Al producir una forma de llama radial que sigue la pared del calentador, estos quemadores maximizan la transferencia de calor a los tubos de proceso en el centro del calentador. 

Para aplicaciones que requieren alta eficiencia y combustión estable, diseños avanzados de quemadores como the LPMW™ Radiant Wall Burner y WALFIRE™ proporcionan un rendimiento mejorado, flexibilidad de combustible y un funcionamiento de bajas emisiones. 

Desafíos operativos

Si bien los quemadores de pared radiante son altamente efectivos, dos problemas comunes pueden afectar el rendimiento: 

  • Flashback – La llama arde dentro de la punta de gas o del mezclador, lo que puede dañar el quemador y reducir la transferencia de calor.
  • Flame Lift-Off – La llama se desprende de la punta de gas, causando inestabilidad, pulsaciones y posible apagado.

La prevención de estos problemas requiere una selección adecuada del quemador, la gestión del combustible y los ajustes operativos. 

Acciones correctivas y preventivas

Causas y soluciones de retroceso

de llama El retroceso de llama generalmente es causado por un alto contenido de hidrógeno en el gas combustible. Cuando los niveles de hidrógeno superan el 30 por ciento en volumen, el riesgo de retroceso aumenta debido a la alta velocidad de la llama del hidrógeno. Si la velocidad de la mezcla de aire y combustible en el venturi es demasiado baja, la llama puede viajar de regreso a la punta del quemador. 

El retroceso de llama a menudo se acompaña de un ruido fuerte, similar a un disparo de rifle, cuando ocurre. 

Para mitigar el retroceso de llama, se pueden emplear varias estrategias: 

  • Aumente la velocidad de salida del gas reduciendo el área de flujo de la punta de gas, aunque esto puede reducir ligeramente la capacidad al disparar gas natural.
  • Aumente la presión del combustible reduciendo el tamaño de las puntas del orificio, lo que aumenta el arrastre de aire y mejora la velocidad de la mezcla.
  • Reducir la entrada de aire primario para reducir el contenido de oxígeno en el combustible premezclado. Menos oxígeno reduce la probabilidad de retroceso de llama al cambiar el quemador hacia una llama de gas crudo.
  • Ponga algunos quemadores fuera de servicio con cargas bajas del calentador para aumentar la presión de combustible y mejorar el aire entrainment en los quemadores restantes.

Para entornos en los que el retroceso de llama es una preocupación, la selección de un quemador diseñado para la flexibilidad del combustible rico en hidrógeno, como el LPMW Radiant Wall Burner, puede proporcionar una solución de combustión más estable. 

Causas y soluciones

del despegue de la llamaEl despegue de la llama ocurre cuando la llama se separa de la punta de gas, lo que provoca inestabilidad y posible apagado. Este problema a menudo va acompañado de un ruido de "resoplido" cuando la llama intenta volver a colocarse repetidamente. 

La causa más común de despegue de la llama es la posición incorrecta de la punta de gas dentro de la baldosa del quemador. Las especificaciones de diseño del quemador incluyen mediciones precisas para la colocación de la punta de gas en relación con la cara de la loseta o las ranuras de llama. 

Otros factores que contribuyen incluyen: 

  • Excess primary air – Demasiado aire primario puede soplar la llama de la punta de gas. Esto es especialmente problemático durante el arranque en una cámara de combustión fría. Durante el encendido, el aire primario debe reducirse mientras el aire secundario permanece abierto para permitir una fijación estable de la llama.
  • Natural gas characteristics – Mientras se quema limpiamente, el gas natural tiene una alta temperatura de ignición y una estructura molecular que resiste la disociación. En algunos casos, un anillo de estabilidad en la punta de gas puede mejorar la retención de la llama al quemar gas natural.
  • Fouling from fuel contaminants<span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW52892024 BCX0"> – En las plantas de etileno, las puntas de gas, las puntas de los orificios y los mezcladores pueden obstruirse debido a contaminación por aceite verde de compresores de gas. Un programa de mantenimiento regular ayuda a prevenir estos problemas.

Para las instalaciones que experimentan un despegue persistente de la llama, Los quemadores radiantes de pared WALFIRE están diseñados para optimizar la estabilidad de la llama, la flexibilidad del combustible y la distribución del calor. 

Resumen

Los quemadores radiantes de pared son esenciales en los calentadores de agrietamiento, donde se requiere una distribución uniforme del calor para un rendimiento óptimo del proceso. La prevención de problemas comunes como el retroceso de llama y el despegue de la llama mejora la eficiencia y la confiabilidad. 

Para evitar el retroceso de llama: 

  • Monitoree los niveles de hidrógeno en el gas combustible y ajuste el funcionamiento del quemador en consecuencia.
  • Aumente la velocidad de salida de la punta del gas y mantenga la presión de combustible adecuada.
  • Reduzca la entrada de aire primario para limitar la concentración de oxígeno en el combustible premezclado.

Para evitar el despegue de la llama: 

  • Asegúrese de que la posición correcta de la punta de gas según las especificaciones de diseño del quemador.
  • Ajuste la configuración de aire primario y secundario para promover la fijación de llamas.
  • Considere anillos de estabilidad para mejorar la retención de llamas cuando use gas natural.
  • Implemente el mantenimiento rutinario del quemador para evitar el ensuciamiento por contaminación de aceite verde.

Para obtener asistencia experta en la selección y optimización de quemadores de pared radiantes, incluidos los modelos LPMW y WALFIRE, comuníquese con los expertos de John Zink.