Producendo una forma di fiamma radiale che segue la parete del riscaldatore, questi bruciatori massimizzano il trasferimento di calore ai tubi di processo al centro del riscaldatore. 

Per applicazioni che richiedono un'elevata efficienza e una combustione stabile, i bruciatori avanzati sono progettati come LPMW™ Radiant Wall Burner e Il bruciatore radiante a parete WALFIRE™ offre prestazioni migliorate, flessibilità del combustibile e funzionamento a basse emissioni. 

Sfide operative

Sebbene i bruciatori radianti a parete siano altamente efficaci, due problemi comuni possono influire sulle prestazioni: 

  • Flashback – La fiamma brucia all'interno della punta del gas o del miscelatore, il che può danneggiare il bruciatore e ridurre il trasferimento di calore.
  • Flame Lift-Off – La fiamma si stacca dalla punta del gas, causando instabilità, pulsazioni e potenziale spegnimento della fiamma.

La prevenzione di questi problemi richiede una corretta selezione del bruciatore, la gestione del combustibile e le regolazioni operative. 

Azioni correttive e preventive

Cause e soluzioni del ritorno di fiamma

Il ritorno di fiamma è tipicamente causato da un alto contenuto di idrogeno nel gas combustibile. Quando i livelli di idrogeno superano il 30% in volume, il rischio di ritorno di fiamma aumenta a causa dell'elevata velocità della fiamma dell'idrogeno. Se la velocità della miscela aria-combustibile nel venturi è troppo bassa, la fiamma può rientrare nella punta del bruciatore. 

Il ritorno di fiamma è spesso accompagnato da un forte rumore, simile a quello di un colpo di fucile, quando si verifica. 

Per mitigare il ritorno di fiamma, possono essere impiegate diverse strategie: 

  • Aumentare la velocità di uscita del gas riducendo l'area di flusso della punta del gas, anche se ciò può ridurre leggermente la capacità durante la combustione del gas naturale.
  • Aumenta la pressione del carburante riducendo la dimensione degli spud dell'orifizio, il che aumenta il trascinamento dell'aria e migliora la velocità della miscela.
  • Riduci l'aspirazione dell'aria primaria per abbassare il contenuto di ossigeno nel carburante premiscelato. Meno ossigeno riduce la probabilità di ritorno di fiamma mentre si sposta il bruciatore verso una fiamma a gas grezzo.
  • Metti fuori servizio alcuni bruciatori a bassi carichi di riscaldamento per aumentare la pressione del carburante e migliorare l'aria entrainment sui bruciatori rimanenti.

Per gli ambienti in cui il ritorno di fiamma è un problema, la scelta di un bruciatore progettato per la flessibilità del combustibile ricco di idrogeno, come il Bruciatore a parete radiante LPMW, può fornire una soluzione di combustione più stabile. 

Cause e soluzioni

del sollevamento della fiammaIl sollevamento della fiamma si verifica quando la fiamma si separa dalla punta del gas, causando instabilità e possibile spegnimento della fiamma. Questo problema è spesso accompagnato da un rumore "sbuffante" poiché la fiamma tenta ripetutamente di riattaccarsi. 

La causa più comune di sollevamento della fiamma è il posizionamento errato della punta del gas all'interno della piastrella del bruciatore. Le specifiche di progettazione del bruciatore includono misurazioni precise per il posizionamento della punta del gas rispetto alla superficie della piastrella o alle fessure della fiamma. 

Altri fattori che contribuiscono includono: 

  • Excess primary air – Troppa aria primaria può soffiare via la fiamma dalla punta del gas. Ciò è particolarmente problematico durante l'avvio in un focolare freddo. Durante l'accensione, l'aria primaria deve essere ridotta mentre l'aria secondaria rimane aperta per consentire un attacco stabile della fiamma.
  • Caratteristiche del gas naturale – Sebbene sia a combustione pulita, il gas naturale ha un'alta temperatura di accensione e una struttura molecolare che resiste alla dissociazione. In alcuni casi, un anello di stabilità sulla punta del gas può migliorare la ritenzione della fiamma quando si brucia gas naturale.
  • Incrostazioni da contaminanti del carburante – Negli impianti di etilene, le punte di gas, gli ugelli dell'orifizio e i miscelatori possono ostruirsi a causa di contaminazione da olio verde dai compressori di gas. Un programma di manutenzione regolare aiuta a prevenire questi problemi.

Per le strutture che sperimentano un sollevamento persistente della fiamma, I bruciatori radianti a parete WALFIRE sono progettati per ottimizzare la stabilità della fiamma, la flessibilità del combustibile e la distribuzione del calore. 

Sommario

I bruciatori radianti a parete sono essenziali nei riscaldatori a fessurazione, dove è richiesta una distribuzione uniforme del calore per prestazioni ottimali del processo. Prevenire problemi comuni come il flashback e il sollevamento della fiamma migliora l'efficienza e l'affidabilità. 

Per prevenire il flashback: 

  • Monitora i livelli di idrogeno nel gas combustibile e regola il funzionamento del bruciatore di conseguenza.
  • Aumenta la velocità di uscita della punta del gas e mantieni la corretta pressione del carburante.
  • Riduci l'aspirazione dell'aria primaria per limitare la concentrazione di ossigeno nel carburante premiscelato.

Per evitare il sollevamento della fiamma: 

  • Garantire il corretto posizionamento della punta del gas secondo le specifiche di progettazione del bruciatore.
  • Regola le impostazioni dell'aria primaria e secondaria per promuovere l'attacco della fiamma.
  • Considera gli anelli di stabilità per migliorare la ritenzione della fiamma quando si utilizza il gas naturale.
  • Implementa la manutenzione ordinaria del bruciatore per prevenire la contaminazione da olio verde.

Per assistenza esperta nella scelta e nell'ottimizzazione dei bruciatori a parete radiante, compresi i modelli LPMW e WALFIRE, contattare gli esperti di John Zink.