Горелки для высокой водородного топливного газа COM-H для технологических печей нефтепереработки Производители

Когда речь заходит о высоководородных топливных газах для печей НПЗ, многие сразу думают о стандартных решениях — но с COM-H всё иначе. На практике даже опытные инженеры иногда недооценивают, как сильно водород меняет подход к конструкции горелки. Я сам лет пять назад в одном проекте чуть не повторил эту ошибку — пытался адаптировать старые чертежи под новый состав газа, а в итоге пришлось переделывать почти всю систему подачи.

Особенности горения водорода в технологических печах

С водородом главная проблема — не температура, а скорость горения. Помню, на испытаниях в Уфе мы сначала получили нестабильное пламя: то отрывалось от форсунки, то гасло. Оказалось, классические расчёты для метана здесь не работают — пришлось экспериментально подбирать угол конуса и диаметр сопла. Кстати, именно тогда мы начали сотрудничать с ООО Лоян Синьпу — их инженеры предложили использовать многослойные системы стабилизации пламени, которые потом вошли в серийные модификации COM-H.

Ещё нюанс — водород сильнее нагревает конструкционные материалы. В первых прототипах быстро выгорали керамические блоки, хотя по паспорту они должны были держать до 1400°C. Пришлось переходить на спецсплавы с алюминиевым покрытием, но и тут не без сюрпризов — при циклических нагрузках появлялись микротрещины. Сейчас в новых версиях горелок это учтено, но всё равно каждый раз при запуске печи смотрю на термопары с особым вниманием.

Кстати, о материалах. Водородная коррозия — отдельная тема. Обычная нержавейка 12Х18Н10Т здесь не всегда выдерживает, особенно если в газе есть примеси сероводорода. Мы как-то поставили партию горелок на НПЗ под Омском — через полгода на некоторых появились точечные поражения. Разбирались, оказалось, проблема в качестве газа. Пришлось дорабатывать конструкцию с учётом возможных примесей.

Практические аспекты модернизации печей под COM-H

Когда речь идёт о замене традиционных горелок на водородные, многие забывают про систему дымоудаления. Водород даёт больше пара — это меняет аэродинамику газоходов. На одном из заводов в Татарстане после модернизации начались проблемы с тягой: конденсат скапливался в неожиданных местах, появилась вибрация. Пришлось пересчитывать сечения и ставить дополнительные шиберы.

Ещё важный момент — автоматика. С водородом классические системы регулирования иногда работают некорректно. Мы обычно ставим дублирующие датчики контроля пламени и дополнительный анализ кислорода в дымовых газах. Кстати, в горелках от Лоян Синьпу это уже учтено в базовой комплектации — там есть встроенные камеры визуального контроля и система аварийного отключения с задержкой менее 0.1 секунды.

Из неочевидного: при переходе на водородное топливо часто требуется менять систему подготовки воздуха. Водород горит с меньшим избытком воздуха — значит, нужны более точные заслонки и фильтры тонкой очистки. Мы обычно рекомендуем устанавливать их с запасом по производительности, особенно если печь работает в переменном режиме.

Опыт эксплуатации в российских НПЗ

На Красноярском НПЗ горелки COM-H работают уже три года в печах пиролиза. Там изначально были опасения насчёт ресурса — водород же активнее. Но практика показала: при правильной настройке межремонтный период даже вырос. Правда, пришлось чаще менять термопары — водород лучше проводит тепло, и датчики работают в более жёстком режиме.

Интересный случай был в Комсомольске-на-Амуре: при низких температурах (-40°C) начались проблемы с розжигом. Оказалось, конденсат в газовой линии замерзал перед горелкой. Решили установить дополнительные подогреватели — но не электрические, а использующие тепло уходящих газов. Эту доработку потом внедрили и в другие проекты.

Ещё запомнился запуск на заводе в Башкирии — там печь долго не выходила на номинальную мощность. После недели экспериментов обнаружили, что проблема в неравномерном смешении газа с воздухом. Помогло простое решение — установка дополнительных турбулизаторов. Иногда самые эффективные решения оказываются и самыми простыми.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас многие говорят о водороде как о топливе будущего, но в технологических печах есть свои ограничения. Например, для процессов с жёсткими требованиями к равномерности нагрева водородные горелки пока проигрывают традиционным — пламя слишком короткое. Мы экспериментировали с различными конфигурациями, но идеального решения ещё не нашли.

Зато в плане экологии преимущества очевидны. На том же красноярском заводе выбросы CO2 снизились на 15% после перехода на COM-H. Хотя здесь есть нюанс — если водород получают паровым риформингом, то общий carbon footprint может быть даже выше. Поэтому важно учитывать источник водорода.

Из последних разработок ООО Лоян Синьпу интересна модульная система горелок — можно комбинировать водородные и газовые модули в зависимости от потребностей процесса. Мы тестировали такую систему на опытной установке — работает стабильно, но требует более сложной системы управления.

Советы по выбору и монтажу

При подборе горелок COM-H всегда смотрите не только на паспортные характеристики, но и на опыт производителя с водородными проектами. Те же китайские специалисты из Лоян Синьпу — они ведь с 1998 года занимаются нефтехимическим оборудованием, и это чувствуется в деталях: например, в том, как продумана система очистки сопел от нагара.

При монтаже обязательно делайте пробные пуски с контролем всех параметров. Мы обычно проводим не менее 10-15 циклов 'розжиг-останов' перед сдачей в эксплуатацию. И обязательно анализируем продукты сгорания — даже небольшие отклонения в составе газа могут сильно повлиять на процесс.

И последнее: не экономьте на системе мониторинга. С водородными горелками лучше сразу ставить полноценную АСУ ТП с архивированием данных. Это потом окупается — когда нужно анализировать работу или оперативно находить причину сбоев. Проверено на практике не раз.