Retrofit com queimadores de NOx ultrabaixo

Nossos queimadores de NOx ultrabaixo são projetados para reduzir significativamente as emissões de NOx, mantendo um desempenho de combustão estável. Além disso, a modelagem de dinâmica de fluidos computacional (CFD) desempenha um papel crítico para garantir que um retrofit atenda aos requisitos de desempenho e emissões antes da instalação. 

As principais considerações para um retrofit de queimador de NOx ultrabaixo incluem: 

• Altura ou largura da fornalha radiante
• Espaçamento
• entre queimador e queimadorEspaçamento entre queimadores e tubos
• Firebox temperature
• Fuel composition
• Vazamento de ar (ar)

Uma avaliação completa desses fatores garante que um retrofit de queimador de NOx ultrabaixo atenda aos requisitos operacionais, de eficiência e de emissões. 

Principais considerações para um retrofit de queimador de NOx ultrabaixo <

Os queimadores de NOx ultrabaixo geralmente produzem chamas mais longas do que os queimadores convencionais. Um queimador típico de NOx ultrabaixo produz um comprimento de chama de aproximadamente dois pés por MMBtu de taxa de disparo. Por exemplo, um queimador de NOx ultrabaixo disparando a 10,0 MMBtu/h teria um comprimento de chama de 20 pés. 

Para aquecedores acionados verticalmente, o comprimento da chama não deve exceder dois terços da altura da fornalha para evitar o impacto nos tubos de choque da seção de convecção. 

Para aquecedores acionados horizontalmente, o comprimento da chama é ainda mais crítico. Como os queimadores são instalados em lados opostos, deve haver uma zona de desengate livre de combustão no centro do aquecedor para evitar a interação da chama. Esta zona normalmente deve ter de um terço a um quarto da largura da fornalha para manter a distribuição adequada do calor e evitar o superaquecimento. 

Espaçamento entre queimadores

O espaçamento adequado entre os queimadores é essencial para o desempenho do queimador ULN. Se os gravadores estiverem muito próximos, os possíveis problemas incluem: 

• Flame impingement em tubos radiantes
• Aumento das emissões de NOx devido à má distribuição de chamas
• Fluxo de calor desigual levando a ineficiências operacionais
• Formação de nuvens de fogo, onde as chamas se fundem em uma grande bola de fogo instável

Em aquecedores cilíndricos verticais, o espaçamento do queimador é particularmente importante porque afeta o fluxo de gás de combustão em direção ao centro do aquecedor. Se os queimadores estiverem muito próximos, as chamas podem ser puxadas para dentro, levando a um ambiente de combustão instável. 

Em aquecedores do tipo cabine, há mais flexibilidade na colocação do queimador, mas o espaçamento adequado ainda é necessário para evitar a interação da chama e a formação excessiva de NOx. 

Espaçamento entre queimador e tubo

O padrão API 560 fornece espaçamento recomendado entre queimador e tubo para queimadores com baixo NOx. O aumento do espaçamento do queimador geralmente reduz a distância entre os queimadores e os tubos de processo, o que pode levar a problemas de fluxo de calor e potencial superaquecimento do tubo. 

Por exemplo, um queimador de NOx ultrabaixo disparando 10,0 MMBtu/h deve ser colocado a pelo menos um metro e meio da linha central dos tubos de processo para garantir uma operação segura e uma distribuição adequada de calor. 

Os serviços de análise CFD podem modelar as características da chama e otimizar o posicionamento do queimador ao tubo antes da instalação, reduzindo o risco de desequilíbrios no fluxo de calor e problemas de desempenho. 

Considerações sobre a temperatura da fornalha A 

temperatura da fornalha desempenha um papel significativo na formação de NOx, pois temperaturas mais altas levam ao aumento das emissões térmicas de NOx. No entanto, os queimadores de NOx ultrabaixo dependem da recirculação interna de gases de combustão para reduzir o NOx, o que pode criar desafios de estabilidade em fornalhas de baixa temperatura. 

Uma temperatura da parede da ponte (BWT) de 1300 ° F ou inferior pode afetar negativamente a estabilidade da chama, levando ao aumento da formação de monóxido de carbono (CO). Para resolver isso, modificações como Reed Walls podem ser introduzidas. Estes: 

• Reduza a quantidade de gás
• de combustão arrastadoCrie uma zona mais quente ao redor dos queimadores para melhorar a estabilidade
• Pode resultar em níveis de NOx ligeiramente mais altos

Em alguns casos, as paredes de blindagem radiante que protegem os pinos-guia da bobina ou as curvas de retorno devem ser removidas para permitir mais arrastamento de gases de combustão perto dos queimadores. Um design de Reed Wall quadriculado pode ser uma solução eficaz nessas aplicações. 

Considerações 

sobre a composição do combustível A composição do combustível usado no aquecedor afeta tanto a formação de NOx quanto o desempenho do queimador. 

Combustíveis que produzem NOx mais alto: 

• Hydrogen
• Propane
• Butano
• Hidrocarbonetos, aromáticos e olefinas mais pesados

Esses combustíveis têm temperaturas de chama adiabáticas mais altas do que o metano, levando ao aumento das emissões de NOx e chama mais longa comprimentos devidos a tempos de oxidação prolongados. 

Combustíveis produtores de NOx inferiores: 

• Combustíveis contendo dióxido de carbono (CO2) e nitrogênio molecular (N2)
• Esses componentes reduzem a temperatura da chama e a formação de NOx, mas podem afetar negativamente a estabilidade da chama.

Ao considerar um retrofit de queimador de NOx ultrabaixo, uma análise recente da composição do combustível deve ser fornecida ao fabricante do queimador para garantir a seleção e configuração adequadas do queimador. 

Vazamento de ar (ar) 

Como a maioria dos aquecedores de processo opera sob pressão negativa, o ar residual é um desafio contínuo. Se os queimadores de NOx ultrabaixos atingirem baixos níveis de NOx sem altos níveis de CO, os vazamentos de ar devem ser minimizados. 

Fontes comuns de ar residual incluem: 

• Penetrações de tubos radiantes
• Peep doors and portas de explosão
Guias de tubo e pontos de acesso Um teste de fumaça pode ajudar a identificar e eliminar vazamentos de ar residual antes que um retrofit de queimador de NOx ultrabaixo seja realizado.

Ações corretivas e preventivas

1. Revisar os requisitos de licença de NOx com o fabricante do queimador para confirmar que os queimadores de NOx ultrabaixo são necessários.
2. Avalie o espaçamento necessário do queimador no layout existente para determinar se serão necessárias modificações.
3. Execute modelagem CFD para analisar interações de chama e caminhos de fluxo de gases de combustão.
4. Forneça dados recentes de composição de combustível para garantir a seleção adequada do queimador.
5. Registrar dados de temperatura do aquecedor, incluindo temperaturas da parede e do piso da ponte, em condições normais de operação.
6. Realize um teste de fumaça para identificar e vedar vazamentos de ar que possam afetar o desempenho do queimador.
7. Execute uma análise de modelo de fluxo frio (CFM) para aplicações com tiragem forçada ou ar de combustão pré-aquecido para garantir uma distribuição uniforme do ar.

Resumo 

A adaptação de um aquecedor com queimadores de NOx ultrabaixo requer um planejamento cuidadoso para garantir a conformidade com os regulamentos de NOx, mantendo a operação estável e a transferência de calor eficiente. As principais considerações incluem: 

• Flame length e requisitos de altura do firebox
• Espaçamento entre queimadores para evitar interação de chama
• Espaçamento entre queimadores data-contrast="auto" lang="EN-US" class="TextRun SCXW240042431 BCX0"> de acordo com as diretrizes
• da API 560Firebox temperature e possível necessidade de modificações como Reed Walls
• Composição de combustível e seu impacto na formação de NOx e estabilidade da chama
• Controle de vazamento de ar para manter o desempenho ideal do queimador

Antes de prosseguir com um retrofit de queimador de NOx ultrabaixo, consulte nossos especialistas para avaliar os requisitos específicos e as modificações necessárias.