CZ11097U1

CZ11097U1 - Powder burner and plasma torch for it

Info

Publication number: CZ11097U1
Application number: CZ200111608U
Authority: CZ
Inventors: Juraj Ing Csc Lukacevic; Jaromir Ing Lojkasek; Vladimir Ing Lasak; Milan Ing Dedek
Original assignee: Orgrez
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2001-04-18

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká práškového hořáku vhodného k tepelnému rozkladu hořlavých látek, například uhelného prášku, u něhož zapalovacím a udržovacím médiem procesu hoření je hořlavý plyn vytvořený z téže hořlavé látky účinky elektrického oblouku z připojeného plazmového hořáku.The technical solution relates to a powder burner suitable for thermal decomposition of combustible substances, for example a coal powder, in which the igniting and maintenance medium of the burning process is the combustible gas formed from the same combustible substance by the effects of an arc from the connected plasma torch.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Známé práškové hořáky na spalování práškového paliva, například práškového uhlí, jsou pro zapalování takového paliva a udržování dalšího procesu hoření vybavené patřičně zaústěnými přívody ušlechtilých plynných nebo kapalných paliv, jako zemního plynu, mazutu, jiných ropných produktů apod. Tyto kombinované technologie se jeví jako nákladné a nehospodámé a z hlediska účinného spalování také jako málo dostatečné.Known powdered pulverized fuel burners, for example pulverized coal, are provided with appropriately ventilated inlets of noble gaseous or liquid fuels, such as natural gas, mazut, other petroleum products, and the like to ignite such fuel and maintain an additional combustion process. and inefficient and also inadequate for efficient combustion.

Jsou přitom známá zařízení plazmové technologie, která mohou tyto nedostatky odstranit. Známá plazmatvomá zařízení používají však obvykle jako plazmatvomé médium inertní plyn a vodu ke stabilizaci hoření elektrického oblouku. Nevýhodou použití inertního plynu jsou vysoké provozní náklady, při použití vody velmi nízká životnost elektrod. Současné řešení plazmových hořáků vyžaduje pro každý jmenovitý výkon jiné rozměry plazmového hořáku. Známé konstrukce plazmových hořáků mají na katodové části kostry plné provozní napětí proti zemi, což je z hlediska bezpečnosti práce zcela nepřípustné. Dalším nedostatkem soudobých konstrukcí je do série připojený omezovači odpor, na němž se při provozu plazmového hořáku ztrácí až 30 % energie, což velmi nepříznivě ovlivňuje ekonomiku provozu této technologie. Elektrody, zpravidla pozůstávající z mědi, z důvodu značného opálu elektrickým obloukem, mají malou životnost.Plasma technology devices are known which can eliminate these drawbacks. However, known plasma devices typically use inert gas and water as the plasma medium to stabilize the arc burning. The disadvantage of the use of inert gas is the high operating costs, with the use of very low electrode life. The current solution of plasma torches requires different dimensions of the plasma torch for each rated power. The known designs of plasma torches have full operating voltages against ground on the cathode body portion, which is totally unacceptable in terms of occupational safety. Another drawback of contemporary designs is a series of limiting resistors in which up to 30% of energy is lost during operation of the plasma torch, which adversely affects the economy of operation of this technology. Electrodes, usually consisting of copper, due to the considerable opal electric arc, have a low lifetime.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Cílem technického řešení je vytvoření práškového hořáku, například pro spalování práškového paliva z uhlí, který by tvořil univerzální zdroj tepla bez nároků na přivádění ušlechtilého paliva pro jeho zapálení a následné udržení procesu hoření, vykazoval minimální energetické nároky a nároky na manuální obsluhu a byl bezpečný, jakož i stavebně univerzální pro široké spektrum energetického výkonu, přičemž tohoto cíle je dosaženo technickým řešením, jehož podstata spočívá v tom, že práškový hořák sestává ze zplyňovací komory ve formě dutého válce, opatřené čelním přívodem práškového paliva a z vnějšku po části své délky opláštěné koaxiálním práškovodem, napojené spolu s čelním přívodem na rozdělené větve hlavního práškovodu, opatřeného v místech dělení na větve regulační klapkou, přičemž v oblasti mezi připojením rozdělených větví hlavního práškovodu je zplyňovací komora osazena alespoň jedním plazmovým hořákem a dále je osově zaústěna spolu s koaxiálním práškovodem do spalovací komory, opatřené z vnějšku tubusem pro sekundární vzduch a zaústěné spolu s ním do vytápěného prostoru.The aim of the technical solution is to create a powder burner, for example for the combustion of pulverized coal fuel, which would form a universal source of heat without the need for the supply of noble fuel for its ignition and subsequent maintenance of the combustion process, showed minimal energy requirements and manual operation and was safe, as well as being structurally versatile for a wide range of energy performance, this objective being achieved by a technical solution which consists of a powder burner consisting of a gasifying chamber in the form of a hollow cylinder provided with a powder feed front and a coaxial powder-coated portion of its length outside , coupled with the front feed on the split branches of the main powder pipe, provided at the branching points with a regulating flap, and in the region between the connection of the divided main powder flow branches being the gasification chamber is fitted with at least one plasma torch and is further axially coupled with the coaxial powder duct into a combustion chamber provided with a secondary air tube and externally connected to the heated space therethrough.

K procesu stabilizace hoření práškového paliva je podle technického řešení dále výhodné, že zplyňovací komora a spalovací komora jsou z vnitřku vybaveny keramickými vložkami.According to the invention, it is further advantageous for the powder fuel combustion stabilization process to have a gasification chamber and a combustion chamber equipped with ceramic inserts.

K dosažení uvedených cílů přispívá podle technického řešení vytvoření plazmových hořáků pro výkonovou řadu 50 až 500 kW s jednotnými zástavbovými rozměry a maximální možnou zaměnitelností náhradních dílů, v uspořádání znemožňujícím nebezpečný dotyk s živými částmi, při překročení obvyklých požadavků na zvýšení životnosti elektrod a úsporu elektrické energie a jejichž podstata spočívá vtom, že plazmový hořák sestává z připojovací příruby opatřené na anodové straně kní připojeným kovovým pouzdrem obepínajícím uvnitř uspořádanou anodu, přičemž v obvodovém plášti kovového pouzdra jsou uspořádány přívody elektrického prouduTo achieve these objectives, according to the technical solution, the creation of plasma torches contributes to a power range of 50 to 500 kW with uniform installation dimensions and maximum spare parts interchangeability, in an arrangement preventing dangerous contact with live parts, exceeding the usual requirements for increasing electrode life and saving energy. and wherein the plasma torch comprises a connecting flange provided on the anode side with a connected metal housing enclosing an anode disposed therein, wherein electrical power supplies are provided in the circumferential housing of the metal housing.

- 1 CZ 11097 Ul a chladicího média pro anodu, zatím co katodová oblast plazmového hořáku sestává z ochranného pouzdra z elektrického izolantu, připojeného z druhé strany k připojovací přírubě, a v němž je souose s anodou umístěna katoda ve formě silnostěnné trubice, mezi jejímž vnějším povrchem a vnitřními stěnami obvodového pláště ochranného pouzdra je vytvořen chladicí prostor s přívody chladicího média prostřednictvím dutých průchodek, které prostupují utěsněné obvodovým pláštěm ochranného pouzdra ajsou uvnitř uchyceny v tělese katody jako část elektrovodné dráhy k přívodu elektrického proudu pro katodu ajsou uspořádány pod svorkovnicovým krytem z izolantu, přičemž přes horní dno ochranného pouzdra je do dutiny katody zavedena osová průchodka pro přídavné palivo a soustava šikmých kanálků pro plazmatvomý vzduch, přičemž veškeré energetické přívody a přípoje médií jsou vybaveny na vstupech do plazmového hořáku ovládacími prvky, spojenými s řídicí jednotkou.And the anode coolant, while the cathode region of the plasma torch consists of a protective housing made of an electrical insulating material connected from the other side to the connecting flange, wherein a cathode in the form of a thick-walled tube is disposed coaxially with the anode; a cooling space is provided with the cooling medium inlets through the surface and inner walls of the protective case periphery through the hollow bushings which pass through the circumferential protective sleeve shell and are internally retained in the cathode body as part of the electrode line to supply the cathode electric current and are arranged below the insulating terminal cover wherein an axial bushing for additional fuel and a plurality of inclined channels for plasma air are introduced into the cathode cavity through the upper bottom of the protective casing, wherein all the energy supply and media connections are provided with an inlet to the plasma torch by the controls connected to the control unit.

Navržená konstrukce plazmového hořáku má katodovou část zapouzdřenou do izolantu, takže na kostře není provozní napětí proti zemi. Přívod katodového proudu na katodu je veden dutými průchodkami sloužícími zároveň k přívodu chladicího média na chlazení katody. Tímtéž způsobem je realizován přívod proudu a chladicí vody na anodu.The proposed design of the plasma torch has a cathode part encapsulated in the insulating material, so that there is no operating voltage to the earth on the chassis. The cathode cathode current is fed through the hollow bushings serving at the same time to feed the coolant to cool the cathode. In the same way, the anode is supplied with current and cooling water.

Pro vytvoření redukčního prostředí mezi elektrodami, vhodného pro stabilizovaný průběh hoření elektrického oblouku, je dále podle technického řešení výhodné, že chladicí prostor v ochranném pouzdru je nad katodou uzavřen přepážkou, nad níž, pod horním víkem ochranného pouzdra, je vytvořen dutý prostor opatřený přívodem pulzujícího plazmatvomého vzduchu, přičemž dutý prostor je propojen s vnitřním válcovým mezikružím katody soustavou šikmých kanálků vytvořených v přepážce, do něhož, přes ochranné pouzdro, je dále zavedena osová průchodka pro přídavné palivo. Periodickými změnami tlaku plazmatvomého vzduchu ve vířivých komůrkách nad apod katodou se docílí krouživého pohybu elektrického oblouku po obvodě elektrod a zároveň jeho axiální posuv, čímž se rozšíří pásmo, na kterém dochází k připoutání elektrického oblouku k elektrodě a tím ke zvýšení životnosti elektrod.Furthermore, according to the invention, in order to create a reducing environment between the electrodes suitable for a stabilized arc burning process, it is advantageous that the cooling space in the protective housing is closed over the cathode by a partition above which a hollow space provided with a pulsating inlet is formed below the upper cover of the protective housing. plasma air, wherein the hollow space is interconnected with the inner cylindrical annular ring of the cathode through a plurality of oblique channels formed in the partition into which, through the protective housing, an axial bushing for additional fuel is introduced. By periodic changes in the plasma air pressure in the swirl chambers above the cathode, a circular motion of the electric arc around the circumference of the electrodes and at the same time an axial shift thereof is achieved, thereby widening the band where the electric arc is attached to the electrode and thus increase the electrode life.

Řídicí jednotka umožňuje automatický start plazmového hořáku při splnění všech provozních podmínek, samočinně odstavuje plazmový hořák při nepřípustné odchylce kterékoliv podmínky a odstavuje navazující technologii při výpadku plazmového hořáku. Řídicí jednotka pro automatické řízení plazmového hořáku umožňuje ovládat výkon plazmového hořáku v závislosti na množství a kvalitě paliva, na které je třeba působit. Automaticky je řízeno i množství plazmatvomého vzduchu v závislosti na požadovaném výkonu plazmového hořáku. Automatika umožňuje start plazmového hořáku při splnění všech provozních podmínek a vypínání plazmového hořáku při nepřípustné odchylce od požadovaných parametrů a kromě dalších funkcí odstavuje dodávku paliva při výpadku plazmového hořáku apod. Automatické řízení plazmatronu řídicí jednotkou plně zabezpečuje všechny požadavky bezpečného provozu plazmového hořáku i na něj navazující technologie.The control unit enables the automatic start of the plasma torch when all operating conditions are met, automatically shuts down the plasma torch under an unacceptable deviation of any condition and shuts down the downstream technology when the plasma torch fails. The plasma torch automatic control unit allows you to control the power of the plasma torch depending on the amount and quality of the fuel you need to operate. The amount of plasma air is automatically controlled as a function of the required power of the plasma torch. The automation enables the plasma torch to be started when all operating conditions are met and the plasma torch is switched off if there is an unacceptable deviation from the required parameters and, among other functions, shuts down the fuel supply in case of a plasma torch failure etc. Automatic control of the plasma torch by the control unit fully secures all requirements of safe operation of the plasma torch and its subsequent technology.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technického řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, kde značí obr. 1 podélný řez práškovým hořákem uzpůsobeným k osazení plazmovým hořákem, obr. 2 představuje podélný osový řez plazmovým hořákem s vyznačenými přívody elektrické energie, plazmatvomého vzduchu, přídavného paliva a chladicí vody, obr. 3 technologické schéma automatického řízení provozu plazmového hořáku v návaznosti na technologický celek, ve kterém dochází k tepelnému působení na práškové palivo s cílem zvýšit jeho hospodárné využití.1 is a longitudinal section through a powder burner adapted to be fitted with a plasma torch; FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a plasma torch with electrical power, plasma air, auxiliary fuel and cooling water inlets; FIG. technological scheme of automatic control of plasma torch operation in relation to the technological unit in which heat treatment of the pulverized fuel takes place in order to increase its economical utilization.

Příklad provedení technického řešeníAn example of a technical solution

Práškový hořák 50 s plazmovým hořákem 100 sestává ze zplyňovací komory 51 ve formě dutého válce, opatřené čelním přívodem 52 práškového paliva a z vnějšku po části své délky opláštěné koaxiálním práškovodem 53, napojené spolu s čelním přívodem 52 na rozdělené větve 54, 55 hlavního práškovodu 56, opatřeného v místech dělem na větve 54, 55 regulační klapkou 57,The plasma torch burner 50 consists of a hollow cylinder gasification chamber 51 provided with a pulverized fuel front end 52 and an exterior portion of its length sheathed by a coaxial powder conduit 53, coupled with the front conduit 52 to split branches 54, 55 of the main powder conduit 56, provided with a branch cannon 54, 55 with a regulating flap 57,

-2 CZ 11097 Ul přičemž v oblastí mezi připojením rozdělených větví 54, 55 hlavního práškovodu 56 je zplyňovací komora 51 opatřena upevňovací přírubou 58 pro osazení alespoň jedním plazmovým hořákem 100 a dále je osově zaústěna spolu s koaxiálním práškovodem 53 do spalovací komory 59, opatřené z vnějšku tubusem 60 pro sekundární vzduch a zaústěné spolu s ním do vytápěného prostoru 61. Sekundární vzduch je do tubusu 60 přiváděn obtokem 62 z přívodního potrubí 63. Zplyňovací komora 51 a spalovací komora 59 jsou z vnitřku vybaveny keramickými vložkami 64, 65.Wherein, in the region between the splitting branches 54, 55 of the main powder conduit 56, the gasification chamber 51 is provided with a mounting flange 58 for fitting at least one plasma torch 100, and is axially coupled with the coaxial powder conduit 53 to the combustion chamber 59 provided with The secondary air is supplied to the tube 60 by a bypass 62 from the supply line 63. The gasification chamber 51 and the combustion chamber 59 are provided with ceramic inserts 64, 65 from the inside.

V závislosti na nastavení regulační klapky 57 je část práškového paliva, přiváděná z větve 54 přes čelní přívod 52 do zplyňovací komory 51, v důsledku činnosti plazmového hořáku 100 rozkládána na hořlavý plyn, sloužící dále jako zapalovací médium pro hlavní část práškového paliva, protékající koaxiálním práškovodem 53 do spalovací komory 59, kde se směšuje se zmíněným zapalovacím médiem vystupujícím ze zplyňovací komory 51 a zapaluje. V důsledku vysokých teplot zapalovacího média, možnosti plynulé regulace jeho množství a teploty, za pomocí dávkování přiváděného práškového paliva regulační klapkou 57 a příkonem plazmového hořáku 100 se dociluje dokonalého spalování práškového paliva při vytváření redukčního nebo oxidačního prostředí ve vytápěném prostoru 61 podle potřeb výrobní technologie v závislosti na dodávce sekundárního vzduchu přes tubus 60. Keramické vložky 64, 65 jednak tepelně izolují a svou tepelnou setrvačností přispívají k stabilitě provozu práškového hořáku 50. Práškové palivo je produktem mletí všech známých druhů uhlí od lignitu až po antracit apod. Modulová konstrukce práškového hořáku 50 spolu s efektem jeho řízeného ovládání dává předpoklad jeho pro jeho univerzální použití jako zdroje tepla.Depending on the setting of the regulating flap 57, a portion of the pulverized fuel fed from the branch 54 through the front conduit 52 to the gasification chamber 51, due to the operation of the plasma torch 100, is decomposed into a combustible gas serving as the ignition medium for the main portion of the pulverized fuel flowing through the coaxial powder conduit. 53 to the combustion chamber 59 where it is mixed with said igniting medium exiting the gasification chamber 51 and ignited. Due to the high temperatures of the ignition medium, the possibility of continuously regulating its amount and temperature, by feeding the powdered fuel through the regulating flap 57 and the power of the plasma torch 100, perfect combustion of the pulverized fuel is achieved in the formation of a reducing or oxidizing environment in the heated space 61 according to the needs of the manufacturing technology. dependence on the supply of secondary air through the tube 60. The ceramic inserts 64, 65 both thermally insulate and contribute to the stability of the operation of the powder burner 50 by their thermal inertia. Powdered fuel is the product of grinding of all known types of coal from lignite to anthracite and the like. along with its controlled control effect, it is a prerequisite for its universal use as a heat source.

Plazmový hořák 100, umožňující tepelný rozklad práškového paliva na plynné zapalovací médium, tak, aby například práškové uhlí mohlo být zapalováno bez použití ušlechtilých paliv, se skládá z připojovací příruby I, přináležející k upevňovací přírubě 58 na práškovém hořáku 50, a na anodové straně kní připojeného kovového pouzdra 2 obepínajícího uvnitř uspořádanou anodu 3, přičemž v obvodovém plášti kovového pouzdra 2 jsou pro anodu 3 uspořádány duté přívody 4 elektrického proudu a současně i chladicího média např. vody. Anoda 3 je vytvořena například ve formě komolého dutého kužele s kónickým otevřením ve směru do prostředí, v němž má elektrický oblouk působit. Duté přívody 4 jsou opatřeny bočními otvory pro vstup a výstup chladicí vody z prostředí kolem anody 3. Nad anodou 3, ve formě nízké a případně na výšku přestavitelné mezery, je vytvořen spodní přívod 40 s dutou přípojkou 41 pro ionizační přísadu při startu plazmového hořáku 100 a pro dodávku plazmatvomého vzduchu při normálním chodu plazmového hořáku 100.The plasma torch 100, allowing thermal decomposition of the pulverized fuel to a gaseous ignition medium, so that, for example, pulverized coal can be ignited without the use of noble fuels, consists of a connecting flange 1 belonging to the mounting flange 58 on the powder burner 50, and on the anode side of the pulverized fuel. a connected metal housing 2 enclosing an anode 3 disposed therein, wherein hollow electrical current inlets 4 and coolant, e.g., water, are provided in the circumferential housing of the metal housing 2 for the anode 3. For example, the anode 3 is in the form of a truncated hollow cone with a conical opening in the direction of the environment in which the electric arc is to act. The hollow inlets 4 are provided with lateral openings for inlet and outlet of cooling water from the environment around the anode 3. A lower inlet 40 with a hollow connection 41 for the ionizing additive at the start of the plasma torch 100 is formed above the anode 3, in the low and possibly the height of the adjustable gap. and for supplying plasma air at normal operation of the plasma torch 100.

Katodová oblast plazmového hořáku 100 sestává z ochranného pouzdra 5 z elektrického izolantu dostatečně tepelně odolného a připojeného z druhé strany k připojovací přírubě L V ochranném pouzdru 5 je souose s anodou 3 umístěna katoda 6 ve formě silnostěnné trubice. Mezi vnějším povrchem katody 6 a vnitřními stěnami obvodového pláště ochranného pouzdra 5 je vytvořen chladicí prostor 7 pro chladicí vodu k chlazení vnějšího povrchu katody 6. Přívod chladicí vody je realizován dutými průchodkami 8, 9, které prostupují utěsněné obvodovým pláštěm ochranného pouzdra 5 ajsou uvnitř ve vhodných odstupech od sebe uchyceny například zašroubovány do tělesa katody 6. Výstup a odvod chladicí vody nebo jiného chladicího média pro chladicí prostor 7 je realizován postranními otvory JO, vytvořenými v dutých průchodkách 8, 9. Duté průchodky 8, 9 jsou vytvořeny z elektricky vodivého materiálu a tím zároveň tvoří elektrovodnou dráhu k přívodu elektrického proudu pro katodu 6. Ke zvýšení provozní bezpečnosti jsou vystupující konce dutých průchodek 8, 9 chráněny svorkovnicovým krytem 1 z izolantu. Částečně znázorněné elektrické přívody 22 prochází dovnitř tohoto svorkovnicového krytu Π. otvory 12. Zde jsou k dutým průchodkám 8, 9 připevněny vhodnými neznázoměnými svorkami. Popsané uspořádání zabezpečuje, že se na katodové části plazmového hořáku 100 nemůže objevit nebezpečné dotykové napětí ohrožující zdraví osob a případně také ohrožující automatizační prvky pro samočinné řízení plazmového hořáku 100. Použitím izolačního materiálu na konstrukci zapouzdření katody 6 je v souladu s bezpečnostními předpisy vyřešena ochrana před nebezpečným dotykovým napětím.The cathode region of the plasma torch 100 consists of a protective sleeve 5 of an electrical insulator sufficiently heat-resistant and connected from the other side to the connecting flange L In the protective sleeve 5, a cathode 6 is placed coaxially with the anode 3 in the form of a thick-walled tube. Between the outer surface of the cathode 6 and the inner walls of the circumferential sheath of the protective sleeve 5, a cooling water space 7 is formed to cool the outer surface of the cathode 6. The cooling water supply is provided by hollow bushings 8, 9 which penetrate the sealed sheath of the protective sleeve 5 and are inside the for example, screwed into the cathode body 6 by suitable spacing 6. The outlet and outlet of the cooling water or other cooling medium for the cooling space 7 is realized by side openings 10 formed in the hollow bushings 8, 9. The hollow bushings 8, 9 are made of electrically conductive material and thereby also form an electrical pathway for supplying electric current to the cathode 6. To increase operational safety, the protruding ends of the hollow bushings 8, 9 are protected by a terminal cover 1 of insulating material. The partially illustrated electrical leads 22 extend inside the terminal cover 10. The openings 12 are here fixed to the hollow bushings 8, 9 by suitable clamps (not shown). The described arrangement ensures that there is no dangerous tactile stress on the cathode portion of the plasma torch 100 endangering the health of the person and possibly also compromising the automation elements for the automatic control of the plasma torch 100. dangerous touch voltage.

-3 CZ 11097 Ul-3 CZ 11097 Ul

Chladicí prostor 7 v ochranném pouzdru 5 je nad katodou 6 uzavřen přepážkou 13, dosedající též natěsno k horní ploše katody 6. Nad přepážkou 3, pod horním víkem 14 ochranného pouzdra 5, je vytvořen dutý prostor 15, resp. kanál, opatřený přívodem 16 plazmatvomého vzduchu. Plazmatvomý vzduch je veden do vnitřního válcového mezikruží 17 katody 6 soustavou šikmých kanálků J_8 vytvořených v přepážce 13 a upravených například do kruhového vějíře. Osovou průchodkou 19 je přes ochranné pouzdro 5 a řečenou přepážku 13 dmýcháním zaváděno do vnitřního válcového mezikruží 17 katody 6 přídavné palivo, např. ve formě uhelného prášku. Nevylučuje se ani použití přídavného paliva plynného apod. Dmýcháním přídavného paliva do vnitřního válcového mezikruží 17 katody 6 se v prostoru mezi elektrodami vytváří vhodné redukční prostředí. K tomu přispívají i periodické změny v tlaku plazmatvomého vzduchu vystupujícího pod tlakem ze soustavy šikmých kanálků 18 nad katodou 6 a ze spodního přívodu 40 pod katodou 6. Periodickými změnami tlaku plazmatvomého vzduchu, vystupujícího vířivě ze šikmých kanálků 18 nad katodou 6 a ze spodního přívodu 40 pod katodou 6, se docílí krouživého pohybu elektrického oblouku po obvodě obou elektrod a zároveň se přitom mění jeho axiální posuv, čímž se rozšíří pásmo, na kterém dochází k připoutání tohoto elektrického oblouku k elektrodám. Tím dojde k podstatnému zvýšení životnosti obou elektrod. Množství plazmatvomého vzduchu je automaticky řízeno v závislosti na požadovaném výkonu plazmového hořáku 100.The cooling space 7 in the protective sleeve 5 is closed above the cathode 6 by a partition 13 abutting also tightly against the upper surface of the cathode 6. A hollow space 15, respectively, is formed above the partition 3, below the upper cover 14 of the protective sleeve 5. a channel provided with a plasma air inlet 16. Plasma air is fed to the inner cylindrical annulus 17 of cathode 6 through a plurality of inclined channels 18 formed in the partition 13 and provided, for example, to a circular fan. An additional fuel, e.g. in the form of a coal powder, is introduced into the inner cylindrical ring 17 of the cathode 6 via an axial bushing 19 via the protective sleeve 5 and said baffle 13. The use of additional gaseous fuel and the like is also not excluded. A suitable reducing environment is formed in the space between the electrodes by blowing the additional fuel into the inner cylindrical annulus 17 of the cathode 6. Periodic changes in the pressure of the plasma air exiting under pressure from the system of oblique ducts 18 above the cathode 6 and the lower inlet 40 below the cathode 6 also contribute to this. Periodic changes in the pressure of the plasma air emerging from the inclined ducts 18 above the cathode 6 and the lower inlet 40 Under the cathode 6, the arc is rotated around the circumference of the two electrodes, and at the same time the axial displacement of the electrodes changes, thereby widening the band where the electric arc is attached to the electrodes. This will significantly increase the life of both electrodes. The amount of plasma air is automatically controlled depending on the required power of the plasma torch 100.

Elektrody anoda 3 a katoda 6 jsou namísto známého provedení z mědi provedeny ze slitin, které mají lepší tepelné a mechanické vlastnosti a současně i odolávají působení elektrického oblouku. Závěrečnou výrobní operací při výrobě elektrod je tváření, čímž dochází ke zhutnění jejich materiálu, k zjemnění jeho krystalické struktury a zvýšení tepelné i elektrické vodivosti. Tyto změny mají výrazný vliv na životnost elektrod. K vhodným způsobům tváření patří zejména lisování a zápustkové kování. Jako vhodné materiály na výrobu elektrod anody 3 a katody 6 se jeví křemíkový bronz nebo slitina mědi, chrómu a zirkonia.The anode 3 and cathode 6 electrodes are made of alloys which have better thermal and mechanical properties and are also resistant to electric arc, instead of the known copper design. The final production operation in the production of electrodes is the forming, which compacts their material, refines its crystalline structure and increases thermal and electrical conductivity. These changes have a significant impact on electrode life. Suitable molding methods include, but are not limited to, pressing and die forging. Suitable materials for producing the electrodes of anode 3 and cathode 6 are silicon bronze or an alloy of copper, chromium and zirconium.

Automatické řízení, umožňující bezobslužný provoz plazmového hořáku 100 je znázorněno na obr. 3 v technologickém schématu v návaznosti na ostatní technologická zařízení. Elektrody plazmového hořáku 100 jsou připojeny kříženému zdroji 20 proudu spojovacím elektrickým vedením 21, 22 s odpojovači 23. Zdroj 20 proudu je řízen řídicí jednotkou 24, jejíž jedny z výstupů 25 ovládají zmíněné odpojovače 23.Automatic control, which enables unattended operation of the plasma torch 100, is shown in Fig. 3 in the technological scheme in relation to other technological equipment. The electrodes of the plasma torch 100 are connected to a cross current source 20 by a connecting electric line 21, 22 with disconnectors 23. The current source 20 is controlled by a control unit 24, one of the outputs 25 of which controls said disconnectors 23.

Další výstupy 26 řídicí jednotky 24 ovládají sekci 27 regulačních ventilů 28, které jsou zapojeny v přívodu 16 plazmatvomého vzduchu nad katodu 6 a v obvodu duté přípojky 44 spodního přívodu 40 u spodku katody 6 v přechodu k anodě 3. Ostatní regulační ventily 29 v sekci 27 jsou zapojeny v přívodech chladicí vody do duté průchodky 9 u katody 6 a do dutých přívodů 4 u anody 3. Potrubí 30 slouží k odtoku této chladicí vody z plazmového hořáku 100. Přes řídicí ventil 31, zapojený na výstup 32 řídicí jednotky 24, je potrubím 33 přiváděno do osové průchodky J9 přídavné palivo. Pro zvýšení stability hoření elektrického oblouku je dovedení 21, 22 paralelně připojen odporník 34.Other outlets 26 of the control unit 24 control a section 27 of the control valves 28 that are connected in the plasma air supply 16 above the cathode 6 and in the periphery of the hollow connection 44 of the lower inlet 40 at the bottom of the cathode 6 in the transition to the anode 3. Other control valves 29 in section 27 are connected in the cooling water inlets to the hollow bushing 9 at the cathode 6 and to the hollow inlets 4 at the anode 3. The conduit 30 serves to drain this cooling water from the plasma torch 100. Through the control valve 31 connected to the outlet 32 of the control unit 24 is a pipe 33, additional fuel is fed to the axial bushing. In order to increase the stability of the electric arc burning, a resistor 34 is connected in parallel to the lead 21, 22.

Řídicí jednotka 24 umožňuje automatický start plazmového hořáku 100 při splnění všech provozních podmínek, samočinně odstavuje plazmový hořák 100 při nepřípustné odchylce kterékoliv podmínky a odstavuje navazující technologii, jako práškový hořák 50 při výpadku plazmového hořáku 100. Řídicí jednotka 24 pro automatické řízení plazmového hořáku 100 umožňuje ovládat výkon plazmového hořáku 100 v závislosti na množství a kvalitě paliva, na které je třeba působit. Automaticky je řízeno i množství plazmatvomého vzduchu v závislosti na požadovaném výkonu plazmového hořáku 100. Automatika umožňuje start plazmového hořáku 100 při splnění všech provozních podmínek a vypínání plazmového hořáku 100 při nepřípustné odchylce od požadovaných parametrů a kromě dalších funkcí odstavuje dodávku paliva při výpadku plazmového hořáku 100 a současně obsluhuje chod celého práškového hořáku 50 apod.The control unit 24 allows the automatic start of the plasma torch 100 when all operating conditions are met, automatically shuts off the plasma torch 100 under any unacceptable condition, and shuts down the downstream technology as a powder burner 50 when the plasma torch 100 fails. control the power of the plasma torch 100 depending on the amount and quality of the fuel to be applied. The amount of plasma air is automatically controlled as a function of the required power of the plasma torch 100. The automation allows the start of the plasma torch 100 when all operating conditions are met and the plasma torch 100 is switched off if the required parameters are not permitted. and at the same time operating the entire powder burner 50 and the like.

-4CZ 11097 Ul-4CZ 11097 Ul

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Práškový hořák osazený plazmovým hořákem je navržen jako univerzální zdroj tepelné energie použitelný v energetice, teplárenství hutnictví a při výrobě stavebních hmot a nových konstrukčních materiálů, jakož i při termické likvidaci odpadů a podobně.Plasma burner powder burner is designed as a universal source of thermal energy usable in power engineering, metallurgy and in the production of building materials and new construction materials, as well as in thermal waste disposal and the like.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

Powder torch with a connected plasma torch, characterized in that it consists of a gasification chamber (51) in the form of a hollow cylinder, provided with a front inlet (52) of pulverized fuel and externally over a portion of its length covered with a coaxial pulverizer (53). through a front connection (52) to the divided branches (54, 55) of the main powder line (56) provided with a regulating flap (57) at the points of division into the branches (54, 55), (56), the gasification chamber (51) is fitted with at least one plasma torch (100) and is further axially connected along with the coaxial pulverizer (53) to a combustion chamber (59) provided with an external air tube (60) externally and into the heated space (61).

Powder burner according to claim 1, characterized in that the gasification chamber (51) and the combustion chamber (59) are internally equipped with ceramic liners (64, 65).

Plasma torch for a powder torch according to claim 1, characterized in that the assembly comprises a connecting flange (1) provided on the anode side with a metal housing (2) enclosing an anode (3) disposed therein, wherein in the peripheral shell of the metal housing (1). 2) power and coolant supply lines (4) are provided for the anode (3), while the cathode region of the plasma torch (100) consists of a protective insulator (5) of electrical insulator connected from the other side to the connecting flange (1), in which a cathode (6) is arranged coaxially with the anode (3) in the form of a thick-walled tube, between whose outer surface and the inner walls of the peripheral shell of the protective sleeve (5) is a cooling space (7) with coolant inlets (8) 9), which penetrate sealed by the peripheral sheath of the protective sleeve (5) and are received inside the cathode body (6) as a part of the conduit for supplying power to the cathode (6) and is arranged below the insulating terminal box cover (11), wherein an axial bushing (19) for additional fuel and assembly is introduced into the cathode cavity (6) through the upper bottom of the protective sleeve (5). of the oblique channels (18) for the plasma-forming air, wherein all the power and media connections are provided with controls connected to the control unit (24).

Plasma torch according to claim 3, characterized in that the cooling space (7) in the protective sleeve (5) is closed above the cathode (6) by a partition (13) above which, below the upper lid (14) of the protective sleeve (5) a hollow space (15) provided with a pulsating plasma air supply (16), the hollow space (15) being connected to the inner cylindrical annular ring (17) of the cathode (6) by a plurality of oblique channels (18) formed in the partition (13), wherein, through the protective sleeve (5), an axial feed-through (19) for additional fuel is further introduced.