Атомизационная горелка для печей крекинга отработанной кислоты Производитель

Когда речь заходит об атомизационных горелках для крекинговых печей, многие сразу думают о стандартных конструкциях с механическим распылом — но в работе с отработанной кислотой такой подход может стоить месяцев простоя. Наша команда в ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования с 1998 года сталкивалась с десятками случаев, когда неправильный подбор атомизационной горелки приводил к спеканию форсунок или локальному перегреву кладки. Особенно критично это для установок утилизации сернокислотных отходов, где состав шлама варьируется от партии к партии.

Конструкционные просчеты и как их избежать

В 2012 году мы модернизировали горелку для завода в Омске — заказчик жаловался на трещины в огнеупоре после трех месяцев эксплуатации. При вскрытии выяснилось: сопловой узел был рассчитан на вязкость до 200 сСт, а реальные отходы содержали полимерные включения, повышавшие вязкость до 350 сСт. Пришлось пересчитать не только диаметр сопла, но и угол конуса распыла.

Ключевой момент — материал форсунки. Для сернокислотных сред мы перешли на хастеллой C-276 с плакировкой ниобием, хотя изначально пробовали керамику. Последняя давала микротрещины при циклических температурных нагрузках — помню, как на испытаниях в 2015 году керамическая насадка разрушилась после 47-го цикла 'холодный пуск — рабочий режим'.

Сейчас для печей крекинга отработанной кислоты рекомендуем двухканальные системы с подогревом вторичного воздуха — это снижает риск конденсации паров серной кислоты в зоне распыла. Но и тут есть нюанс: при температуре подогрева выше 220°C начинается ускоренная коррозия воздуховодов, если в конструкции есть медные элементы.

Параметры настройки в полевых условиях

Даже идеально спроектированная горелка требует индивидуальной регулировки на объекте. В прошлом году на установке в Татарстане пришлось уменьшить расчетный расход топливного газа на 18% — из-за повышенного содержания органики в кислоте пламя 'отрывалось' от факела. Инженеры сначала грешили на давление воздуха, но проблема была в калорийности смеси.

Замеры показали: при работе с отходами нефтепереработки оптимальное давление распыла — 0,35-0,55 МПа, а не стандартные 0,7 МПа, как для чистых кислот. Это связано с наличием твердых взвесей, которые при высоком давлении высекают искры и прожигают фронтовой экран.

Важный момент, о котором редко пишут в техпаспортах — вибрации. Если при запуске слышен низкочастотный гул, скорее всего, есть резонанс в системе подачи. Мы в таких случаях ставим демпферы сразу после запорной арматуры — но не фланцевые, а врезные, чтобы не менять геометрию газового тракта.

Совместимость с системами нейтрализации

Часто забывают, что горелка — часть общей схемы газоочистки. На одном из объектов в Башкирии пришлось демонтировать дорогую импортную горелку именно из-за несовместимости с абсорберами: слишком мелкодисперсный факел не успевал догорать в зоне дожигателя, и в скруббер попадали активные частицы серы.

Для комбинированных систем (где за печью стоит электрофильтр) мы теперь всегда рассчитываем степень дисперсности с запасом +15% к номиналу — особенно если в отработанной кислоте есть примеси мазута. Кстати, именно для таких случаев Производитель должен предоставлять не просто паспорт, а расчётные графики по дисперсности в зависимости от нагрузки.

Интересный случай был на модернизации установки КЧ-4 в 2019 году: заказчик требовал обеспечить КПД не ниже 92%, но при этом сохранить возможность работы на кислоте с содержанием воды до 40%. Пришлось разрабатывать камеру предварительного испарения с керамическими насадками — решение, которое позже вошло в наш стандартный каталог для печей крекинга.

Ошибки монтажа и их последствия

Самая распространенная проблема — неправильная центровка относительно футеровки. Как-то раз на пусконаладке в Кемерово обнаружили, что тепловые расширения сместили горелку на 12 мм от оси — результат: локальный перегрев свода и трещины уже через 800 часов работы. Теперь всегда ставим лазерные целеуказатели при монтаже.

Еще один момент — тепловые зазоры. Для горелок с водяным охлаждением нужно оставлять не менее 5 мм на линейное расширение, но при этом обеспечить герметичность стыка. Решили это комбинированными уплотнениями из графита и асбестового шнура — простое, но эффективное решение, которое не требует замены при каждом ремонте.

Крепежные узлы — отдельная история. Стандартные болты из стали 20 выдерживают не более двух лет в кислотной атмосфере. Перешли на крепеж из сплава Инконель 625, хоть это и удорожает конструкцию на 7-9%, но зато избавляет от внеплановых остановок.

Перспективные разработки и ограничения

Сейчас экспериментируем с системами импульсного распыла — теоретически это должно снизить энергозатраты на 20-25%. Но пока не получается стабилизировать факел при переменном составе отходов: если в кислоте больше 15% органики, начинается пульсация с частотой 2-3 Гц, что недопустимо для футеровки.

Еще одно направление — комбинированные горелки с возможностью попеременной работы на газе и жидком топливе. Для атомизационной горелки это сложно из-за разной вязкости сред, но мы пробуем вариант со сменными форсунками и единой системой поджига. Пока испытания идут на стенде в Лояне, но уже видны проблемы с карбонизацией при переходе с одного топлива на другое.

Из объективных ограничений — материалы. Те же хастеллои теряют прочность при длительном контакте с серной кислотой температурой выше 480°C. Пробовали добавлять молибденовые напыления, но это увеличивает стоимость в 2,5 раза. Возможно, стоит вернуться к исследованию титановых сплавов, но с улучшенной термообработкой.

Практические рекомендации по эксплуатации

Первое, что стоит делать после монтажа — записать виброакустические характеристики на холостом ходу и под нагрузкой. Потом эти данные помогут быстро диагностировать проблемы: например, увеличение низкочастотных колебаний часто говорит о закоксовывании сопла.

Для очистки рекомендуем не механическую обработку, а химическую промывку щелочными растворами с последующей пассивацией. Важный нюанс: после промывки обязательно продуть систему азотом — остатки воды в смесителе при пуске могут вызвать гидроудар.

И главное — вести журнал режимов работы. Мы настаиваем, чтобы операторы записывали не только температуры и давления, но и визуальные наблюдения за факелом. Например, изменение цвета с оранжевого на сизый часто предшествует образованию шлаковых пробок в зоне распыла.