej plazmotronu.
EN
The paper outlines the method of finding dynamic equation coefficients of any plasmatron on the basis of its static characteristic. It is possible to determine dynamic equation coefficients, very useful for further analysis and synthesis of power supply device with plasma torch co-operation. The coefficients are possible to be determined, by means of MATH-CAD and ISSPICE software using the successive approximations method. Verification of the obtained results can be done by DC analysis on the basis of the worked out plasma model in ISSPICE PC software. Accuracy of the results obtained in this way depends on the accuracy of approximation of electrical thermophysical arc characteristic and accuracy of plasmatron static characteristics obtained from measurements.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opisano budowę oraz zasadę działania prototypowego plazmotronu wnękowego stosowanego do zapłonu węglowej mieszanki pyłowo-powietrznej. Przedstawiono próby zapłonu węglowego palnika pyłowego w zależności od parametrów przepływowych i mocy plazmotronu. Na podstawie wykonanych prób i przeprowadzonej analizy podano zoptymalizowane parametry zapewniające skuteczny zapłon muflowego palnika pyłowego i jego stabilną pracę.
EN
A construction of the prototype plasmatron used to ignition of pulverized coal fuel-air mixture in coal burner is presented. The tests of ignition of pulverized coal fuel-air mixture and relationship between flow parameters and power of plasmatron is presented. On the basis of tests and its analysis the optimal parameters of effective plasma ignition of pulverized coal fuel-air mixture in coal burner are given.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono prototypowe urządzenia rozruchowe do inicjacji zapłonu plazmotronu dużej mocy stosowanego w palniku pyłowym do rozruchu kotła energetycznego. Opisano ich budowę i zasadę działania. Przeanalizowano przebieg procesu rozruchu plazmotronu w zależności od zastosowanego urządzenia. Na podstawie wykonanych prób i przeprowadzonej analizy podano zoptymalizowane parametry pracy opracowanych urządzeń rozruchowych, które zapewniające skuteczny rozruch plazmotronu.
EN
It was presented a study of the prototype starting devices to initiation large power plasma jet (plasmatron) used in plasma-arc stabilized pulverized coal burners for star-up of a boiler. First the design and working principles have been described. The starting of plasmatron working depending on used type of devices was analysed. On the basis of tests and its analysis the optimal starting device's parameters that assure reliable initiation of plasma jet was given.
Opisano podstawowe trudności układów anodowych plazmotronów łukowych o wydłużonej żywotności. Na tym tle podano obecny stan badań naukowych i niektóre rozwiązania techniczne układów anodowych, stosowanych w plazmotronach strugowych liniowych prądu stałego. Zaproponowano klasyfikacje anod i opisano ich podstawowe właściwości eksploatacyjne.
EN
Basic problems of building of anode systems of the plasmatrons with prolonged life were described. Against this background the current research state and examples of technical solutions of the anode systems are given, which are applied in the d.c. linear stream plasmatrons. Classification of anodes is proposed. Basic operational features are described.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań zakłóceń elektromagnetycznych (EM) generowanych przez układy zasilania plazmowego systemu zapłonowego przeznaczonego dla do rozruchu kotłów pyłowych.
EN
These article presents the results of research on electromagnetic interferences generated by the power supply for the plasma-assisted kindling system designed for pulverized coal fired boilers.
Opisano podstawowe zagadnienia dotyczące budowy plazmotronów łukowych dużej mocy o wydłużonej żywotności. Na tym tle przedstawiono obecny stan badań naukowych i niektóre rozwiązania techniczne układów katodowych, stosowanych w plazmotronach strugowych liniowych prądu stałego. Zaproponowano klasyfikacjję katod i opisano ich podstawowe właściwości eksploatacyjne.
EN
Basic problems of building of the big power arc plasmatrons with prolonged life were discribed. Against this background the current research state and examples of technical solutions of cathode systems are given, which are applied in d.c. linear stream plasmatrons. Classification of cathodes is proposed. Basing operational features are described.
W pracy zaprezentowano możliwość wykorzystania plazmy do destrukcji odpadów niebezpiecznych będących czynnikami chłodniczymi. Opisano stanowisko eksperymentalne ze szczególnym uwzględnieniem plazmotronu - urządzenia służącego do generowania wysokotemperaturowego ośrodka, jakim jest plazma. Pokazano charakterystyki prądowo-napięciowe plazmotronu w funkcji składu objętościowego gazów plazmotwórczych: argonu i wodoru. Ukazano sposób prowadzenia procesu destrukcji w różnych warunkach - dla różnych stosunków objętościowych poszczególnych składników gazu plazmotwórczego. Otrzymane rezultaty porównano i dokonano wyboru optymalnych parametrów prowadzenia procesu. W podsumowaniu zawarto wnioski płynące z prowadzonych badań eksperymentalnych.
EN
The paper deals with plasma destruction of hazardous wastes (used coolants). The experimental stand with equipment for plasma generation is presented. In the paper amperage-voltage characteristics and electric power in function of amperage are introduced. The influence of hydrogen stream in plasma gases on plasma destruction process is examined too. In the end of the paper the experimental results are summarized.
W artykule przedstawiono sposób optymalizacji za pomoca metody linii pierwiastkowych i programu CC-Sit nastaw regulatora ukłau zasilania plazmotronu. Jako kryterium optymalnych nastaw przyjęto maksymalny stopień stabilności i minimalną oscylacyjność układu. Dla takich kryteriów opracowano zależność stopnia stabilności od czasu całkowania regulatora i zależność wzmocnienia regulatora od czasu całkowania. Ponadto przedstawiono wpływ wielkości dławika w obwodzie łuku na te wielkości. Syntezy układu regulacji dokonano dla dwóch przypadków, z uwzględnieniem własności dynamicznych łuku i z pominięciem dynamiki łuku.
EN
The paper illustrates the method of optimising the controler settings of the plasmotron supply system with the method of root lines applying the CC-Sit program. Maximum stability degree and the minimal oscillators of the control system were taken as the criterion for optimal settings. For this criterion a relationship was established between the stability degree and integration time of the controler and between the controler gain and the integration time. The influence of the reactor in the arc circuit on these parameters was also presented in the paper. The synthesis of the control system was made for two cases, one with the dynamics of the arc taken with consideration and one without.
W pracy opisano znaczenie metod analitycznych w modelowaniu stanów pracy urządzeń elektrotechnologicznych z nagrzewaniem łukowym i plazmowym. Szczególną uwagę zwrócono na istniejące trudności w wystarczająco dokładnym obliczaniu parametrów tych urządzeń. Wykazano, że brak odpowiedniego modelu łuku utrudnia uzyskanie informacji o jego średnicy i długości. Przedstawiono charakterystyki gradientu napięcia łuku pieców łukowych prądu zmiennego i stałego, pieców plazmowych, plazmotronów strugowych i palników plazmowych. Wskazano na ich ograniczoną użyteczność w projektowaniu stanów pracy urządzeń elektrotechnologicznych z nagrzewaniem łukowym i plazmowym.
EN
Signifficance of analytical methods in modelling the working regimes of electric technological devices with arc and plasma heating is described in the paper. Particular consideration is given to the difficulties in sufficiently accurate calculating parameters of those devices. It has been shown that if an appropriate model of the arc is unavailable, information on the arc diameter and its length is restricted. Characteristics of the arc voltage gradient for DC and AC arc furnaces, plasma arc furnaces, stream plasmatrons, and plasma jet for cutting are presented. Theirrestricted usability for design of the working regimes of electric technological devices is pointed out in the paper.
W pracy opisano podstawowe założenia struktury dwuwarstwowej łuku elektrycznego. Na jej podstawie określono współczynniki przejmowania ciepła łuku w różnych urządzeniach elektrotechnologicznych (piecach łukowych prądu stałego i przemiennego, piecach plazmowych, plazmotronach strugowych i palnikach plazmowych do cięcia). Opierając się na warunkach granicznych trzeciego rodzaju podano związki miedzy charakterystykami elektrycznymi i cieplnymi łuku. Wykazano uniwersalność charakterystyk cieplnych. Ich zaletą jest możliwość uogólnienia stanów pracy urządzeń i przeliczania ich charakterystyk na inne podobne urządzenia z zastosowaniem różnych gazów plazmotwórczych.
EN
Fundamental assumptions on the two-layer structure of elektric arc are described in the paper. On that basis heve been determined coefficient of the arc heat transfer in various electric technological devices (DC and AC arc furnaces, plasma arc furnaces, stream plasmotrons and plasma jet of cutting). Relationships between electrical and thermal characteristics are given, based on the boundary condition of the third kind. Universality of the arc thermal characteristics is shown. Their adventage is a possibility of generalisation pf the working regimes of devices and adjustment of the characteristics to other similar devices, operating with defferent plasmagenic gases.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.