Myanmar Pembakar penyalaan plasma DLZ-200

Pembakar penyalaan plasma DLZ-200

1. Singkat.

Pengapian dan pembakaran stabil pada boiler batu bara bubuk industri skala besar secara tradisional dilakukan dengan menggunakan minyak berat, gas alam, atau bahan bakar langka lainnya. Namun dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan keterbatasan sumber energi global dan kenaikan harga minyak mentah, biaya pengapian serta pemeliharaan pembakaran stabil pada pembangkit listrik tenaga panas telah meningkat secara dramatis. Karena itu, pengapian dan pembakaran stabil boiler dengan bahan bakar minyak kini dijadikan salah satu indikator penting dalam menilai proses produksi, guna mengurangi konsumsi minyak berat (atau gas). Untuk menekan penggunaan minyak bakar berat (gas alam), praktik tradisional meliputi peningkatan kehalusan batu bara bubuk, peningkatan suhu campuran udara–bubuk serta udara sekunder, penggunaan burner ruang pra-pembakaran, penerapan penyalaan dengan lance minyak kecil, dan sebagainya. Akan tetapi, langkah-langkah tersebut hanya mampu mengurangi konsumsi bahan bakar, bukan sepenuhnya menghilangkan penggunaannya. Jika ingin benar-benar meminimalkan penggunaan bahan bakar hingga titik nol, diperlukan suatu teknologi yang sepenuhnya baru dan berbeda dari proses tradisional, yaitu burner pengapian batu bara bubuk berbasis plasma tipe DLZ-200, yang menggunakan plasma udara DC sebagai sumber api untuk pengapian boiler. Burner Pengapian Batu Bara Berbasis Plasma DLZ-200 ini memanfaatkan plasma udara DC sebagai sumber pengapian, sehingga mampu menyalakan batu bara berkualitas rendah dengan kadar zat mudah menguap yang rendah (10%) dan mewujudkan start dingin boiler tanpa menggunakan satu tetes pun minyak bakar; oleh karena itu, perangkat ini merupakan pilihan utama untuk pengapian dan pembakaran stabil pada pembangkit listrik tenaga batu bara masa depan.

3. Komposisi Sistem Pengapian Plasma

Sistem plasma terutama meliputi: sistem pembakaran, sistem kelistrikan, sistem air pendingin, sistem aliran udara film udara, sistem kontrol, dan sistem pemantauan.
 

3.1 Sistem pembakaran
Pembakar plasma adalah pembakar batu bara bubuk yang menyalakan batu bara bubuk dengan bantuan busur dari generator plasma. Dibandingkan dengan pembakar batu bara bubuk sebelumnya, pembakar plasma menyalakan batu bara bubuk menggunakan busur plasma pada tahap awal ketika batu bara bubuk memasuki ruang pembakaran dan secara bertahap memperbesar nyala api di dalam ruang pembakaran; karena pembakar ini merupakan jenis pembakar pembakaran internal, ia mampu menyalakan batu bara bubuk secara langsung tanpa memerlukan nyala api di dalam ruang tungku, sehingga memungkinkan boiler untuk melakukan start-up tanpa minyak dan beroperasi pada beban rendah tanpa minyak, serta mencapai start-up tanpa minyak dan pembakaran stabil pada beban rendah tanpa minyak.

3.2 Sistem kelistrikan
Sistem catu daya generator plasma digunakan untuk menghasilkan perangkat catu daya DC guna menjaga kestabilan busur plasma. Prinsip dasarnya adalah mengonversi sumber daya AC tiga fase menjadi sumber daya DC yang stabil melalui rangkaian penyearah thyristor jembatan sepenuhnya terkontrol tiga fase. Sistem ini terdiri atas dua bagian utama: transformator isolasi dan kabinet catu daya. Kabinet catu daya terutama terdiri atas enam kelompok thyristor berdaya tinggi yang membentuk jembatan penyearah sepenuhnya terkontrol tiga fase, pengatur DC berdaya tinggi 6RA70, reaktor DC, kontaktor AC, PLC kontrol, dan komponen lainnya.

3.3 Sistem air pendingin
Sistem air pendingin menggunakan sistem loop tertutup, yang terdiri atas tangki air pendingin, pompa air pendingin, penukar panas, serta katup, pengukur tekanan, dan pipa-pipa; terdapat tiga set pompa air pendingin yang saling mendukung sebagai cadangan. Sistem ini terutama berfungsi untuk mendinginkan katoda dan anoda generator plasma yang membentuk busur listrik melalui proses pendinginan dengan air.

3.4 Sistem angin film udara
Burner plasma termasuk dalam kategori burner pembakaran internal, dan beban pada dinding bagian dalam burner sangat tinggi saat beroperasi. Untuk melindungi burner sekaligus meningkatkan derajat pembakaran, perlu disediakan aliran udara film pada burner plasma. Aliran udara pendingin berupa film ini dapat diambil dari kotak udara sekunder yang sudah ada, atau dari saluran keluar blower.

3.5 Sistem kontrol
Sistem kontrol plasma terdiri atas kabinet kontrol plasma dan layar sentuh; kabinet tersebut menggunakan PLC seri SIEMENS S7-300 untuk menyelesaikan tugas pengendalian. Antarmuka Profibus pada modul CPU ini dapat dengan mudah dihubungkan ke beberapa pengontrol penyalaan, sehingga memungkinkan pengendalian terpusat atas seluruh perangkat penyalaan melalui jaringan. Panel sentuh GP buatan Digtal digunakan sebagai antarmuka operasi, yang menyediakan mode operasi yang ringkas serta tampilan informasi yang lengkap untuk operasi di lapangan.

3.6 Sistem Pemantauan
Sistem pemantauan terdiri atas probe deteksi kebakaran berbasis citra, televisi industri, dan splitter empat layar, yang secara utama memantau proses pembakaran plasma di ruang tungku.

4. Prinsip kerja generator plasma
Generator tersebut adalah generator plasma berbasis udara yang distabilkan secara magnetik, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar A. Alat ini terdiri atas sebuah kumparan, katoda, dan anoda. Katoda terbuat dari bahan logam atau non-logam dengan konduktivitas listrik yang tinggi. Anoda dibuat dari bahan logam yang memiliki konduktivitas listrik dan termal yang tinggi serta tahan oksidasi, dan dilengkapi sistem pendinginan air untuk menahan dampak suhu tinggi akibat busur listrik. Kumparan tersebut mampu menahan tegangan tembus sebesar 2000 V DC pada suhu tinggi 250℃, sedangkan catu dayanya menggunakan penyearahan gelombang penuh dan memiliki karakteristik arus konstan. Prinsip kerja busur listrik adalah sebagai berikut: pertama-tama disetel arus keluarannya; ketika katoda 3 mendekati anoda 2 dan bersentuhan, seluruh sistem mampu menahan hubungan pendek sekaligus mempertahankan arus konstan; kemudian, ketika katoda perlahan-lahan menjauh dari anoda, busur listrik dalam kumparan, di bawah pengaruh gaya magnet, ditarik keluar melalui nosel ke luar. Udara bertekanan tertentu, di bawah pengaruh busur listrik, terionisasi menjadi plasma bersuhu tinggi, dengan kerapatan energi hingga 10⁵–10⁶ W/cm². ² , untuk menyalakan berbagai jenis batu bara guna menciptakan kondisi yang baik.

5. Komposisi generator plasma

Generator plasma adalah perangkat yang digunakan untuk menghasilkan busur plasma bertemperatur tinggi, yang terutama terdiri atas tiga komponen utama: rakitan anoda, rakitan katoda, rakitan kumparan, serta braket penopang untuk pemasangan di lapangan. Umur desain generator plasma adalah 5 hingga 8 tahun. Rakitan anoda dan rakitan katoda mencakup dua elektroda logam yang digunakan untuk membentuk anoda dan katoda busur; ketika arus tinggi yang stabil mengalir antara kedua elektroda tersebut, udara di antara elektroda akan terionisasi sehingga terbentuk plasma dengan sifat konduktif pada suhu tinggi. Dalam plasma ini, ion-ion bermuatan positif mengalir menuju kutub negatif sumber daya untuk membentuk katoda busur, sementara ion-ion bermuatan negatif dan elektron mengalir menuju kutub positif sumber daya untuk membentuk anoda busur. Kumparan diberi energi untuk menghasilkan medan magnet yang kuat, yang menekan plasma dan kemudian mendorongnya keluar dari anoda melalui aliran udara bertekanan, sehingga terbentuklah busur bertemperatur tinggi yang dapat dimanfaatkan.

5.1. Perakitan anoda
Rakitan anoda terdiri atas anoda, saluran air pendingin, saluran udara bertekanan, dan rumah. Permukaan konduktif anoda dicor dari bahan logam berkonduktivitas tinggi, didinginkan dengan sistem pendinginan air, dan mampu beroperasi secara kontinu selama lebih dari 500 jam. Untuk memastikan bahwa busur dapat ditarik keluar dari anoda sejauh mungkin, pada anoda ditambahkan lengan penekan busur.
 

5.2. Perakitan katoda
Rakitan katoda terdiri atas kepala katoda, selubung luar, selubung dalam, mekanisme penggerak, saluran masuk dan keluar, sambungan konduktif, dan sebagainya; untuk katoda pada struktur berputar generator plasma, juga diperlukan pemasangan satu set mekanisme penggerak putar. Permukaan konduktif dari kepala katoda dicor menggunakan bahan logam berkonduktivitas tinggi, didinginkan dengan sistem pendingin air, dan waktu operasi berkesinambungan lebih dari 50 jam.
 

5.3. Perakitan kumparan
Rakitan kumparan terdiri atas kumparan yang dililitkan pada tabung konduktif, bahan isolasi, sambungan masuk dan keluar air, sambungan konduktif, selubung, dan komponen lainnya. Rakitan kumparan didinginkan oleh air yang mengalir di dalam tabung konduktif. Tabung konduktif tersebut didinginkan oleh air dan memiliki masa pakai 5 tahun.
 

5.4. Sistem Kelistrikan Plasma
Sistem catu daya generator plasma digunakan untuk menghasilkan unit catu daya DC yang mampu mempertahankan busur plasma secara stabil. Prinsip dasarnya adalah dengan menggunakan rangkaian penyearah tiristor jembatan tiga fase yang sepenuhnya dikendalikan, sehingga sumber daya AC tiga fase diubah menjadi sumber daya DC yang stabil. Sistem ini terdiri atas dua bagian utama: transformator isolasi dan kabinet catu daya. Kabinet catu daya terutama terdiri atas enam kelompok tiristor berdaya tinggi yang membentuk jembatan penyearah tiga fase yang sepenuhnya dikendalikan, pengatur DC berdaya tinggi 6RA70, reaktor DC, kontaktor AC, PLC kontrol, dan komponen lainnya.

Dapatkan video MFG dari tautan di bawah ini:

https://www.facebook.com/100064429324156/videos/732841031858513/