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Objective

大手製油所は、550,000 lb/hr (250,000 kg/h) の接線方向燃焼ボイラー 3 基の NOx 排出量を削減する必要がありました。この戦略では、さまざまな製油所ガスと負荷の組み合わせで運転する場合に、信頼性の高い燃焼を提供し、目標のNOx排出量を達成するために、誘導排ガス再循環(IFGR)を備えた低NOxバーナーの適用が求められていました。追加の顧客要件には以下が含まれます:

  • 最小改造コスト
  • 短いプロジェクト実行タイムライン
  • 既存のウィンドボックスおよびNo.2オイルバックアップシステムとの互換性

ソリューション

油所は、最も経済的なアプローチを定義して実装するために私たちにアプローチしました。既存のウィンドボックス形状、バックアップ燃料油燃焼システム、点火装置への変更を最小限に抑えるバーナー設計を提案しました。

CFDモデリングは、NOx削減を達成し、ボイラー効率を維持するためのメカニズムとして、IFGRアプローチで低NOxバーナーを進めるという決定を支持しました。CFDモデリングに加えて、1つの低NOxコーナーバーナーエレメントの1/4スケールモデルが、シミュレートされたフィールド条件下で研究開発テストセンターで テストされました。テストでは、提案されたバーナーの必要なバーナーターンダウン範囲にわたって信頼性の高い低NOx特性が実証されました。

IFGRレートの増加がボイラー過熱器と温度制御に及ぼす影響は、CFDと数学的モデリングを使用して評価されました。分析の結果、過熱器はIFGR速度に対応し、既存の手段で過熱温度制御を維持できることが示されました。燃焼空気ダクトとウィンドボックスのCFD研究では、バーナーへの最適な気流分配を達成するために変更が必要ないことが示されました。当社のバーナーソリューションは、オイルバーナーシステムのほとんどをそのまま維持しながら、重要なバーナーコンポーネントのみをカスタム設計のコンポーネントに交換することで、改造コストを最小限に抑えました。

供給された機器には、低NOxガスインジェクター、新しい火炎安定装置、および関連するウィンドボックスエアノズル(バケット)の交換が含まれていました。これらのコンポーネントは、既存のウィンドボックス コンパートメントとバーナー チルト機構に適応するように設計されており、コストのかかるウィンドボックスの改造を回避しました。交換用ウィンドボックスエアノズルの設計に際しては、既存の石油燃焼装置をわずかな改造で再利用できるように注意が払われました。このプロジェクトは実行時間が短く、製造中に厳格な品質保証テストを受けました。また、設備停止直後に設計性能を発揮することも不可欠でした。

結果

3 つの産業用ボイラーはすべて無事に改造されました。バーナーの変更により、すべてのガス燃料とIFGRの組み合わせで、ボイラー負荷範囲にわたって良好な火炎形状と信頼性の高い点火が提供されることが確認されました。NOx排出量は、過熱度とボイラー効率を維持しながら簡単に達成できました。製油所から「Exceptional Vendor Performance」賞を受賞しました。