我们的超低 NOx 燃烧器旨在显著减少 NOx 排放，同时保持稳定的燃烧性能。此外，计算流体动力学 （CFD） 建模在确保改造在安装前满足性能和排放要求方面起着关键作用。 

超低 NOx 燃烧器改造的关键考虑因素包括： 

  • Radiant 火箱高度或宽度
  • 燃烧器到燃烧器间距
  • 燃烧器到管间距
  • Firebox temperature
  • 燃料成分
  • 漏气（杂质空气）

对这些因素的全面评估可确保超低 NOx 燃烧器改造满足运营、效率和排放要求。 

超低 NOx 燃烧器改造 的关键考虑因素

辐射火箱高度或宽度 

超低 NOx 燃烧器通常比传统燃烧器产生更长的火焰。典型的超低 NOx 燃烧器每 MMBtu 燃烧速率产生的火焰长度约为 2 英尺。例如，以 10.0 MMBtu/hr 的速度燃烧的超低 NOx 燃烧器的火焰长度为 20 英尺。 

对于垂直燃烧的加热器，火焰长度不应超过燃烧室高度的三分之二，以防止撞击对流段激波管。 

对于水平燃烧的加热器，火焰长度更为关键。由于燃烧器安装在相对的两侧，因此加热器中心必须有一个无燃烧脱离区，以防止火焰相互作用。该区域通常应为火箱宽度的三分之一到四分之一，以保持适当的热量分布并防止过热。 

燃烧器到燃烧器间距 

燃烧器之间的适当间距对于 ULN 燃烧器的性能至关重要。如果燃烧器靠得太近，潜在问题包括： 

  • 火焰撞击辐射管<
  • span data-contrast=“auto” lang=“EN-US” class=“TextRun SCXW240042431 BCX0”>氮氧化物排放增加由于火焰分布不佳，
  • 不均匀的热通量 导致运营效率低
    • 下
  • Fire 云形成，其中火焰合并成一个大的、不稳定的火球

在立式圆柱形加热器中，燃烧器间距尤为重要，因为它会影响流向加热器中心的烟气流量。如果燃烧器靠得太近，火焰可能会向内拉，从而导致燃烧环境不稳定。 

在舱式加热器中，燃烧器的放置具有更大的灵活性，但仍然需要适当的间距以避免火焰相互作用和过多的NOx形成。 

燃烧器到管的间距 

API标准560为低NOx燃烧器提供了推荐的燃烧器到管间距。增加燃烧器间距通常会缩短燃烧器和工艺管之间的距离，这可能导致热通量问题和潜在的管道过热。 

例如，一个燃烧速度为 10.0 MMBtu/hr 的超低 NOx 燃烧器应放置在距离工艺管中心线至少四英尺的地方，以确保安全运行和适当的热量分布。 

约翰新科(John Zink)的 CFD 分析服务可以在安装前对火焰特性进行建模并优化燃烧器到管的位置，从而降低热通量不平衡和性能问题的风险。 

Firebox 温度注意事项 

Firebox 温度在 NOx 形成中起着重要作用，因为温度升高会导致热 NOx 排放增加。然而，超低 NOx 燃烧器依靠内部烟气再循环来降低 NOx，这可能会在低温燃烧箱中带来稳定性挑战。 

1300°F 或更低的桥壁温度 （BWT） 可能会对火焰稳定性产生负面影响，导致一氧化碳 （CO） 形成增加。为了解决这个问题，可以引入诸如 Reed Walls 之类的修改。这些： 

  • 减少夹带烟气
  • 的数量在燃烧器周围创建一个更热的区域以提高稳定性
  • 可能会导致 NOx 水平略高

在某些情况下，必须拆除保护线圈导销或回流弯头的辐射屏蔽壁，以允许更多的烟气夹带靠近燃烧器。在这些应用中，格子簧片墙设计可能是一个有效的解决方案。 

燃料成分考虑因素 

加热器中使用的燃料成分会影响NOx的形成和燃烧器的性能。 

更高的NOx产生燃料： 

  • 氢
  • 丙烷
  • 丁烷
  • 较重的碳氢化合物、芳烃和烯烃这些

燃料的绝热火焰温度高于甲烷，导致 NOx 排放增加和火焰延长由于氧化时间延长而导致的长度。 

较低的 NOx 生成燃料： 

  • 含有二氧化碳 （CO2） 和分子氮 （N2） 的燃料<
  • span data-contrast=“auto” lang=“EN-US” class=“TextRun SCXW240042431 BCX0”>这些成分会降低火焰温度和 NOx 的形成，但可能会对火焰稳定性产生负面影响。

在考虑对超低 NOx 燃烧器进行改造时，应向燃烧器制造商提供最近的燃料成分分析，以确保燃烧器的正确选择和配置。 

空气泄漏（杂质空气） 

由于大多数工艺加热器在负压下运行，因此杂质空气是一个持续的挑战。如果超低 NOx 燃烧器要在不高 CO 水平的情况下实现低 NOx，则必须尽量减少空气泄漏。 

常见的杂质空气来源包括： 

  • 辐射管贯穿物
  • 窥视门和防爆门
  • 管道导轨和接入点

烟雾测试可以帮助在进行超低 NOx 燃烧器改造之前识别和消除杂质空气泄漏。 

纠正和预防措施 

  1. 查看 NOx 许可证要求与燃烧器制造商确认是否需要超低 NOx 燃烧器。
  2. 根据现有布局评估所需的燃烧器间距以确定是否需要修改。
  3. 执行CFD建模以分析火焰相互作用和烟气流动路径。
  4. 提供最近的燃料成分数据以确保正确选择燃烧器。
  5. 记录加热器温度数据”，包括在正常运行条件下的桥壁和地板温度。
  6. 进行冒烟测试以识别和密封可能影响燃烧器性能的空气泄漏。
  7. 执行冷流模型 （CFM） 分析”，适用于强制通风或预热燃烧空气的应用，以确保空气分布均匀。

摘要 

用超低 NOx 燃烧器改造加热器需要仔细规划，以确保符合 NOx 法规，同时保持稳定运行和高效传热。关键注意事项包括： 

  • 火焰长度 和 firebox 高度要求
  • 燃烧器到燃烧器间距以防止火焰交互
  • 燃烧器到管间距根据 API 560 指南
  • Firebox temperature以及可能需要修改，例如 Reed Walls
  • Fuel 组合及其对NOx形成和火焰稳定性的影响
  • 漏气控制以保持最佳燃烧器性能

在进行超低 NOx 燃烧器改造之前，请咨询我们的专家，以评估具体要求和必要的修改。