تم تصميم شعلات أكاسيد النيتروجين المنخفضة للغاية لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين بشكل كبير مع الحفاظ على أداء احتراق مستقر. بالإضافة إلى ذلك ، تلعب نمذجة ديناميكيات السوائل الحسابية (CFD) دورا مهما في ضمان أن التعديل التحديثي يلبي متطلبات الأداء والانبعاثات قبل التثبيت. 

تشمل الاعتبارات الرئيسية للتعديل التحديثي لموقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية ما يلي: 

  • ارتفاع أو عرض صندوق الاحتراق المشع
  • Burner to the burner spacing
  • Burner to tube spacing
  • درجة حرارة
  • Fireboxتكوين الوقود
  • تسرب الهواء (هواء متشرد)

يضمن التقييم الشامل لهذه العوامل أن التعديل التحديثي لموقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية يلبي متطلبات التشغيل والكفاءة والانبعاثات. 

الاعتبارات الرئيسية لتعديل شعلة أكاسيد النيتروجين المنخفضة

للغاية

ارتفاع أو عرض صندوق الاحتراق

المشع تنتج شعلات أكاسيد النيتروجين المنخفضة للغاية بشكل عام ألهبا أطول من الشعلات التقليدية. ينتج الموقد النموذجي المنخفض للغاية أكاسيد النيتروجين طول لهب يبلغ حوالي قدمين لكل MMBtu من معدل إطلاق النار. على سبيل المثال ، يبلغ طول اللهب لموقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية عند 10.0 مليون وحدة حرارية بريطانية / ساعة 20 قدما. 

بالنسبة للسخانات التي تعمل رأسيا ، يجب ألا يتجاوز طول اللهب ثلثي ارتفاع صندوق الاحتراق لمنع الاصطدام بأنابيب صدمة قسم الحمل الحراري. 

بالنسبة للسخانات التي يتم إطلاقها أفقيا ، يكون طول اللهب أكثر أهمية. نظرا لأن الشعلات مثبتة على جوانب متقابلة ، يجب أن تكون هناك منطقة فك ارتباط خالية من الاحتراق في وسط السخان لمنع تفاعل اللهب. يجب أن تكون هذه المنطقة عادة من ثلث إلى ربع عرض صندوق الاحتراق للحفاظ على التوزيع المناسب للحرارة ومنع ارتفاع درجة الحرارة. 

تباعد الموقد إلى الموقد 

يعد التباعد المناسب بين الشعلات أمرا ضروريا لأداء موقد ULN. إذا كانت الناسخات قريبة جدا من بعضها البعض ، فتشمل المشكلات المحتملة: 

  • Flame impingement على الأنابيب المشعة
  • زيادة انبعاثات أكاسيد النيتروجين بسبب ضعف توزيع اللهب
  • تدفق الحرارة غير المتكافئ < span class = "NormalTextRun SCXW240042431 BCX0" > مما يؤدي إلى عدم الكفاءة التشغيلية
  • < تباين البيانات span = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0">تشكيل سحابة النار ، حيث تندمج النيران في كرة نارية كبيرة غير مستقرة

في السخانات الأسطوانية العمودية ، يكون تباعد الموقد مهما بشكل خاص لأنه يؤثر على تدفق غاز المداخن باتجاه مركز السخان. إذا كانت الشعلات قريبة جدا ، فيمكن سحب اللهب إلى الداخل ، مما يؤدي إلى بيئة احتراق غير مستقرة. 

في السخانات من نوع المقصورة ، هناك المزيد من المرونة في وضع الموقد ، ولكن لا يزال التباعد المناسب ضروريا لتجنب تفاعل اللهب وتكوين أكاسيد النيتروجين المفرط. 

تباعد الموقد إلى الأنبوب 

يوفر معيار API 560 تباعدا موصى به من موقد إلى أنبوب للشعلات منخفضة أكاسيد النيتروجين. غالبا ما تؤدي زيادة تباعد الموقد إلى تقليل المسافة بين الشعلات وأنابيب المعالجة ، مما قد يؤدي إلى مشكلات في تدفق الحرارة وارتفاع درجة حرارة الأنبوب المحتمل. 

على سبيل المثال ، يجب وضع موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية الذي يطلق 10.0 MMBtu / hr على بعد أربعة أقدام على الأقل من الخط المركزي لأنابيب العملية لضمان التشغيل الآمن والتوزيع المناسب للحرارة. 

جون

زينك يمكن لخدمات تحليل العقود مقابل الفروقات نمذجة خصائص اللهب وتحسين وضع الموقد إلى الأنبوب قبل التثبيت ، مما يقلل من مخاطر اختلالات التدفق الحراري ومشكلات الأداء. 

اعتبارات درجة حرارة صندوق الاحتراق

تلعب درجة حرارة صندوق الاحتراق دورا مهما في تكوين أكاسيد النيتروجين ، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة انبعاثات أكاسيد النيتروجين الحرارية. ومع ذلك ، تعتمد شعلات أكاسيد النيتروجين المنخفضة للغاية على إعادة تدوير غاز المداخن الداخلي لخفض أكاسيد النيتروجين ، مما قد يخلق تحديات الاستقرار في صناديق الاحتراق ذات درجات الحرارة المنخفضة. 

قد تؤثر درجة حرارة جدار الجسر (BWT) البالغة 1300 درجة فهرنهايت أو أقل سلبا على استقرار اللهب ، مما يؤدي إلى زيادة تكوين أول أكسيد الكربون (CO). لمعالجة هذا ، يمكن إدخال تعديلات مثل Reed Walls. هذه: 

  • تقليل كمية غاز
  • المداخن المغلق قم بإنشاء منطقة أكثر سخونة حول الشعلات لتحسين الاستقرار
  • قد يؤدي إلى مستويات أعلى قليلا من أكاسيد النيتروجين

في بعض الحالات ، يجب إزالة جدران الدرع المشعة التي تحمي دبابيس توجيه الملف أو انحناءات الإرجاع للسماح بمزيد من احتباس غاز المداخن بالقرب من الشعلات. يمكن أن يكون تصميم جدار القصب المتقلب حلا فعالا في هذه التطبيقات. 

اعتبارات تكوين الوقود

يؤثر تكوين الوقود المستخدم في السخان على كل من تكوين أكاسيد النيتروجين وأداء الموقد. 

أنواع أعلى من الوقود المنتج لأكاسيد النيتروجين: 

  • Hydrogen
  • Propane
  • Butane
  • الهيدروكربونات الثقيلة والعطريات والأوليفينات تحتوي

هذه الأنواع من أنواع الوقود على درجات حرارة لهب ثابتة الأثقال أعلى من الميثان ، مما يؤدي إلى زيادة انبعاثات أكاسيد النيتروجين ولهب أطول الأطوال بسبب أوقات الأكسدة الممتدة. 

انخفاض

الوقود المنتج لأكاسيد النيتروجين: 

  • الوقود الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون (CO2) والنيتروجين الجزيئي (N2)
  • < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" >تقلل هذه المكونات من درجة حرارة اللهب وتكوين أكاسيد النيتروجين ولكنها قد تؤثر سلبا على استقرار اللهب.

عند التفكير في تعديل موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية ، يجب تقديم تحليل حديث لتكوين الوقود إلى الشركة المصنعة للموقد لضمان اختيار الموقد وتكوينه بشكل صحيح. 

تسرب الهواء (Tramp Air) 

نظرا لأن معظم سخانات المعالجة تعمل تحت ضغط سلبي ، فإن هواء الصعلوك يمثل تحديا مستمرا. إذا كانت شعلات أكاسيد النيتروجين منخفضة للغاية ستحقق أكاسيد النيتروجين منخفضة بدون مستويات عالية من ثاني أكسيد الكربون ، فيجب تقليل تسرب الهواء. 

تشمل المصادر الشائعة للهواء المتشرد ما يلي: 

  • Radiant tube penetrations
  • أبواب زقزقة و أبواب الانفجار
    • أدلة الأنبوب ونقاط الوصول يمكن أن يساعد اختبار الدخان في تحديد تسرب هواء المتشرد والقضاء عليه قبل إجراء تعديل موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية.

    الإجراءات التصحيحية والوقائية

 

 
  1. مراجعة متطلبات تصريح أكاسيد النيتروجين مع الشركة المصنعة للناسخ للتأكد من أن شعلات الأكاسيد المنخفضة للغاية
    2. ضرورية.
  2. تقييم تباعد الموقد المطلوب < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" >< span class = "NormalTextRun SCXW240042431 BCX0" > مقابل التخطيط الحالي لتحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى تعديلات.
  3. < span class = "NormalTextRun SCXW240042431 BCX0" > Perform CFD modeling لتحليل تفاعلات اللهب ومسارات تدفق غاز المداخن.
  4. توفير بيانات تركيب الوقود الحديثة < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" > لضمان اختيار الموقد بشكل صحيح.
  5. < span class = "NormalTextRun SCXW240042431 BCX0" > سجل بيانات درجة حرارة السخان < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" > ، بما في ذلك جدار الجسر ودرجات حرارة الأرضية ، في ظل ظروف التشغيل العادية.
  6. إجراء اختبار دخان لتحديد وتغلق تسرب الهواء الذي قد يؤثر على أداء الموقد
  7. إجراء تحليل نموذج التدفق البارد (CFM) < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" > للتطبيقات ذات السحب القسري أو هواء الاحتراق المسخن مسبقا لضمان توزيع موحد للهواء.

ملخص 

يتطلب

التعديل التحديثي للسخان بشعلات أكاسيد النيتروجين منخفضة للغاية تخطيطا دقيقا لضمان الامتثال للوائح أكاسيد النيتروجين مع الحفاظ على التشغيل المستقر ونقل الحرارة بكفاءة. تشمل الاعتبارات الرئيسية ما يلي: 

  • Flame length ومتطلبات ارتفاع صندوق الاحتراق
  • < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" >تباعد بين الموقد إلى الناسق< تمتد تباين البيانات = "تلقائي" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" > لمنع تفاعل
  • اللهب < تباين البيانات = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" >NormalTextRun BCX0" NormalTextRun BCX0" span data-contrast <= "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" > وفقا لإرشادات API 560
    • Firebox temperature والحاجة المحتملة لإجراء تعديلات مثل Reed Walls
  • تكوين الوقود وتأثيره على تكوين أكاسيد النيتروجين واستقرار اللهب
  • التحكم في تسرب الهواء < span data-contrast = "auto" lang = "EN-US" class = "TextRun SCXW240042431 BCX0" >< span class = "NormalTextRun SCXW240042431 BCX0" > للحفاظ على أداء الموقد الأمثل

قبل الشروع في تعديل موقد أكاسيد النيتروجين منخفض للغاية ، استشر خبرائنا لتقييم المتطلبات والتعديلات المحددة اللازمة.