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[成果]
1600060328
北京
TK2
应用技术
锅炉及原动机制造
公布年份:2015
成果简介:研究目的:针对日益增长的对环境保护、节能减排等可持续发展目标的要求,由于电弧等离子所具有的高温、高效、节能、环保等不可替代的优越性,热等离子技术越来越受到人们的重视。项目依托中国航天空气动力技术研究院在国防领域电弧等离子体技术方面几十年的技术积累,开发应用于民用工业领域的电弧等离子加热系统,探索电弧等离子技术在国民经济各工业领域中的应用,特别是对于有毒、有害废弃物处理的环保产业、涉及基础工业的材料冶金以及煤粉锅炉等离子点火的节能领域,研究电弧等离子应用技术的工艺新方法,为有效降低污染物排放、降低能源消耗、保障资源有效利用、污染物综合处理提供技术途径和技术支持,实现成果转化和产业化应用。主要技术创新:航天电弧等离子体加热系统技术源于航天飞行器气动热地面模拟试验采用的大功率电弧等离子加热技术,拥有自主知识产权,开发成功的喷枪有直流非转移弧、直流转移弧、交叉弧和交流等离子弧四种型式,介质气体涵盖了空气、氩气、氢气等,选择性强,可满足不同领域不同条件下的应用需求。而市场上等离子设备主要是国外引进技术开发的直流同轴式等离子喷枪,形式单一且性能提升受到诸多限制。通过电极结构、电极材料、喷枪进气方式、喷枪电弧稳定方式等方面的设计和优化,实现喷枪输出功率100~500kW范围内可调;喷枪阴极寿命≥200h,阳极寿命≥500h,达到国内领先水平。直流整流电源系统采用IGBT晶体管替代传统可控硅晶闸管作为核心整流元件,输出稳定,电流波动率≤2%,控制速度快;启弧方式以高频非接触式引弧代替传统的接触式拉弧,启弧成功率近100%,同时省去了传统喷枪拉弧用直线电机机构,实现喷枪结构的精细化。除在煤粉锅炉等离子点火方面实现工业应用外,首次在等离子垃圾处理、金属或合金熔融回收及还原冶炼等方面进行了应用研究,实现应用创新,也为电弧等离子加热技术在民用新领域的探索研究与应用开创了先河。成果产生的价值:知识产权方面,已获得授权核心技术发明专利2项,实用新型4项,受理专利5项,国家级刊物学术或技术应用论文4篇。应用方面,在电力煤粉锅炉等离子点火方面已经完成工业应用,并取得明显技术突破,成为新一代高性能煤粉锅炉等离子点火系统,处于产业化应用阶段。在等离子气化垃圾处理、等离子加热熔融和等离子还原冶金等方面已进行中试应用,为新型高效、节能、环保工艺的探索和产业化奠定了基础。