Industrielle Plasmabrenner und
Ausrüstungen für deren Betrieb
PLAZARIUM TPS/L
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Beschreibung
Das universelle Plasmasystem PLAZARIUM TPS/L , stellt eine Gesamtheit von Anlagenkomponenten dar, die konstruktiv und funktional miteinander verbunden sind, um elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln und dabei einen Strom hochtemperatur-ionisierten Gases zu erzeugen.
Die Plasmasystemeinheit ist als kompakter Monoblock ausgeführt und mit Ausrüstung für den Betrieb von Gleichstrom-Lichtbogenplasmatronen ausgestattet. An diese Einheit werden Lichtbogenzündeinrichtungen, Dampfüberhitzer, Plasmabrenner sowie weitere Hilfs- und Zusatzgeräte angeschlossen.
Das universelle Plasmasystem PLAZARIUM TPS/L , stellt eine Gesamtheit von Anlagenkomponenten dar, die konstruktiv und funktional miteinander verbunden sind, um elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln und dabei einen Strom hochtemperatur-ionisierten Gases zu erzeugen.
Die Plasmasystemeinheit ist als kompakter Monoblock ausgeführt und mit Ausrüstung für den Betrieb von Gleichstrom-Lichtbogenplasmatronen ausgestattet. An diese Einheit werden Lichtbogenzündeinrichtungen, Dampfüberhitzer, Plasmabrenner sowie weitere Hilfs- und Zusatzgeräte angeschlossen.Die industriellen Plasmabrenner innerhalb des universellen Plasmasystems PLAZARIUM TPS/L sind für die Erzeugung eines großvolumigen Hochtemperatur-Plasmastrahls mit hoher thermischer Leistung ausgelegt. Die Plasmabrenner können in allen Arten von plasmachemischen Reaktoren, Öfen und thermischen Anlagen für unterschiedliche Hochtemperatur- und sonstige technologische Anwendungen eingesetzt werden. Das Plasmasystem kann in beliebige thermische Prozesse als Quelle für hochtemperaturbasierte Beheizung integriert werden und dient dabei als Ersatz für Heizquellen, die auf fossilen Brennstoffen basieren.
Die Plasmabrenner für diesen Typ von Plasmasystemen werden mit einer Leistung von 35 bis 80 kW gefertigt (siehe Anmerkung 1 in der Spezifikation). Das Plasmasystem wird mit einer Gesamtleistung von 35 bis 100 kW ausgeführt und ist gleichzeitig mit 1 bis 2 Haupt-Plasmabrennern sowie mit bis zu 2 Reserve-Plasmabrennern ausgestattet. Die Reserve-Plasmabrenner ermöglichen einen industriell relevanten kontinuierlichen Betriebszyklus des Plasmasystems und erlauben den Austausch von Verschleißteilen sowie die Durchführung von Wartungsarbeiten an den Plasmabrennern, ohne den technologischen Prozess anhalten oder abschalten zu müssen. Die massenmittlere Temperatur des Plasmastrahls beträgt über 5000 °C und kann durch Variation des Stroms sowie des Durchflusses des plasmaerzeugenden Gases geregelt werden.
Zusammensetzung der Dampf-Wasser-Plasma: Das Dampf-Wasser-Plasma besteht überwiegend aus Wasserstoff und Sauerstoff. Beide Komponenten sind aktive Reagenzien in Oxidations- und Reduktionsreaktionen.
Die Vergasung in einer Dampfumgebung ermöglicht eine vollständige Umwandlung des Kohlenstoffs und Wasserstoffs des zu vergasenden Stoffes in Synthesegas(СО + Н2). Das Vorhandensein von überschüssigem Wasserstoff aus dem Dampf erlaubt die gezielte Einstellung des Verhältnisses von Kohlenmonoxid zu Wasserstoff im Synthesegas. Der Volumenanteil von Wasserstoff im durch Plasmavergasung erzeugten Synthesegas beträgt 50 bis 70 %.
Das durch Plasmavergasung mithilfe von Dampf-Plasmabrennern erzeugte Synthesegas steht qualitativ dem durch die Dampfreformierung von Erdgas gewonnenen Synthesegas in nichts nach.
Ausführliche Informationen zu allen Vorteilen des Dampf-Wasser-Plasmas, der Plasmavergasung sowie der Dampf-Plasmabrenner finden Sie im entsprechenden Fachartikel auf unserer Website.
Das Plasmasystem wird individuell gemäß den technischen Anforderungen des Kunden ausgelegt und kann mit verschiedenen plasmaerzeugenden Gasen betrieben werden. Standardmäßig sind alle Plasmasysteme für den Betrieb mit Dampf ausgelegt; auf Wunsch ist jedoch auch eine Ausführung für andere plasmaerzeugende Gase möglich, wie z. B. Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan sowie Synthesegas. Darüber hinaus ist die Fertigung von Plasmasystemen vorgesehen, die für den Betrieb mit mehreren plasmaerzeugenden Gasen sowie deren Gemischen ausgelegt sind.
Das Plasmasystem ist unter Berücksichtigung der konstruktiven Besonderheiten verschiedener mobiler Plasmaanlagen von PLAZARIUM ausgelegt. Sämtliche Haupt- und Nebenaggregate sind in einem mobilen Rahmen spezieller Bauart mit Standardabmessungen montiert und ermöglichen eine nachträgliche Installation in einem 10-, 20-, 30- oder 40-Fuß-Container (optionale Ausführung).
Alle Komponenten des Produkts sind mit Mess- und Überwachungsgeräten sowie mit einer verteilten und zugleich zentralisierten Informationsanzeige ausgestattet. Die digitale Steuerung aller Geräte und Prozesse des Plasmasystems, die vollständig durch eine analoge Steuerung redundant ausgeführt ist, ermöglicht den Einsatz des Plasmasystems unter Bedingungen erhöhter Betriebssicherheit. Das Produkt wird in montiertem Zustand geliefert; lediglich die externen Anschlüsse sind gemäß der Konstruktionsdokumentation zu installieren. -
SpezifikationPlasmasystem
PLAZARIUM TPS/L :
Plasmabrenner im Plasmasystem TPS/L:
Anmerkungen:
1 - Es gibt eine wissenschaftliche Ausführung des Plasmasystems PLAZARIUM TPS/L mit einem einzelnen Plasmabrenner mit einer Leistung von 15 oder 25 kW (nur für Universitäten und wissenschaftliche Organisationen bestellbar) sowie eine Ausführung des universellen Plasmasystems PLAZARIUM TPS/L mit einem Haupt-Plasmabrenner mit 35, 50, 65 oder 75 kW und einem optionalen zusätzlichen Plasmabrenner mit 15, 25 oder 35 kW als Zusatzoption. Alle wissenschaftlichen Plasmasysteme erfordern ein externes Kühlsystem sowie ein externes System zur Erzeugung und Zuführung des plasmaerzeugenden Gases (mit Ausnahme der Version für den Einsatz von Dampfplasma).
2 - Die Stromversorgungen und sonstigen Energiesysteme gewährleisten – abhängig von der Kundenbestellung – eine automatische Anpassung an jede Eingangsspannung im Bereich von380–450 V bei Dreiphasenversorgung.
3 - Die universellen Plasmasysteme sind für die Integration und Montage in einen Container beliebiger Plasmaanlagen ausgelegt. Der Container der Plasmaanlage kann jeden erforderlichen Bereich der Umgebungstemperaturen sowie jede Klimazone gemäß den technischen Anforderungen des Kunden sicherstellen.
4 - Angegeben sind die Abmessungen des Monoblocks der Basisversion des universellen Plasmasystems PLAZARIUM TPS/L. Der Monoblock der wissenschaftlichen Ausführung des Plasmasystems PLAZARIUM TPS/L hat Abmessungen von 850 × 1200 × 1800 mm (L × B × H). Die Abmessungen können variieren und werden im Rahmen des technischen Projekts festgelegt.
5 - Die Fertigung eines Plasmasystems mit Reserve-Plasmabrennern ist als zusätzliche Option gemäß den individuellen technischen Anforderungen des Kunden möglich.
6 - Die Lebensdauer der Verschleißteile hängt von der Fertigungstechnologie und dem Elektrodentyp, der Art der Lichtbogenstabilisierung, der Art des plasmaerzeugenden Mediums sowie von den Parametern der Stromversorgung ab.
7 - Die Plasmabrenner werden für ein spezifisches plasmaerzeugendes Gas (DAMPF / LUFT / STICKSTOFF / ARGON / HELIUM / SAUERSTOFF / WASSERSTOFF / AMMONIAK / KOHLENDIOXID / METHAN / SYNTHESEGAS usw.) oder für Gasgemische gemäß den Parametern der technischen Anforderungen des Kunden ausgelegt.
8 - Alle Parameter der Plasmabrenner und des Plasmasystems werden in Übereinstimmung mit den technischen Anforderungen des Kunden gefertigt.
9 - Die konstruktive Ausführung der Plasmabrenner sowie des gesamten Plasmasystems wird vom Auftragnehmer festgelegt, wobei die Abmessungen und Anschlussmaße im Rahmen des technischen Projekts mit dem Auftraggeber abgestimmt werden. -
Liste der AusrüstungPlasmasystem
PLAZARIUM TPS/L :
Anmerkungen:
1 - Das Kühlsystem im geschlossenen Kreislauf erfordert das Vorhandensein eines zusätzlichen separaten Kühlaggregats.
2 - Das Steuerungssystem ist entweder als eigenständiges System für das gesamte Plasmasystem ausgeführt oder vollständig in das Hauptbedienpult der übergeordneten Anlage integriert.
3 - Die Gesamtleistung des zusätzlichen Kühlsystems hängt direkt vom Modell des Plasmabrenners sowie von den erforderlichen Parametern des Plasmasystems ab. -
Software
Alle Bestandteile des Plasmasystems sind mit Mess- und Überwachungsinstrumenten sowie mit einer verteilten und zugleich zentralen Informationsanzeige ausgestattet. Die digitale Steuerung aller Geräte und Prozesse des Plasmasystems, die vollständig durch eine analoge Steuerung redundant ausgeführt ist, ermöglicht den Betrieb des Plasmasystems unter Bedingungen erhöhter Zuverlässigkeit.
Das Plasmasystem verfügt über einen Hauptcontroller zur korrekten Ausführung aller Betriebsabläufe und zur Steuerung der verschiedenen Parameter sowie über eine mehrsprachige Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) zur Einstellung und Bedienung sämtlicher Parameter.
Die Software des Plasmasystems ermöglicht den Betrieb im manuellen oder im automatischen Modus.
Der automatische Betriebsmodus erlaubt das Starten und Stoppen der Plasmabrenner sowie den Wechsel der plasmaerzeugenden Gase ohne Eingreifen des Bedienpersonals. Der manuelle Betriebsmodus ermöglicht eine flexible und schnelle Anpassung des Plasmasystems an die jeweilige technologische Aufgabe.
Die Steuerung erfolgt über ein Touchpanel und einen Controller mittels einer Verbindung über das lokale Netzwerk innerhalb des Plasmasystems. Die Software überwacht, kontrolliert und speichert statistische Daten zu den Betriebsparametern der einzelnen Komponenten des Plasmasystems sowie sämtliche Bedieneraktionen.
Das Plasmasystem ist mit Abschaltmechanismen, automatischen Verriegelungen und Sicherheitseinrichtungen ausgestattet. Alle elektrischen Schaltschränke und Kabelkanäle sind dicht ausgeführt, verfügen über Türdichtungen sowie hermetische Kabeldurchführungen, was den Einsatz eines automatischen Feuerlöschsystems in jedem Schaltschrank und in den Kabelkanälen nach der Integration des Plasmasystems in einen Container der Plasmaanlage ermöglicht.
