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

Когда слышишь про горелки COM-H для водородного топлива, многие сразу думают о стандартных решениях для метана — а это первая ошибка. На практике водородные смеси ведут себя абсолютно иначе, особенно в печах атмосферных колонн или риформинга. Помню, как в 2015 на НПЗ под Омском пытались адаптировать обычные горелки под 30% водорода — получили нестабильный факел и частые отрывы пламени. Именно тогда стало ясно: нужны специализированные решения, а не модификации.

Особенности водородного топлива в нефтепереработке

Водород — это не просто более калорийное топливо. Его высокая скорость горения требует пересмотра всей геометрии горелочного устройства. Если для природного газа достаточно стандартного воздуховода, то здесь уже нужны расчеты на устойчивость фронта пламени при переменном составе отходящих газов. Кстати, многие недооценивают влияние сероводорода в побочных газах — он резко снижает ресурс сопел.

На одном из проектов для установки гидроочистки пришлось полностью менять материал форсунок — штатные нержавеющие стали давали трещины уже через 2000 часов. Перешли на инконель, но это добавило 40% к стоимости. Зато межремонтный пробег вырос до 3 лет.

Самое сложное — балансировка тепловых потоков при работе на обедненных смесях. Технологи любят экономить, но когда содержание водорода падает ниже 50%, начинаются проблемы с поддержанием температуры в камере радиации. Приходится либо добавлять паровой подогрев, либо ставить дополнительные горелки — а это уже переделка всей топочной части.

Опыт с горелками COM-H

Впервые с COM-H столкнулись на модернизации печи П-1 в Комсомольске-на-Амуре. Китайские коллеги из ООО Лоян Синьпу предлагали их как готовое решение для высоководородных отходящих газов коксования. Что удивило — у них была проработанная методика расчета минимальной скорости истечения, чтобы предотвратить обратные вспышки.

Настроечные работы заняли почти две недели. Самое сложное оказалось не в самой горелке, а в системе подачи — пришлось менять регуляторы давления, потому что штатные не успевали за скачками при изменении состава газа. Зато после калибровки получили КПД 94.3% при содержании водорода до 85%.

Кстати, их техотдел (lynorbert.ru) позже поделился отчетом по испытаниям на установке замедленного коксования — там как раз подробно разбираются случаи работы с примесями меркаптанов. Очень пригодилось когда делали аналогичный проект в Башкирии.

Типичные ошибки при выборе поставщиков

Главная ошибка — выбирать по цене за килограмм металла. С горелками для водорода экономия на материале диффузора или системе розжига всегда выходит боком. Как-то взяли 'бюджетный' вариант у одного уральского завода — через полгода пришлось менять блок управления, потому что он не выдерживал постоянных термоциклов.

Второй момент — многие не проверяют совместимость с существующей АСУ ТП. Бывает что горелка хорошая, но ее контроллер не стыкуется с нашей системой управления печью. Приходится либо ставить промежуточные преобразователи, либо полностью менять автоматику.

Сейчас всегда требуем тестовые испытания на стенде с нашим топливом. Особенно важно видеть работу в переходных режимах — при пуске, остановке, смене режима. Однажды видели как горелка отлично работает на номинале, но при снижении нагрузки до 30% начинала пульсировать с частотой 2-3 Гц — это за полгода вывело из строя крепления огнеупоров.

Практические нюансы эксплуатации

Система мониторинга — без нее сейчас вообще не стоит браться за водородные проекты. Ставим как минимум три типа датчиков: контроль пламени (УФ+ИК), вибрации на корпусе и температуры в зоне стабилизации. Данные с них лучше выводить в отдельный логгер — штатные системы печи часто не успевают обрабатывать высокочастотные колебания.

Ремонтопригодность — тот случай где модульная конструкция выигрывает. У тех же Лоян Синьпу хорошо продумана замена форсунок без демонтажа всей горелки. Это на последнем ремонте сэкономило около 16 часов простоя — обычно на раскрутку фланцев уходило полсмены.

Часто забывают про обучение персонала. Операторы привыкшие к метановым горелкам сначала постоянно 'переливали' воздух пытаясь получить привычный цвет пламени. Пришлось делать отдельные инструкции с видеофиксацией режимов — синее пламень для водорода это норма, а не признак плохого смесеобразования.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас вижу тенденцию к комбинированным решениям — те же COM-H но с возможностью работы на 100% водороде. Правда это требует серьезного пересмотра системы безопасности — скорость распространения пламени в чистом водороде в 8 раз выше чем в метане. Наверное следующий этап — активные системы подавления колебаний с обратной связью по давлению.

Экология толкает к увеличению доли водорода в топливе, но существующие печи не всегда готовы к таким изменениям. Часто ограничение по материалу труб змеевиков — при высокой температуре водород вызывает обезуглероживание сталей. Так что модернизацию горелок нужно увязывать с диагностикой всей печи.

Из интересного — в ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования сейчас тестируют систему предварительного смешения с паровым охлаждением фронта пламени. Если это заработает — сможем безопасно использовать даже низкокалорийные газы с 90% водорода. Жду результатов испытаний к концу года.

Критерии выбора поставщиков

После нескольких проектов выработал для себя четкие требования. Первое — наличие действующих объектов с аналогичными параметрами. Не просто презентации, а реальные отчеты о эксплуатации желательно не менее 2 лет. Второе — техническая поддержка на русском языке с выездом на объект. С горелками удаленно решить можно только 20% проблем.

Отдельно смотрю на подход к документации. Если паспорт горелки состоит из трех страниц общих фраз — это тревожный знак. Нормальный производитель дает и расчеты по эмиссии NOx, и рекомендации по настройке для разных режимов, и даже методику оценки износа по контролируемым параметрам.

С китайскими поставщиками типа Лоян Синьпу сначала был скепсис, но их подход к адаптации оборудования под конкретные технологические схемы оказался глубже чем у многих европейских брендов. Видимо сказывается их опыт с 1998 года и работа с разными типами сырья. Хотя в некоторых вопросах по автоматике еще есть куда расти.