Мы помогли крупному нефтеперерабатывающему заводу сократить выбросы NOx на трех тангенциальных котлах производительностью 550 000 фунтов/ч, учитывая стоимость модернизации, сроки и совместимость оборудования. Модернизация успешно достигла целевых показателей выбросов, получила награду за исключительную производительность и продемонстрировала наш опыт в оптимизации промышленных систем сжигания.
Скачать тематическое исследование PDF
Objective
Крупному нефтеперерабатывающему заводу потребовалось сократить выбросы NOx на трех тангенциальных котлах производительностью 550 000 фунтов/ч (250 000 кг/ч). Стратегия предусматривала применение горелок с низким содержанием NOx и индуцированной рециркуляцией дымовых газов (IFGR) для обеспечения надежного сгорания и достижения целевых выбросов NOx при работе с различными комбинациями нефтеперерабатывающих газов и нагрузок. Дополнительные требования заказчика включали:
- Минимальная стоимость модернизации
- Короткие сроки выполнения проекта
- Совместимость с существующей ветрозащитой и системой резервного масла No 2
Решение
Нефтеперерабатывающий завод обратился к нам, чтобы определить и реализовать наиболее экономичный подход. Мы предложили конструкцию горелки, которая минимизировала бы внесение изменений в существующую геометрию ветровой камеры, резервную систему сжигания мазута и оборудование для розжига.
Моделирование вычислительной гидродинамики послужило основой для принятия решения о переходе на горелки с низким уровнем выбросов NOx с использованием подхода IFGR в качестве механизма для достижения снижения выбросов NOx и поддержания эффективности котла. В дополнение к CFD-моделированию, модель в масштабе 1/4 одного углового горелочного элемента с низким содержанием NOx была протестирована в нашем Research & Development Test Center в смоделированных полевых условиях. Испытания продемонстрировали надежные характеристики с низким уровнем выбросов NOx предлагаемой горелки в требуемом диапазоне регулирования горелки.
Влияние повышенных норм IFGR на пароперегреватель котла и контроль температуры оценивалось с помощью вычислительной гидродинамики и математического моделирования. Анализ показал, что пароперегреватель будет соответствовать нормам IFGR и что контроль температуры перегрева может поддерживаться с помощью существующих средств. Исследование воздуховодов для горения и ветровых камер показало, что для достижения оптимального распределения воздушного потока к горелкам не требуется никаких изменений. Наше решение по горелке свело затраты на модернизацию к минимуму, заменив только критически важные компоненты горелки на компоненты, разработанные по индивидуальному заказу, в то время как большая часть системы масляной горелки осталась нетронутой.
Поставленное оборудование включало в себя газовые форсунки с низким уровнем выбросов NOx, новые стабилизаторы пламени и замену соответствующих воздушных форсунок (ковшей) ветровых камер. Эти компоненты были разработаны для адаптации к существующим отсекам для ветровых камер и механизмам наклона горелки, что позволило избежать дорогостоящих модификаций ветровых камер. При проектировании запасных воздушных форсунок ветровой камеры были приняты меры к тому, чтобы существующее оборудование для сжигания масла можно было повторно использовать с незначительными изменениями. Проект был выполнен в сжатые сроки и подвергся тщательному контролю качества во время изготовления. Также было крайне важно, чтобы оборудование достигло проектных характеристик сразу после простоя установки.
Results
Все три промышленных котла были успешно модернизированы. Было подтверждено, что модификации горелки обеспечивают хорошую форму пламени и надежное выключение света в диапазоне нагрузок котла при использовании всех газовых топлив и комбинаций IFGR. Выбросы NOx были легко достигнуты при сохранении перегрева и эффективности котла. Мы получили награду за «Исключительную работу поставщика» от нефтеперерабатывающего завода.
