Горелка для кислородно-топливного горения для технологических печей нефтепереработки

Вот уже лет двадцать работаю с системами сжигания, и до сих пор встречаю заблуждение, будто кислородно-топливные горелки — это просто 'более горячая версия' обычных. На деле, если вдуматься, тут вся химия процесса меняется: кислород вместо воздуха, меньше балластного азота, выше температура факела, но и рисков прибавляется — от локальных перегревов до ускоренной коррозии. Порой смотрю на старые проекты и думаю: эх, знал бы я тогда про нюансы подбора форсунок или влияние влажности топлива...

Конструкционные особенности, которые часто упускают

Возьмём, к примеру, горелки от ООО Лоян Синьпу — они с 1998 года в теме, и видно, что набили руку на реальных объектах. У них в последних моделях сделана камера предварительного смешения с тангенциальным закручиванием потока. Мелочь? А без этого при высоких концентрациях кислорода пламя 'срывается', особенно при колебаниях давления газа. Я как-то на установке в Татарстане видел, как местные инженеры пытались доработать старую горелку — в итоге замена сопла обернулась переделкой всей системы подачи.

Материал сопел — отдельная история. Для тяжелых топлив типа мазута нужна керамика с алюминиевыми добавками, иначе эрозия за полгода выедает каналы. Но и тут палка о двух концах: керамика хрупкая, при вибрациях печи трескается. Помню, на НПЗ под Омском из-за этого три раза за месяц останавливали печь — пока не поставили компенсаторы вибрации на газопроводе.

А вот система поджига... Казалось бы, что сложного? Но если искровой разрядник стоит слишком близко к зоне высоких температур, электроды спекаются. Пришлось как-то ночью срочно менять блок поджига — хорошо, что у Лоян Синьпу в документации четко указаны допустимые зазоры. Кстати, их сайт https://www.lynorbert.ru выручал не раз — там есть технические заметки по монтажу, которые в каталогах обычно не публикуют.

Реальные кейсы: где теория расходится с практикой

В 2019 году на установке гидроочистки в Башкирии пробовали увеличить долю кислорода до 30% — расчеты показывали прирост КПД на 8%. На бумаге всё сходилось, а на деле начались пульсации пламени. Оказалось, проблема в неоднородности топливной смеси — пришлось ставить дополнительные завихрители. Кстати, тогда же заметили, что термопары в зоне горения показывают заниженные значения — из-за электромагнитных помех от горелки.

Еще запомнился случай с конденсатом в кислородных магистралях. Зимой на неотапливаемом участке трубы скопилась влага — при запуске ледяная пробка вывела из строя регулятор давления. Теперь всегда рекомендую ставить осушители перед горелкой, даже если в спецификациях этого не требуют.

А вот с кислородно-топливным горением в печах пиролиза вообще особая история. Там где-то с 2015 года начали активно переходить на обогащенный кислородом воздух, но многие не учли рост скорости реакции крекинга — в итоге на стенках трубок стал быстрее откладываться кокс. Пришлось корректировать режимы дежурного пламени.

Подбор оборудования: на что смотреть кроме ценника

Когда выбирал горелки для модернизации печи на заводе в Уфе, сначала рассматривали европейские бренды. Но потом обратили внимание, что у Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования в конструкциях есть адаптация под российские условия — например, защита от перепадов напряжения в сети и упрощенная очистка от сернистых отложений.

Важный момент — совместимость с системой КИП. Как-то поставили горелки с цифровыми контроллерами, а местная АСУ ТП их 'не видела'. Пришлось заказывать переходные модули — потеряли неделю на перенастройку. Теперь всегда заранее проверяю протоколы обмена данными.

И да, никогда не экономьте на системе аварийного отключения. Однажды видел, как на испытательном стенде отказал датчик пламени — хорошо, сработала резервная термопара. Хотя по нормативам достаточно одного канала контроля...

Эксплуатационные ловушки

Регулировка соотношения топливо/кислород — кажется простой только в учебниках. На практике при снижении нагрузки ниже 40% начинается нестабильность горения. Приходится либо поддерживать минимальную мощность факела, либо переходить на другой режим — но это уже требует изменения конфигурации горелки.

Износ уплотнений — вечная головная боль. Особенно в зоне высоких температур обычный графит быстро выходит из строя. Сейчас пробуем армированные материалы, но пока идеального решения нет. Кстати, в последних поставках от Лоян Синьпу стали использовать композитные уплотнения — посмотрим, как покажут себя через год эксплуатации.

А еще забывают про визуальный контроль факела. Автоматика — это хорошо, но опытный оператор по цвету и форме пламени может определить проблемы раньше датчиков. Как-то так заметили начинающийся разрыв факела из-за загрязнения форсунки — успели остановить до аварии.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас много говорят про водородные добавки к топливу — теоретически это снижает выбросы, но на практике пока сложно с регулировкой. На испытаниях в прошлом году пробовали смесь с 15% водорода — пламя стало слишком 'жестким', пришлось снижать до 7%.

Еще интересное направление — импульсное горение. Пробовали на экспериментальной установке — КПД действительно растет, но вибрации... Пришлось усиливать крепление всей горелочной системы. Думаю, лет через пять доведут технологию до ума.

А вот с утилизацией тепла уходящих газов пока тупик. Температура на выходе слишком высокая для стандартных рекуператоров — нужны специальные материалы. Возможно, керамические теплообменники помогут, но они дороги и капризны в обслуживании.

В общем, горелка для кислородно-топливного горения — не просто железка, а сложная система, где каждая деталь влияет на работу. И опыт таких компаний, как ООО Лоян Синьпу, который они накопили с 1998 года, здесь бесценен — особенно их подход к адаптации оборудования под конкретные технологические процессы. Главное — не забывать, что даже лучшая техника требует понимания физики процесса и внимания к мелочам.