Unsere Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt sind so konzipiert, dass sie die NOx-Emissionen erheblich reduzieren und gleichzeitig eine stabile Verbrennungsleistung gewährleisten. Darüber hinaus spielt Die CFD-Modellierung (Computational Fluid Dynamics) spielt eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass eine Nachrüstung vor der Installation sowohl die Leistungs- als auch die Emissionsanforderungen erfüllt. 

Zu den wichtigsten Überlegungen für eine Nachrüstung eines extrem NOx-Brenners gehören: 

  • Höhe oder Breite des strahlenden Feuerraums
  • Burner to burner spacing
  • Burner to tube spacing
  • Firebox temperature
  • Fuel composition
  • Luftleckage (Fremdluft)

Eine gründliche Bewertung dieser Faktoren stellt sicher, dass eine Nachrüstung eines Brenners mit extrem niedrigem NOx-Gehalt die Anforderungen an Betrieb, Effizienz und Emissionen erfüllt. 

Wichtige Überlegungen für eine Nachrüstung eines Brenners mit extrem niedrigem NOx-Gehalt

Höhe oder Breite des Strahlungsfeuerraums

Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt erzeugen im Allgemeinen längere Flammen als herkömmliche Brenner. Ein typischer Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt erzeugt eine Flammenlänge von etwa zwei Fuß pro MMBtu Zündrate. Zum Beispiel hätte ein Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt, der mit 10,0 MMBtu/h brennt, eine Flammenlänge von 20 Fuß. 

Bei vertikal befeuerten Heizkörpern sollte die Flammenlänge zwei Drittel der Feuerraumhöhe nicht überschreiten, um einen Aufprall auf die Stoßdämpferrohre des Konvektionsabschnitts zu verhindern. 

Bei horizontal befeuerten Heizkörpern ist die Flammenlänge noch kritischer. Da die Brenner auf gegenüberliegenden Seiten installiert sind, muss in der Mitte des Heizgeräts eine verbrennungsfreie Ausrückzone vorhanden sein, um eine Flammenwechselwirkung zu verhindern. Diese Zone sollte in der Regel ein Drittel bis ein Viertel der Breite des Feuerraums betragen, um die richtige Wärmeverteilung zu gewährleisten und eine Überhitzung zu verhindern. 

Abstand zwischen Brenner und Brenner

Der richtige Abstand zwischen den Brennern ist für die Leistung des ULN-Brenners unerlässlich. Wenn die Brenner zu nahe beieinander liegen, können folgende Probleme auftreten: 

  • Flame impingement auf Strahlungsröhren
  • Erhöhte NOx-Emissionen aufgrund schlechter Flammenverteilung
  • Ungleichmäßiger Wärmefluss<span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0"> was zu betrieblichen Ineffizienzen führt<
  • span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0">Feuerwolkenbildung, wo die Flammen zu einem großen, instabilen Feuerball verschmelzen

Bei vertikalen zylindrischen Erhitzern ist der Brennerabstand besonders wichtig, da er den Rauchgasstrom in Richtung der Mitte des Erhitzers beeinflusst. Wenn die Brenner zu nah beieinander liegen, können Flammen nach innen gezogen werden, was zu einer instabilen Verbrennungsumgebung führt. 

Bei Kabinenheizungen gibt es mehr Flexibilität bei der Brennerplatzierung, aber es ist immer noch ein angemessener Abstand erforderlich, um Flammenwechselwirkung und übermäßige NOx-Bildung zu vermeiden. 

Brenner-Rohr-Abstand 

Der API-Standard 560 bietet einen empfohlenen Brenner-Rohr-Abstand für Brenner mit niedrigem NOx-Gehalt. Durch die Vergrößerung des Brennerabstands wird häufig der Abstand zwischen Brennern und Prozessrohren verringert, was zu Problemen mit dem Wärmefluss und einer möglichen Überhitzung der Rohre führen kann. 

Zum Beispiel sollte ein Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt, der 10,0 MMBtu/h befeuert, mindestens einen Meter von der Mittellinie der Prozessrohre entfernt platziert werden, um einen sicheren Betrieb und eine ordnungsgemäße Wärmeverteilung zu gewährleisten. 

John Zinks CFD-Analysedienste können die Flammeneigenschaften modellieren und die Platzierung von Brenner und Rohr vor der Installation optimieren, wodurch das Risiko von Wärmestromungleichgewichten und Leistungsproblemen verringert wird. 

Überlegungen zur Feuerraumtemperatur

Die Feuerraumtemperatur spielt eine wichtige Rolle bei der NOx-Bildung, da höhere Temperaturen zu erhöhten thermischen NOx-Emissionen führen. Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt sind jedoch auf eine interne Rauchgasrückführung angewiesen, um den NOx-Ausstoß zu senken, was bei Niedertemperatur-Feuerstätten zu Stabilitätsproblemen führen kann. 

Eine Brückenwandtemperatur (BWT) von 1300 °F oder weniger kann sich negativ auf die Flammenstabilität auswirken und zu einer erhöhten Kohlenmonoxid (CO)-Bildung führen. Um dies zu beheben, können Modifikationen wie z. B. Schilfwände eingeführt werden. Diese: 

  • Reduzieren Sie die Menge an mitgerissenem Rauchgas
  • Erstellen Sie eine heißere Zone um die Brenner herum, um die Stabilität zu verbessern
  • Kann zu etwas höheren NOx-Werten führen

In einigen Fällen müssen Strahlungsschutzwände zum Schutz von Spulenführungsstiften oder Rückbiegungen entfernt werden, um mehr Rauchgasmitrisse in der Nähe der Brenner zu ermöglichen. Eine schachbrettförmige Schilfwandkonstruktion kann in diesen Anwendungen eine effektive Lösung sein. 

Überlegungen zur Brennstoffzusammensetzung

Die Zusammensetzung des in der Heizung verwendeten Brennstoffs wirkt sich sowohl auf die NOx-Bildung als auch auf die Brennerleistung aus. 

Brennstoffe mit höherem NOx-Gehalt: 

  • Wasserstoff
  • Propan
  • Butane
  • Schwerere Kohlenwasserstoffe, Aromaten und Olefine Diese Brennstoffe

haben höhere adiabatische Flammentemperaturen als Methan, was zu erhöhten NOx-Emissionen und längerer Flammen führt Kraftstoffe mit geringerem NOx-Gehalt 

: Kraftstoffe

, 

  • die Kohlendioxid (CO2) und molekularen Stickstoff (N2) enthalten<
  • span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0">Diese Komponenten reduzieren die Flammentemperatur und die NOx-Bildung, können sich aber negativ auf die Flammenstabilität auswirken.

Wenn Sie eine Nachrüstung eines Brenners mit extrem niedrigem NOx-Gehalt in Betracht ziehen, sollte dem Brennerhersteller eine aktuelle Analyse der Brennstoffzusammensetzung zur Verfügung gestellt werden, um die richtige Brennerauswahl und -konfiguration sicherzustellen. 

Luftleckage (Fremdluft) 

Da die meisten Prozesserhitzer unter Unterdruck arbeiten, ist Fremdluft eine ständige Herausforderung. Wenn Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt einen niedrigen NOx-Gehalt erreichen sollen, müssen Luftlecks minimiert werden. 

Häufige Quellen für Fremdluft sind: 

  • Strahlungsrohrdurchführungen
  • Türspießtüren und explosionstüren
  • Rohrführungen und Zugänge

Ein Rauchtest kann helfen, Leckagen an Fremdluft zu identifizieren und zu beseitigen, bevor eine Nachrüstung des Brenners mit extrem niedrigem NOx-Gehalt durchgeführt wird. 

Korrektur- und Vorbeugemaßnahmen 

  1. Überprüfen der NOx-Genehmigungsanforderungen mit dem Brennerhersteller, um zu bestätigen, dass Brenner mit extrem niedrigem NOx-Gehalt erforderlich sind.
  2. Evaluate required burner spacing mit dem vorhandenen Layout vergleichen, um festzustellen, ob Änderungen erforderlich sind.
  3. Perform CFD modeling zur Analyse von Flammenwechselwirkungen und Rauchgasströmungswegen.
  4. Geben Sie aktuelle Daten zur Brennstoffzusammensetzung an<span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0"> um die richtige Brennerauswahl sicherzustellen.
  5. Heizungstemperaturdaten aufzeichnen, einschließlich Brückenwand- und Bodentemperaturen, unter normalen Betriebsbedingungen.
  6. Durchführung eines Rauchtests<span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0"> um Luftlecks zu identifizieren und abzudichten, die die Brennerleistung beeinträchtigen könnten.
  7. Führen Sie eine CFM-Analyse (Cold Flow Model) durch für Anwendungen mit Zwangszug oder vorgewärmter Verbrennungsluft, um eine gleichmäßige Luftverteilung zu gewährleisten.

Zusammenfassung 

Die

Nachrüstung einer Heizung mit Brennern mit extrem niedrigem NOx-Gehalt erfordert eine sorgfältige Planung, um die Einhaltung der NOx-Vorschriften zu gewährleisten und gleichzeitig einen stabilen Betrieb und eine effiziente Wärmeübertragung zu gewährleisten. Zu den wichtigsten Überlegungen gehören: 

  • Flame length und Anforderungen an die Feuerraumhöhe
  • Brenner-zu-Brenner-Abstand um Flammeninteraktion
  • zu verhindernBurner-to-tube spacing gemäß API 560 guidelines
  • Firebox temperature<span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0"> und möglicher Bedarf an Änderungen wie z.B. Reed Walls
  • Kraftstoffzusammensetzung und seine Auswirkungen auf die NOx-Bildung und die Flammenstabilität
  • Air leakage control<span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0"> zur Aufrechterhaltung einer optimalen Brennerleistung

Bevor Sie mit der Nachrüstung eines Brenners mit extrem niedrigem NOx-Gehalt fortfahren, sollten Sie sich mit unseren Experten beraten, um die spezifischen Anforderungen und erforderlichen Modifikationen zu bewerten.