Высокоэффективные низкоэмиссионные горелки для технологических печей нефтепереработки

Вот ведь что интересно — все сейчас кричат про низкие выбросы, но половина проектов до сих пор упирается в старые добрые проблемы теплопередачи. Когда слышишь про высокоэффективные низкоэмиссионные горелки, первое, что приходит в голову — это не красивые графики NOx, а тот случай на установке гидрокрекинга под Нижневартовском, где мы три недели не могли выйти на номинальную температуру из-за неправильного подбора форсунок. И ведь никто не предупредит, что при переходе на низкоэмиссионный режим придется полностью пересчитывать аэродинамику всей топочной камеры — не то что в паспорте не пишут, а сами производители иногда путаются в показаниях.

Где собака зарыта: практические ограничения эффективности

Вот берём для примера горелки от ООО Лоян Синьпу — с ними с 2012 года работаем. Их модель LN-200 для печей пиролиза показывала в тестах 30 мг/м3 NOx, но на реальной установке в Омске мы еле выжали 45. Почему? Оказалось, проектировщики не учли влажность воздуха — у нас в Сибири она летом другая, не как в Китае на испытательных стендах. Пришлось дорабатывать систему подогрева воздуха на месте, хотя по документам всё идеально сходилось.

А вот с температурой дымовых газов вообще отдельная история. Теоретически низкоэмиссионные горелки должны давать 120-140°C на выходе, но когда в Уфе ставили на атмосферную колонну — получили стабильные 160. Не критично, конечно, но КПД упал на 2%, и это при том, что топливо дорожает каждый квартал. Мелочь? На годовой выработке — миллионы рублей потерь.

Кстати, про ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования — они хоть и основаны в 1998 году, но в Россию пришли только в 2008-м, и первые годы налаживали понимание наших специфических условий. Помню, их инженер привез документацию, где все расчеты были для сухого климата, а у нас в Татарстане зимой воздух плотнее — пришлось совместно пересматривать таблицы подачи газа.

Реальные кейсы: когда теория встречается с российской реальностью

На том же сайте lynorbert.ru есть красивые графики по снижению выбросов, но ни слова про то, как их оборудование ведет себя при -40°C. А мы в Норильске проверяли — лопасти вентиляторов покрывались инеем, приходилось ставить дополнительные подогреватели. Мелочь? Да, но без таких мелочей вся эффективность на нет сходит.

Вот конкретный пример с установки в Ярославле: ставили горелки для технологических печей серии LN-300, обещали 25% экономии газа. По факту вышло 18% — и то только после того, как мы самостоятельно доработали систему рециркуляции дымовых газов. Производитель потом, кстати, эти доработки в свою документацию включил — так что сотрудничество получилось взаимовыгодным.

Еще момент — совместимость с автоматикой. У ООО Лоян Синьпу своя система управления, а на большинстве наших НПЗ стоит Siemens или Schneider Electric. Приходится делать переходные модули, и здесь часто возникают задержки по времени — не всегда стыкуются протоколы обмена данными. В прошлом году в Перми из-за этого пусконаладку на месяц задержали.

Что не пишут в технической документации

Ни один производитель не упоминает про зависимость от качества газа. У нас на Сахалине, например, метановое число другое — пришлось полностью перенастраивать соотношение газ-воздух. Хорошо хоть, что представители ООО Лоян Синьпу оперативно командировали специалиста — за неделю совместными усилиями настроили.

Шумность — вот еще момент. В паспорте пишут 85 дБ, а на деле при работе на полную мощность выходит под 100. Приходится дополнительные шумоглушители ставить, что увеличивает стоимость проекта процентов на 7-10. Хотя если брать в расчет их долговечность — те горелки, что мы в 2015 году поставили в Сургуте, до сих пор работают без капитального ремонта.

Про ремонтопригодность отдельно скажу — с китайским оборудованием всегда опасения были, но у этих ребят оказалась хорошо налаженная сервисная сеть. Запчасти в Москве есть на складе, инженеры при необходимости в течение 2-3 дней приезжают. Не как с европейскими поставщиками, где месяц ждать можно.

Экономика против экологии: вечный спор

Сейчас все требуют снижать выбросы, но мало кто считает совокупную стоимость владения. Вот эти высокоэффективные горелки — да, они дороже обычных на 30-40%, но если считать не только цену закупки, а еще и стоимость обслуживания за 5 лет — получается практически одинаково. Плюс штрафы за превышение нормативов NOx — с ними вообще отдельная история.

В Казани на НПЗ считали — переход на низкоэмиссионное оборудование окупается за 2-3 года только за счет снижения экологических платежей. И это без учета экономии топлива, которая добавляет еще процентов 15 к общей эффективности.

Но есть и подводные камни — например, повышенные требования к качеству подготовки топлива. Пришлось на том же объекте дополнительно ставить фильтры тонкой очистки газа, что еще плюс 5% к стоимости проекта. Хотя в долгосрочной перспективе это же и продлевает срок службы горелок — так что вложения оправданные.

Перспективы и ограничения

Смотрю я на развитие этой темы — скоро дойдем до того, что низкоэмиссионные горелки для технологических печей станут стандартом де-факто. Но пока есть технологические ограничения — для некоторых процессов, например, коксования, сложно добиться стабильности пламени при сверхнизких выбросах.

У ООО Лоян Синьпу в разработке сейчас новая серия — обещают совместить низкие выбросы с возможностью работы на тяжелых топливах. Интересно посмотреть, что получится — если реализуют, это будет прорыв для многих российских НПЗ, где до сих пор используют мазут.

Из объективных недостатков — пока слабая адаптация к работе в условиях российского Севера. Хотя в последних моделях уже появилась защита от обледенения — видимо, учли наш опыт эксплуатации. В целом направление перспективное, главное — чтобы не зазнавались и продолжали работать над улучшениями с учетом реальных отзывов с производств.