CC BY
150
Состав синтез-газа из плазменного реактора (по результатам эксперимента с Тугнуйским углем): СО2 - 1,1%, О2 - 0,8%, СО - 40,2%, Н2 - 46,7%, £ = 88,8%. Остальные 11,2% - балласт (проценты объемные). Соотношение СО:Н2 = 40,2:46,7 = 1:1,16. Если работать без корректировки состава газа, то полученный синтез-газ подходит для реакции над Fe - катализатором, для которого требуется соотношение между фракциями СО:Н2 = 1:1.
Количество инертных примесей составляет 13,1% (не должно превышать 10-15%); Выход синтез-газа из 1 т Тугнуйского угля и 700 кг пара составит 1,5 т, то есть 2300 м3.
Из общего состава полученного синтез-газа: СО - 928,6 м3 - 41,4103 моль; Н2 - 1079 м3 - 48,1103 моль.
Расчет СЖТ идет по уравнению химической реакции для Fe - катализатора: 2СО + Н2 = СН2 + СО2. Выход углеводородов при этом составит: 20,7 1 03 моль или 290 кг из 1 т угля. Практический выход всех углеводородов не превышает 90% и составит 260 кг. Для Fe - катализатора выход синтетического жидкого топлива составляет 62%, то есть 161 кг из 1 т Тугнуйского угля.
По традиционным технологиям практический выход СЖТ находится в пределах 120-140 кг на 1 т угля. Высокий выход СЖТ при плазменном способе объясняется более качественным исходным продуктом (синтез-газом). По сравнению с традиционными технологиями газификации углей плазменная технология обладает следующими преимуществами:
1. Высокая удельная производительность процесса.
2. Отсутствие расхода твердого, жидкого и газообразного топлива.
3. Возможность быстрого нагрева крупнозернистых частиц угля до высокой температуры в зоне газификации за счет теплоты сгорания мелкой фракции (автоаллотермический процесс).
4. Простота технической реализации процесса.
5. Возможность гибкого варьирования технологическими параметрами в широком диапазоне.
6. Компактность оборудования и малые удельные энерго- и металлозатраты.
ЛИТЕРАТУРА
1. Печуро Н.С. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. - М.: Химия, 1986. - 460 с.
2. Нефедов Б.К. Синтезы органических соединений на основе окиси углерода. - М.: Наука, 1978. - 400 с.
3. Кричко А.А., Лебедев В.В., Фарберов И. Л. Нетопливное использование углей. - М.: Недра, 1978. - 380 с.
4. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств. - М.: Химия, 1982. - 345 с.
5. Химические вещества из угля / под ред. И.В. Калечица. - М.: Химия, 1980. - 520 с.
6. Жуков М.Ф., Калиненко Р.А., Левицкий А.А., Полак Л.С. Плазмохимическая переработка угля - М.: Наука, 1990. - 200 с.
7. Альтшулер В.С. Новые процессы газификации твердого топлива. - М.: Недра, 1976. - 340 с.
8. Буянтуев С. Л., Бадмаев Л.Б. Газификация угля в плазменных реакторах // Вестник БГУ. - 2005. - №4. - С. 21-26.
9. Патент РФ №2171431 от 27.06.2001. Двухступенчатый способ термической подготовки пылевидного топлива и установка для его осуществления / С. Л. Буянтуев, Д.Б. Цыдыпов, А.Ц. Доржиев и др.
УДК 621.128
ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЕННОГО ГАЗИФИКАТОРА УГЛЕЙ
С.Л. Буянтуев, С.Ю. Шишулькин, К.С. Шаронов
Восточно-Сибирский государственный технологический университет, Улан-Удэ
E-mail: buvantuevsl@mail.ru
В статье рассмотрены экспериментальные данные, полученные при работе с плазменным газификатором. Выделены основные вопросы, которые необходимо решить в ходе создания автоматизированной системы контроля и управления теплофизическими параметрами плазмохимических установок.
Ключевые слова: система управления и измерения, автоматизация, плазменная обработка углей.
THE PROBLEMS OF OPTIMIZATION THERMAL-PHYSICAL PARAMETERS OF PLASMA-CHEMICAL DEVICES S.L. Buyantuev, S.Yu. Shishulkin, K.S. Sharonov East Siberian State Technological University, Ulan-Ude
In this article are considered the experimental working data of plasma-chemical devices for coal pyrolysis. The attention is inverted on basis points that must to be solved with creating the control and monitoring system of thermal-physical parameters of plasma-chemical devices.
Key words: control and monitoring system, automation, plasma processing coal.
Известно, что существующие темпы добычи нефти настолько высоки, что в скором времени неминуемо полное истощение разведанных запасов. В этих условиях все более пристальное внимание уделяется углю, как возможной замене нефти. Уголь по своему химическому составу близок к нефти, и естественно ожидать, что уголь может заменить нефть если не во всех отраслях промышленности, то хотя бы в некоторых из них. В настоящее время уголь в основном используется как топливо в котлах тепловых электрических станций. Но на сегодня уровень вредных выбросов в дымовых газах ТЭС настолько велик, что дальнейшее применение такой технологии сжигания угля вряд ли будет допустимо. Решение этой проблемы возможно в случае применения для термической обработки угля низкотемпературной плазмы. Практическая ценность плазмы при температуре более 3000 К экспериментально доказана в трудах многих исследователей как в России, так и за рубежом [1,2,3].
Применение генераторов плазмы в котлах ТЭС для розжига и поддержания горения угля позволяет снизить концентрацию вредных, канцерогенных выбросов в дымовых газах. Плазменная газификация угля (пиролиз в плазме с выделением синтез-газа) позволяет интенсифицировать процесс горения угольных частиц. Также эта технология является экологически чистым способом получения синтез-газа с возможностью варьировать процентное содержание в нем углеводородов и водорода. Помимо этого, у твердого углеродного остатка после пиролиза наблюдаются сорбирующие свойства. Плазменные технологии относительно новы и поэтому еще только выходят на промышленное использование. Применение таких технологий в промышленности невозможно без автоматизации технологического процесса. Плазма является очень тонким и неустойчивым инструментом. Любое возмущающее воздействие извне способно легко нарушить равновесие в плазме, и процесс остановится. Хотя к настоящему времени разработаны различные способы стабилизации плазменного столба, вопрос ее удержания при обработке веществ остается открытым.
Исследование плазмохимических процессов проводится на плазменных установках (рис. 1). Плазменная установка (плазменный газификатор) представляет собой устройство, в которое входит плазменный реактор и различные технологические узлы и агрегаты. Плазменный реактор является основной частью установки, потребляющей более 90% электроэнергии [4]. Принципы, заложенные в систему управления плазменного газификатора, можно распространить и на многие другие плазмохимические установки. Разумеется, что для конкретной плазмохимической установки будут иметь место свои особенности управления. Однако общий принцип должен быть один. Плазмохимия относительно новое направление в науке, в связи с чем конкретных наработок в вопросах автоматизированного управления этими процессами мало. Принципы управления плазмохимическими процессами очень схожи с принципами управления процессом горения в топочном устройстве. В теплоэнергетике от систем автоматизированного контроля и управления требуют достижения такого режима горения, при котором наиболее эффективно используется топливо и окружающей среде наносится наименьший вред. Для этого в первую очередь необходимо получать оперативные данные о параметрах этого процесса, а затем в результате обработки полученных данных определить текущий режим горения и сформировать управляющие сигналы.
В теплоэнергетике существует несколько подходов к решению задачи регулирования процесса горения топлива. Традиционно они основаны на определении анализа состава дымовых газов. Более современный метод, основанный на анализе информации о параметрах излучения пламени и данных о концентрации кислорода и водорода в продуктах горения, разработан в Институте автоматики и телеметрии СО РАН [5]. Предлагаемый подход перспективен, однако его практическая реализация затруднена наличием большого числа параметров.
Принципы автоматизированного управления плазменными процессами должны соответствовать схеме: сбор данных - анализ продукта - выработка корректирующих сигналов. При этом число параметров, которые влияют на процесс газификации, также велико. Необходимо определить круг задач, которые нужно решить при организации системы автоматизированного управления плазмохимическими процессами. Рассмотрим назначение основных узлов плазменного газификатора, а также полученные экспериментальные данные (рис. 1). Для питания плазменного реактора используется источник тока, преобразующий переменное трехфазное напряжение в постоянный ток. Стабильное горение дуги возможно в случае применения источника тока с крутопадающей внешней характеристикой. Такой режим работы источника обеспечивается обратной связью по току. Прочие устройства плазменной установки можно отнести к системам управления и измерения. Пылепитатели (1, 4) осуществляют подачу угольного порошка в камеру реактора (3) через верхнюю крышку реактора и камеру второй ступени реактора (7). При этом возможна плавная регулировка интенсивности подачи угля в газификатор. Парогенератор (2) предназначен для генерации водяного пара, который поступает в плаз-
менный реактор вместе с углем. Соленоид (6), питаемый от отдельного источника питания, осуществляет магнитное удержание плазменного столба в горизонтальной плоскости и вращение его вокруг центрального электрода. Вытяжная система (14) предназначена для создания небольшого разряжения в камере реактора. Для откачивания выделяющегося газа используется компрессор (16). В экспериментальном варианте установки часть синтез-газа уходит в атмосферу с воздухом, откачиваемым вытяжной системой (14). Для охлаждения реактора и модулей используется проточная вода. Система измерения включает в себя термопары, расположенные в наиболее важных для исследования частях установки (камеры реактора, модули пиролиза, камера разделения и шлакосборник), вольтметр для измерения напряжения на дуге и амперметр для измерения силы тока в силовой цепи.
Принцип исследования процесса газификации таков: прогрев камеры реактора, при этом непрерывно измеряют температуру во всех участках установки. Далее начинают подачу угля без пара. Записывают показания приборов. Исследуют состав образовавшегося газа. То же самое делают при другом значении силы тока в цепи. Также исследуют состав продуктов разложения при различной силе тока в соленоиде. Все вышеперечисленное делают и при подаче пара и угля одновременно и с варьируемой интенсивностью. Также проводят исследования и в двухступенчатом режиме работы газификатора.
Одной из целей вышеуказанных исследований является определение оптимальных технологических параметров установки для конкретного сорта угля. Рассмотрим экспериментальные данные. В качестве сырья был использован уголь Тугнуйского месторождения со следующими характеристиками: влажность Wр=14,0%, зольность Ар=19,4%, выход летучих веществ Vг=45,0%. Состав угля на сухую массу представлен в табл. 1.
Рис 1. Структурная схема плазменного газификатора. 1 - пылепитатель первой ступени, 2 - парогенератор, 3 -реактор, 4 - пылепитатель второй ступени, 5 - источник питания, 6 - соленоид, 7 - вторая ступень (модуль), 8 -инжектор второй ступени, 9 - камера разделения, 10 - газовая труба, 11 - шлакосборник, 12 - система газоочистки (скруббер), 13 - приемник шлама, 14 - вытяжной вентилятор, 15 - фильтр, 16 - компрессор, 17 - инжектор первой ступени, 18 - электрод.
Таблица 1
Состав угля в мас. % (на сухую массу)
Органическая часть угля, мас.% Минеральная часть угля, мас. %
СС ОС НС № 8е 8і02+Ті02 ЛІ203+ГЄ203 СаО+ МдО К20+№20
61,7 13,2 4,1 1,2 0,39 11,34 6,28 1,51 0,28
Эксперименты проводились при мощности реактора 15-100 кВт, силе тока 100-250 А, напряжением на дуге 150-400 В. В ходе экспериментов были исследованы режимы работы при различных соотношениях угля, воздуха и водяного пара.
На первом этапе исследований была поставлена задача выяснения влияния атмосферного воздуха на состав и качество получаемого при плазменно-термической подготовке угля в одноступенчатом режиме, синтез-газа, прошедшего обработку в низкотемпературной плазме. Воздух и уголь подава-
лись вместе в плазменный реактор. В каждом последующем опыте изменяли количество поданного воздуха в реактор от 5 до 25 кг/ч при постоянном расходе угля, равного 50 кг/ч. При выражении этих величин в соотношениях воздух/уголь, расход реагентов изменялся в пределах от 1/10 до 1/2. Результаты экспериментов показаны в табл. 2.
Т аблица 2
Состав синтез-газа при использовании в качестве окислительного агента воздуха
Содержание компонентов, об. % Расход воздуха (расход воздуха, выраженный в отношении к расходу угля, кг/кг), кг/ч
5 (0,1) 10 (0,2) 15 (0,3) 20 (0,4) 25 (0,5)
Н2 50,5 48,5 43,3 40,9 37,1
СО 33,1 33,7 35,5 36,2 37,7
к2 11,8 13 16,8 20,2 21,3
С Н -и 1,1 1 0,7 0,3 0,3
С2Н2 0,6 0,6 0,4 0,3 0,2
СО2 1,3 1,5 1,8 1,1 1,9
О2 1,6 1,7 1,5 1 1,5
СО+Н2 83,6 82,2 78,8 77,1 74,8
Q, ккал/нм3 2467,26 2425,42 2298,51 2212,74 2149,45
Т аблица 3
Состав синтез-газа при использовании в качестве окислительного агента воздуха и пара
Содержание компонентов, об. % Расход воздуха (расход воздуха, выраженный в отношении к расходу угля, кг/кг), кг/ч
5 (0,1) 10 (0,2) 15 (0,3) 20 (0,4) 25 (0,5)
Н2 50,6 47,2 44,8 40,8 35,5
СО 36,9 35,4 35,6 33,6 34,8
к2 9 11,7 13,2 19 22,6
СН4 1,3 1,8 2 1,8 2
С2Н2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,4
СО2 1,1 1,9 2,4 2 2,7
О2 0,8 1,6 1,6 2,3 2
СО+Н2 87,5 82,6 80,4 74,4 70,3
Q, ккал/нм3 2569,47 2490,08 2451,45 2281,49 2187,56
Во второй серии экспериментов в плазменный реактор дополнительно подавался водяной пар в количестве 5 кг, фиксированные расходы угля и пара выбраны в связи с необходимостью обеспечения условий устойчивой работы электродугового реактора и оптимальных технико-экономических показателей.
Состав газа в большей степени представлен водородом и оксидом углерода, суммарное содержание которых колеблется в пределах от 70,3 до 87,5 %. По экспериментальным данным видно, что при воздействии водяного пара на уголь значительно увеличивается объем горючих компонентов, снижается содержание балластов. Очевидно, что с увеличением расхода подводимого воздуха объемная доля азота воздуха возрастает, что сопровождается соответствующим понижением теплотворной способности синтез-газа. Подача же водяного пара позволила увеличить содержание горючих веществ и, как следствие, поднять энергетическую ценность получаемого синтез-газа в среднем на 85,3 ккал/нм3.
Химический анализ полученного синтез-газа проводился на стационарном газоанализаторе ГХЛ-
1. Принцип работы анализатора основан на избирательном поглощении соответствующими растворами СО2, О2, СО и фракционном сжигании Н2, СпН2п+2 и СпНт при различных температурах. Полученный в экспериментах синтез-газ имеет высокое процентное содержание горючих веществ, и его калорийность в зависимости от соотношения угля и воздуха колеблется в пределах от 2150 до 2450 ккал/нм3. Таким образом, данные эксперименты позволили определить кривые зависимостей состава синтез-газа и зависимость теплотворной способности от соотношения угля и воздуха, а также наглядно оценить влияние водяного пара на улучшение качества получаемого синтез-газа.
Вторым этапом исследования стало изучение влияния на состав синтез-газа количества водяного пара и воздуха, подаваемого в плазменную установку в двухступенчатом режиме. Для этого вначале экспериментов необходимо было определить оптимальное соотношение уголь/воздух и последующее
использование этого оптимального режима в экспериментах по определению влияния водяного пара на улучшение состава получаемого синтез-газа. Исходя из вышесказанного были проведены эксперименты по получению синтез-газа без использования водяного пара при номинальной нагрузке плазменной установки. В данной серии экспериментов изменялось количество подаваемого воздуха в пределах от 30 до 120 кг/ч при постоянном расходе угля 150 кг/ч.
Из табл. 4 видно, что, как и в первой серии опытов, основное содержание полученного синтез-газа составляют водород и оксид углерода, общее процентное содержание которых колеблется в пределах от 58 до 79%. С увеличением расхода воздуха также отмечено увеличение процентного содержания азота и снижение теплотворной способности синтез-газа с 2300 до 1800 ккал/нм3. Полученные данные позволяют выбрать приемлемое соотношение воздуха и угля. Наиболее предпочтительным является соотношение 3:10 и 4:10, так как при данных условиях получен синтез-газ с относительно низким содержанием балласта и высокой теплотворной способностью. Получение синтез-газа с калорийностью менее 2000 ккал/нм3 является экономически менее целесообразным, в случаях же выбора соотношения меньше чем 4:10 влечет за собой снижение степени газификации угля и, как следствие, уменьшение объема получаемого синтез-газа. Таким образом, для дальнейших экспериментов выбрано соотношение 4:10, что соответствует соотношению воздух/уголь - 60:150. Из полученных данных видно, что с увеличением подводимого воздуха объемная доля азота возрастает, что сопровождается соответствующим понижением калорийности синтез-газа в целом на 510 ккал/нм3.
При проведении второй серии экспериментов было изучено влияние водяного пара на состав получаемого синтез-газа. Количество угля и воздуха и их распределение по ступеням принято по результатам ранее проведенных исследований. Таким образом, в плазменный реактор, где горит элек-тродуговая плазма, подавался уголь и воздух в количестве 50 и 15 кг/ч соответственно, во вторую ступень уголь и воздух - в количестве 100 и 45 кг/ч. Доля пара варьировалась в пределах от 5 до 30 кг/ч. Необходимо отметить, что в плазменный реактор подавалось всего лишь 5 кг/ч пара, а остальная часть поступала во вторую ступень.
Результаты экспериментов приведены в табл. 5, из которых видно, что при достижении соотношения пара к углю 15:150, объемное содержание горючих компонентов и теплотворная способность синтез-газа достигают максимума.
Т аблица 4
Состав синтез-газа при использовании в качестве окислительного агента воздуха в двухступенчатом режиме работы установки
Содержание компонентов, об. % Расход воздуха (расход воздуха, выраженный в отношении к расходу угля, кг/кг), кг/ч
30 (0,2) 45 (0,3) 60 (0,4) 75 (0,5) 90 (0,6) 105 (0,7) 120 (0,8)
Н2 52,6 42,2 38 35,2 30 34 27,4
СО 26,3 31,3 32,5 31,3 33,2 26,4 30,5
14,2 19 21,9 26,3 29 31,2 34,1
я С 1,2 1,4 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2
С2Н2 0,3 0,5 0,4 0,3 0,5 0,4 0,4
СО2 3,7 4 4,4 4,4 4,3 4,8 4,5
О2 1,7 1,6 1,6 1,3 1,7 2 1,9
СО+Н2 78,9 73,5 70,5 66,5 63,2 60,4 57,9
Q, ккал/нм3 2290,19 2213,4 2113,57 1993,96 1948,33 1825,1 1779,72
Как оказалось, дальнейшее увеличение расхода пара приводит к снижению теплотворной способности синтез-газа, что связано с общим падением температуры в зоне реакции до температур порядка 700 К. Исходя из этого можно заключить, что оптимальным соотношением реагентов уголь: воздух : пар, позволяющим получить синтез-газ с наибольшим содержанием горючих элементов, в данном случае является соотношение 10:4:1.
Таблица 5
Состав синтез-газа при использовании в качестве окислительного агента воздуха и пара
Содержание компонентов, об. % Расход пара, кг/ч
5 10 15 20 25 30
Н2 39,6 41,5 43,7 41,6 35,8 32,1
СО 29,5 29,8 29,1 30,2 29,4 27,9
N2 22 19,6 18,5 20 24,8 28,7
Содержание компонентов, об. % Расход пара, кг/ч
5 10 15 20 25 30
СН4 2,3 2,1 2,3 2 2,3 1,8
С2Н2 0,5 0,6 0,4 0,5 0,4 0,4
С02 4,9 5 4,8 4,2 4,2 4
02 1,2 1,4 1,2 1,5 3,1 5,1
СО+Н2+ СН4 71,4 73,4 75,1 73,8 67,5 61,8
Q, ккал/нм3 2168,73 2220,67 2251,18 2215,85 2056,8 1873,1
В другой серии экспериментов выяснялась зависимость состава синтез-газа от силы тока в дуге. Эксперименты проводились по следующей схеме. Уголь засыпался в бункер с дозатором массой от
0,5-3 гр. Это ограничение массы делалось для того, чтобы провести анализ на определение обгара угля. Производилось включение и прогрев установки в течение 5-7 мин, после чего в реактор подавался уголь. В ходе опытов изменялась только величина силы тока электрической дуги в плазменном реакторе от 100 до 200 А. Результаты экспериментов показаны в табл. 6.
Т аблица 6
Результатов анализов полученного синтез-газа
Исходные условия Химический анализ
№ 1а, ^угля, ^пара СО2 О2 СО Н2 СН4 СдНт Калорийность
А кг/час кг/ч % % % % % % ккал/нм3
1 100 10 5 2,0 2,7 24,0 20,0 0,5 0,2 1312
2 120 10 5 1,8 2,0 25,5 23,7 0,7 0,2 1465
3 140 10 5 2,0 4,0 24,0 31,7 0,2 0,2 1586
4 160 10 5 1,1 4,6 28,6 37,7 0,5 0,2 1902
5 180 10 5 2,0 3,6 28,0 36,0 0,4 0,2 1859
6 200 10 5 1,2 9,6 16,4 25,4 0,6 0,2 1235
Данные экспериментов свидетельствуют, что наилучшие результаты по плазменно-термической подготовке угля были получены при силе тока 110-140 А. Это связано с тем, что при этих токах образуются оптимальные условия для выхода летучих соединений с открытием максимального количества микропор. При больших токах происходит частичное закрытие микропор, это связано с более высокими температурами и обгаром частиц.
Из описания экспериментов видно, что это довольно трудоемкий процесс. Причем не учитывающий многих факторов, вклад которых пока еще так и остается неустановленным. Как правило, в расчетах и экспериментальных данных фигурируют следующие технологические параметры установки: сила тока в дуге, расход воздуха, угля и пара. Сочетание этих компонентов и представляет научный интерес. Однако параметров больше. На качество получаемого синтез-газа могут влиять не только эти факторы. Выход продуктов зависит в том числе от величин, которые сложно определить. В целом, набор технологических параметров, влияющий на процесс газификации, состоит из следующих основных элементов:
1) распределение температуры по всему объему зоны пиролиза (реактор, модули);
2) интенсивность подачи реагентов;
3) скорость продува установки (разряжение в камере реактора);
4) химический состав угля;
5) напряжение и сила тока дуги;
6) напряженность магнитного поля соленоида;
7) объем камеры реактора;
8) распределение реагентов по ступеням установки.
Учесть все параметры, а также их влияние как отдельно каждого, так и их комбинации не представляется возможным без применения автоматизированной системы управления и измерения. Естественно ожидать, что автоматизированная система управления должна обеспечить выход качественного продукта (в рассматриваемом случае синтез-газа) при разумном использовании реагентов и
электроэнергии. Основная сложность состоит в определении оптимального сочетания технологических параметров.
Анализируя принцип работы плазменной установки, можно сформулировать принцип организации автоматизированной системы управления в таком виде: оперативный анализ состава продукта -определение тех параметров, которые следует изменить - выработка корректирующих сигналов. Число управляющих каналов должно соответствовать количеству агрегатов плазменной установки, которые задают режим работы установки. Как видно, принцип управления режимными параметрами сам по себе не является сложным. Значительные трудности представляет определение зависимости состава продукта от значения того или иного параметра и их совокупности.
Принцип управления плазменным газификатором сводится к регулированию расхода угля и пара, электрической мощности на дуге и силы тока в соленоиде, который отвечает за удержание и вращение дуги в реакторе. Управление технологическими параметрами установки осуществляется путем воздействия на вспомогательные устройства (парогенератор, пылепитатель, источники питания реактора и соленоида). Для централизованного управления плазменной установкой предусмотрен пульт управления, за которым работает оператор установки. Существующая система управления далека от автоматизации. Все регулировки, за исключением лишь регулировки тока источника питания, осуществляются вручную. Кроме того, многие технологические параметры, такие как расход угля, пара, определяются весьма приближенно, путем предварительного тарирования регуляторов расхода соответствующих реагентов.
В результате изменения каких-либо технологических параметров случайно, либо преднамеренно стабильность горения дуги может нарушиться, также дуга вообще может оборваться. В последнем случае процесс газификации останавливают и, проведя подготовку установки, вновь запускают. Поэтому немаловажной задачей является обеспечение непрерывности технологического процесса. Особое внимание для решения этой задачи следует уделить управлению источником питания установки. Поскольку именно от его работы зависит стабильность горения дуги, а значит, и работы всей установки в целом. При этом система управления и система электропитания должны работать совместно. Иными словами система управления в зависимости от изменившихся параметров должна заранее, до непосредственного воздействия возмущающих процессов на дугу, откорректировать текущие выходные параметры источника питания.
Также для более детального исследования процесса газификации система измерения и контроля должна автоматически записывать текущие технологические параметры установки. Что позволяет в последующем, сопоставляя для каждого эксперимента полученные результаты с условиями опыта, провести сравнительный анализ.
Заключение
Такая система управления за счет применения автоматизации позволит продвинуть плазменные технологии газификации угля на промышленный уровень. В силу универсальности алгоритмов управления, совмещения узлов электропитания и управления плазменной установкой, система управления теплофизическими параметрами плазменной установки может быть универсальной, т.е. применяться не только для управления плазменным газификатором, но и в других плазменных системах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жуков М.Ф., Аньшаков А.С., Лукашов В.П., Перегудов В.С. Электродуговые плазмотроны и перспективность применения низкотемпературной плазмы в энерегетике // Высокотемпературные течения и тепломассообмен. - Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1990. - С. 3-46.
2. Буянтуев С.Л., Елисафенко А.В., Легостаев С.М. и др. Применение плазменных пылеугольных горелок для снижения вредных выбросов и повышения технико-экономических показателей котлоагрегата типа ТПЕ-185 Улан-Удэнской ТЭЦ-2 // Энергетика, 2003. - №3. - С. 13-15.
3. Буянтуев С.Л., Цыдыпов Д.Б., Старинский И.В. Исследование термической обработки углей в плазменном реакторе для получения полукокса-сорбента // Вестник БГУ. - Улан-Удэ, 2001.
4. Ибраев Ш.Ш. Плазменные реакторы для переработки измельченных материалов - Алма-Ата: КазНИИЭ, 1989. - 56 с.
5. Анцыгин В.Д., Борзов С.М., Васьков С.Т. и др. Оптимизация процессов горения на основе анализа параметров пламени // Автотермия. - 1999. - №5. - С. 3-11.
