I nostri bruciatori a bassissimo NOx sono progettati per ridurre significativamente le emissioni di NOx mantenendo stabili le prestazioni di combustione. Inoltre, la modellazione fluidodinamica computazionale (CFD) svolge un ruolo fondamentale nel garantire che un retrofit soddisfi sia i requisiti di prestazioni che quelli di emissioni prima dell'installazione. 

Le

considerazioni chiave per un retrofit di bruciatori a bassissimo NOx includono: 

  • Altezza o larghezza del focolare radiante
  • Spaziatura da bruciatore a masterizzatore
    • Spaziatura da bruciatore a tubo
  • Firebox temperature
  • Composizione del carburante
  • Perdita d'aria (aria di calpestio)

Una valutazione approfondita di questi fattori garantisce che un retrofit di un bruciatore a bassissimo NOx soddisfi i requisiti operativi, di efficienza e di emissioni. 

Considerazioni chiave per un retrofit di un bruciatore a bassissimo NOx

Altezza o larghezza del focolare radiante

I bruciatori a bassissimo NOx generalmente producono fiamme più lunghe rispetto ai bruciatori convenzionali. Un tipico bruciatore a bassissimo NOx produce una lunghezza della fiamma di circa due piedi per MMBtu di velocità di accensione. Ad esempio, un bruciatore a bassissimo NOx che spara a 10,0 MMBtu/ora avrebbe una lunghezza della fiamma di 20 piedi. 

Per i riscaldatori a combustione verticale, la lunghezza della fiamma non deve superare i due terzi dell'altezza del focolare per evitare l'urto sui tubi d'urto della sezione di convezione. 

Per i riscaldatori a combustione orizzontale, la lunghezza della fiamma è ancora più critica. Poiché i bruciatori sono installati su lati opposti, al centro del riscaldatore deve essere presente una zona di disinnesto priva di combustione per evitare l'interazione della fiamma. Questa zona dovrebbe in genere essere compresa tra un terzo e un quarto della larghezza del focolare per mantenere una corretta distribuzione del calore e prevenire il surriscaldamento. 

Spaziatura tra bruciatore e bruciatore

Una corretta spaziatura tra i bruciatori è essenziale per le prestazioni del bruciatore ULN. Se i bruciatori sono troppo vicini tra loro, i potenziali problemi includono: 

  • Flame impingement su tubi radianti
  • Aumento delle emissioni di NOx a causa di una scarsa distribuzione della fiamma
  • Flusso di calore irregolare portando a inefficienze operative
  • Formazione di nuvole di fuoco, dove le fiamme si fondono in una grande palla di fuoco instabile

Nei riscaldatori cilindrici verticali, la spaziatura del bruciatore è particolarmente importante perché influisce sul flusso dei fumi verso il centro del riscaldatore. Se i bruciatori sono troppo vicini, le fiamme possono essere tirate verso l'interno, portando a un ambiente di combustione instabile. 

Nei riscaldatori a cabina, c'è una maggiore flessibilità nel posizionamento del bruciatore, ma è comunque necessaria una spaziatura adeguata per evitare l'interazione della fiamma e l'eccessiva formazione di NOx. 

Spaziatura tra bruciatore e tubo

Lo standard API 560 fornisce la spaziatura consigliata tra bruciatore e tubo per bruciatori a basso NOx. L'aumento della distanza tra i bruciatori spesso riduce la distanza tra i bruciatori e i tubi di processo, il che può portare a problemi di flusso di calore e potenziale surriscaldamento dei tubi. 

Ad esempio, un bruciatore a bassissimo NOx che funziona a 10,0 MMBtu/ora deve essere posizionato ad almeno quattro piedi dalla linea centrale dei tubi di processo per garantire un funzionamento sicuro e una corretta distribuzione del calore. 

John Zink's I servizi di analisi CFD possono modellare le caratteristiche della fiamma e ottimizzare il posizionamento del bruciatore al tubo prima dell'installazione, riducendo il rischio di squilibri del flusso di calore e problemi di prestazioni. 

Considerazioni sulla temperatura del focolare

La temperatura del focolare gioca un ruolo significativo nella formazione di NOx, poiché temperature più elevate portano a un aumento delle emissioni termiche di NOx. Tuttavia, i bruciatori a bassissimo NOx si basano sul ricircolo interno dei fumi per ridurre gli NOx, il che può creare problemi di stabilità nei focolari a bassa temperatura. 

Una temperatura della parete del ponte (BWT) di 1300°F o inferiore può influire negativamente sulla stabilità della fiamma, portando a un aumento della formazione di monossido di carbonio (CO). Per risolvere questo problema, possono essere introdotte modifiche come i muri di canna. Questi: 

  • Riduci la quantità di gas
  • di scarico trascinatiCrea una zona più calda intorno ai bruciatori per migliorare la stabilità
  • Potrebbe comportare livelli di NOx leggermente più alti

In alcuni casi, le pareti dello schermo radiante che proteggono i perni di guida della batteria o le curve di ritorno devono essere rimosse per consentire un maggiore trascinamento dei fumi vicino ai bruciatori. Un design a scacchi di Reed Wall può essere una soluzione efficace in queste applicazioni. 

Considerazioni sulla composizione del combustibile

La composizione del combustibile utilizzato nel riscaldatore influisce sia sulla formazione di NOx che sulle prestazioni del bruciatore. 

Combustibili che producono NOx più elevati: 

  • Idrogeno
  • Propano
  • Butane
  • Idrocarburi, aromatici e olefine più pesanti Questi

combustibili hanno temperature di fiamma adiabatiche più elevate rispetto al metano, con conseguente aumento delle emissioni di NOx e fiamma più lunga  

Combustibili che producono NOx più bassi: 

  • Combustibili contenenti anidride carbonica (CO2) e azoto molecolare (N2)<
  • span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0">Questi componenti riducono la temperatura della fiamma e la formazione di NOx, ma possono influire negativamente sulla stabilità della fiamma.

Quando si considera un retrofit di un bruciatore a bassissimo NOx, è necessario fornire al produttore del bruciatore un'analisi recente della composizione del combustibile per garantire la corretta selezione e configurazione del bruciatore. 

Perdita d'aria (aria di calpestio) 

Poiché la maggior parte dei riscaldatori di processo funziona a pressione negativa, l'aria di scarto è una sfida continua. Se i bruciatori a bassissimo NOx devono raggiungere bassi NOx senza alti livelli di CO, le perdite d'aria devono essere ridotte al minimo. 

Le fonti comuni di aria di vagabondaggio includono: 

  • Penetrazioni di tubi radianti
  • Porte sbirciate e explosion doors
  • Guide per tubi e punti di accesso

Un smoke test può aiutare a identificare ed eliminare le perdite d'aria prima che venga eseguito un retrofit del bruciatore a bassissimo NOx. 

Azioni correttive e preventive

  1. Rivedi i requisiti per i permessi NOx con il produttore del bruciatore per confermare che sono necessari bruciatori a bassissimo NOx.
  2. Valuta la spaziatura del bruciatore richiesta rispetto al layout esistente per determinare se saranno necessarie modifiche.
  3. Esegui modellazione CFD per analizzare le interazioni di fiamma e i percorsi del flusso dei gas di combustione.
  4. Fornisci dati recenti sulla composizione del combustibile per garantire una corretta selezione del bruciatore.
  5. Registra i dati sulla temperatura del riscaldatore, comprese le temperature della parete e del pavimento del ponte, in condizioni operative normali.
  6. Conduci un test di fumo per identificare e sigillare le perdite d'aria che potrebbero influire sulle prestazioni del bruciatore.
  7. Esegui un'analisi del modello di flusso freddo (CFM) per applicazioni con tiraggio forzato o aria di combustione preriscaldata per garantire una distribuzione uniforme dell'aria.

Sommario 

Il retrofit di un riscaldatore con bruciatori a bassissimo NOx richiede un'attenta pianificazione per garantire la conformità alle normative sugli NOx, mantenendo un funzionamento stabile e un trasferimento di calore efficiente. Le considerazioni chiave includono: 

  • Flame length e requisiti di altezza del focolare
  • Spaziatura da bruciatore a bruciatore per prevenire l'interazione
  • con la fiammaSpaziatura da bruciatore a tubo per le linee guida
  • API 560Firebox temperature e potenziale necessità di modifiche come Reed Walls
  • Composizione del carburante e il suo impatto sulla formazione di NOx e sulla stabilità della fiamma
  • Controllo perdite d'aria per mantenere prestazioni ottimali del bruciatore

Prima di procedere con un retrofit di bruciatori a bassissimo NOx, consultare i nostri esperti per valutare i requisiti specifici e le modifiche necessarie.