Высокоэффективные низкоэмиссионные горелки для технологических печей нефтепереработки Основный покупатель

Когда слышишь про высокоэффективные низкоэмиссионные горелки, сразу представляешь гигантов типа ?Лукойла? — но основная масса закупок идет от средних НПЗ, которые годами эксплуатируют печи с устаревшими горелочными устройствами. Тут есть нюанс: многие думают, что низкие выбросы — это только про экологию, а на деле это вопрос экономии на штрафах и снижении расхода газа на 8–12%, что для установки АВТ-6 уже дает сотни тысяч рублей в месяц. Мы в ООО Лоян Синьпу с 2005 года поставляем горелки для вторичных процессов — риформинга, гидроочистки, и видим, как меняется подход: раньше главным был КПД, сейчас — стабильность пламени при колебаниях давления топлива.

Почему НПЗ не всегда готовы к замене горелок

В 2018 мы ставили экспериментальную серию горелок на одну из установок в Татарстане — заказчик хотел сразу снизить эмиссию NOx ниже 100 мг/м3. Но не учли, что печь работала на попутном газе с высоким содержанием серы. Через три месяца появились коррозионные ?островки? на фронтовой панели. Пришлось срочно дорабатывать материал сопел — заменили на керамику с добавлением карбида кремния. Это типичная история: проектировщики печей часто не учитывают состав реального топлива, а не лабораторного метана.

Еще момент — инерция персонала. Мастера на НПЗ привыкли к старым горелкам, где можно ?пощупать? воздушную заслонку и на слух определить горение. С низкоэмиссионными моделями требуется точная настройка по приборам — и это многих раздражает. Как-то на одном из заводов пришлось провести 12 учебных сессий, чтобы операторы перестали сбрасывать настройки контроллера ?на глазок?.

Сейчас вижу тренд: основный покупатель — это НПЗ, которые модернизируют печи под новые ГОСТы по выбросам. Но они редко покупают ?под ключ? — чаще берут горелки партиями по 3–5 штук, тестируют на наименее критичной печи, и только потом заказывают серию. Так было с нашим заказчиком из Омска — сначала поставили одну горелку на печь П-1, через полгода взяли 18 штук для всей технологической линии.

Конструктивные тонкости, о которых не пишут в каталогах

Наша горелка ГНЭ-45, которую мы разрабатывали для печей пиролиза, изначально имела проблемы с зажиганием при влажности топливного газа выше 80%. Оказалось, дело в геометрии смесительной камеры — при высокой влажности возникали микровихри, срывавшие стабилизацию пламени. Исправили увеличением угла конусности на 2 градуса — звучит мелочь, но на испытания ушло 4 месяца.

Важный момент — совместимость с системами АСУ ТП. Многие НПЗ до сих пор используют контроллеры 15-летней давности, и современные горелки с цифровыми интерфейсами требуют адаптеров. Мы для таких случаев делаем упрощенные версии с аналоговыми сигналами 4–20 мА — да, теряется часть функционала, но зато не нужно менять всю АСУ.

Тепловая эффективность — это не только КПД, но и равномерность прогрева радиантных труб. Как-то наблюдал на одном НПЗ, как после установки ?продвинутых? горелок в секции конвекции появились локальные перегревы — пришлось пересчитывать энтальпию дымовых газов и менять угол наклона факела. Без термографии бы не справились.

Ремонтопригодность в полевых условиях

В 2021 году на установке гидрокрекинга под Уфой вышла из строя горелка из-за попадания окалины из газопровода. Конкуренты предлагали замену узла (срок — 3 недели), мы сделали ремонтный комплект из футеровочных пластин и форсунки — бригада заменила за 2 дня без остановки печи. С тех пор всегда включаем в контракт опцию аварийного кита — набор сменных элементов на 5 лет эксплуатации.

Кстати, про сроки — многие недооценивают важность быстрого обслуживания. Типичная печь технологическая имеет 20–30 горелок, и если каждая требует демонтажа для чистки — это простой 2–3 суток. Мы в новых моделях сделали откидные блоки фронтальной панели — оператор может прочистить сопло за 15 минут без полного охлаждения.

Экономика vs экология: что действительно волнует нефтепереработчиков

Хотя все говорят про экологические стандарты, на совещаниях первый вопрос всегда про окупаемость. Наша статистика: замена горелок на установке первичной перегонки окупается за 14–18 месяцев — в основном за счет снижения расхода топлива на 9–11% и уменьшения затрат на очистку дымовых газов. Но есть нюанс — экономия проявляется только при нагрузке печи выше 70%. На малых режимах разница с обычными горелками всего 2–3%.

Любопытный кейс был с мини-НПЗ в Краснодарском крае — там из-за частых переходов между режимами (ночная/дневная нагрузка) классические низкоэмиссионные горелки не давали эффекта. Пришлось разрабатывать каскадную систему с двумя режимами горения — для 40% и 100% нагрузки. После внедрения экономия газа составила 13%, но пришлось увеличить длину факела на 15%.

Сейчас вижу, что крупные игроки стали учитывать стоимость жизненного цикла, а не только цену оборудования. Например, ?Газпром нефть? при тендерах обязательно запрашивает расчет затрат на 10 лет — с учетом замены огнеупоров, ремонта систем подачи воздуха и пр. Это правильный подход, но он требует от производителей реальных данных по износу, а не теоретических цифр.

Проблемы адаптации к российским условиям

Импортные горелки часто не выдерживают наших зим — при -35°C возникают проблемы с конденсатом в воздухоподводящих трактах. Мы в ООО Лоян Синьпу для северных месторождений ставим дополнительный подогрев дутьевого воздуха — не самый элегантный solution, зато надежный. Кстати, это увеличивает стоимость на 12%, но заказчики с Ямала готовы платить — простои печи обходятся дороже.

Еще момент — качество газа. На одном из заводов в Поволжье содержание тяжелых углеводородов в топливном газе достигало 18% — пришлось переделывать систему предварительного подогрева. Стандартные решения рассчитаны на 5–7%, иначе начинается коксование форсунок. Сделали двухступенчатый подогрев с точным контролем температуры — проблема исчезла, но КПД упал на 1.5%.

Сейчас работаем над адаптацией горелок для водородсодержащих топлив — это станет актуально с развитием гидроочистки. Пока эксперименты показывают, что при содержании H2 выше 25% нужно менять материал жаровых труб — обычная нержавейка быстро теряет прочность. Испытываем сплавы с добавлением молибдена, но это удорожание на 30–40%.

Что ждет рынок в ближайшие 2–3 года

Думаю, основной рост будет в сегменте горелок для модернизации существующих печей — новых мощностей строят мало, а ужесточение нормативов по выбросам продолжается. Особенно для установок коксования и каталитического крекинга, где температура дымовых газов превышает 450°C — там потенциал снижения NOx до 50%.

Появятся гибридные решения — например, горелки с возможностью работы на смеси газа и жидкого топлива без остановки. Мы уже тестируем такую модель для НПЗ, где есть проблемы с стабильностью газоснабжения. Пока КПД на жидком топливе на 4% ниже, но для аварийных режимов приемлемо.

Важный тренд — интеграция с системами мониторинга эмиссии в реальном времени. Скоро горелка станет не просто устройством для сжигания, а источником данных для оптимизации всего технологического процесса. Мы в Лоян Синьпу уже оснащаем свои модели датчиками вибрации и акустической эмиссии — это помогает предсказывать необходимость обслуживания до падения эффективности.