当社の超低NOxバーナーは、安定した燃焼性能を維持しながら、NOx排出量を大幅に削減するように設計されています。さらに、 数値流体力学 (CFD) モデリングは、レトロフィットが性能要件と排出要件の両方を満たしていることを確認する上で重要な役割を果たします。 

超低 NOx バーナーのレトロフィットに関する主な考慮事項は次のとおりです。 

  • 放射火室の高さまたは幅
  • バーナー間の間隔
  • バーナーとチューブの間隔
  • Firebox temperature
  • 燃料組成
  • 空気漏れ(混入空気)

これらの要因を徹底的に評価することで、超低NOxバーナーのレトロフィットが運用、効率、排出の要件を満たしていることが確認されます。 

超低NOxバーナーのレトロフィット に関する重要な考慮事項

Radiant Firebox 高さまたは幅 

超低NOxバーナーは、一般的に従来のバーナーよりも長い炎を発生させます。一般的な超低NOxバーナーは、MMBtuの燃焼速度あたり約2フィートの炎長を生成します。たとえば、10.0 MMBtu/hr で燃焼する超低 NOx バーナーの火炎長は 20 フィートです。 

垂直燃焼ヒーターの場合、対流部の衝撃管への衝突を防ぐため、火炎の長さは火室の高さの 3 分の 2 を超えないようにする必要があります。 

水平燃焼ヒーターの場合、火炎の長さはさらに重要です。バーナーは反対側に設置されているため、火炎の相互作用を防ぐために、ヒーターの中央に燃焼のない離脱ゾーンが必要です。このゾーンは通常、適切な熱分布を維持し、過熱を防ぐために、火室の幅の3分の1から4分の1にする必要があります。 

バーナー間の間隔 

バーナー間の適切な間隔は、ULNバーナーの性能にとって不可欠です。バーナーが近すぎると、次のような問題が発生する可能性があります: 

  • Flame impingement <
  • span data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0">NOx排出量の増加 (火炎分布が不十分なため
    • )
  • 不均一な熱流束運用上の非効率性につながります
  • 火の雲の形成、炎が合体して大きく不安定な火の玉になります

垂直円筒形ヒーターでは、バーナーの間隔は、ヒーターの中心に向かう煙道ガスの流れに影響を与えるため、特に重要です。バーナーが近すぎると、炎が内側に引っ張られ、燃焼環境が不安定になる可能性があります。 

キャビンタイプのヒーターでは、バーナーの配置に柔軟性がありますが、火炎の相互作用や過剰なNOxの形成を避けるためには、適切な間隔が必要です。 

バーナーとチューブの間隔 

API Standard 560は、低NOxバーナーに推奨されるバーナーとチューブの間隔を示しています。バーナーの間隔を空けると、バーナーとプロセス チューブ間の距離が短くなることがよくあります。これは、熱流束の問題やチューブの過熱につながる可能性があります。 

たとえば、10.0 MMBtu/hr を燃焼させる超低 NOx バーナーは、安全な操作と適切な熱分布を確保するために、プロセス チューブの中心線から少なくとも 4 フィート離して配置する必要があります。 

ジョンジンク(John Zink)'s CFD解析サービスでは、火炎特性をモデル化し、設置前にバーナーとチューブの配置を最適化することで、熱流束の不均衡やパフォーマンスの問題のリスクを減らすことができます。< 

h3 aria-level="3">Firebox Temperature Considerations 高温になると熱

NOx排出量が増加するため、Fireboxの温度はNOxの形成に重要な役割を果たします。しかし、超低 NOx バーナーは、内部の排ガス再循環に依存して NOx を低減するため、低温の火室では安定性に課題が生じる可能性があります。 

橋梁の壁温度 (BWT) が 1300°F 以下になると、火炎の安定性に悪影響を及ぼし、一酸化炭素 (CO) の形成が増加する可能性があります。これに対処するために、リードウォールなどの改造を導入することができます。これら: 

  • 巻き込まれる煙道ガス
  • の量を減らします バーナーの周囲に高温ゾーンを作成します
  • NOxレベルがわずかに高くなる可能性があります

場合によっては、コイルガイドピンまたはリターンベンドを保護する放射シールド壁を取り外して、バーナーの近くに煙道ガスの巻き込みを増やす必要があります。市松模様のリードウォールデザインは、これらの用途で効果的な解決策となり得ます。 

燃料組成に関する考慮事項 

ヒーターで使用される燃料の組成は、NOxの生成とバーナー性能の両方に影響を与えます。 

NOxを多く排出する燃料: 

  • Hydrogen
  • プロパン
  • ブタン
  • より重い炭化水素、芳香族化合物、オレフィン

これらの燃料は、メタンよりも断熱的な火炎温度が高いため、NOx排出量が増加し、炎が長くなります酸化時間が長くなるため、長さが長くなります。 

NOxを生成する燃料が少ない場合: 

  • 二酸化炭素(CO2)と窒素分子(N2)を含む燃料
  • これらの成分は、火炎温度とNOx形成を減少させますが、火炎安定性に悪影響を与える可能性があります。

超低NOxバーナーの改造を検討する際には、最新の燃料組成分析をバーナーメーカーに提供し、適切なバーナーの選択と構成を確保する必要があります。 

空気漏れ(トランプエア) 

ほとんどのプロセスヒーターは負圧下で動作するため、トランプエアは継続的な課題です。超低NOxバーナーで高COを使わずに低NOxを達成するには、空気漏れを最小限に抑える必要があります。 

混入空気の一般的な発生源には、 

  • Radiant tube penetrations
  • Peep doorsとexplosion doors
  • チューブガイドとアクセスポイント

スモークテストは、超低NOxバーナーの改造が行われる前に、トランプの空気漏れを特定し、排除するのに役立ちます。 

是正措置と予防措置 

  1. NOx許可要件の見直し、バーナーメーカーに超低NOxバーナーが必要であることを確認しました。
  2. 必要なバーナー間隔を評価します既存のレイアウトに対して変更が必要かどうかを判断します。
  3. Perform CFD modeling 火炎相互作用と煙道ガスの流路を解析します。
  4. 最新の燃料組成データを提供 適切なバーナー選択を確保します。
  5. ヒーター温度データの記録、通常の動作条件下での橋壁温度と床温度を含みます。
  6. スモークテストを実施します バーナーのパフォーマンスに影響を与える可能性のある空気漏れを特定してシールします。
  7. コールドフローモデル(CFM)解析を実行します 強制通風または予熱された燃焼用空気を使用するアプリケーション向けで、均一な空気分布を確保します。

概要 

ヒーターを超低NOxバーナーに改造するには、安定した運転と効率的な熱伝達を維持しながら、NOx規制への準拠を確保するための慎重な計画が必要です。主な考慮事項は次のとおりです: 

  • Flame length と火室の高さの要件
  • バーナー間の間隔
  • バーナーとチューブの間隔API 560 ガイドライン
  • に準拠Firebox temperature およびリード ウォール
  • 燃料組成とそのNOx生成と火炎安定性への影響
  • エアリーク制御 最適なバーナーパフォーマンスを維持します

超低NOxバーナーの改造を進める前に、当社の専門家に相談して、必要な特定の要件と変更を評価してください。