
Когда речь заходит о горелках для камеры сгорания в нефтепереработке, многие сразу думают о температурных режимах, но редко учитывают, как конструкция сопла влияет на турбулизацию потока. Мы в ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования с 1998 года сталкивались с десятками случаев, когда неправильный подбор горелки приводил к локальному перегреву даже при корректной термопаре.
Для висбрекинговых печей часто требуются горелки с предварительным паровым распылом – но здесь есть нюанс: если пар подается под углом менее 15 градусов к потоку сырья, возникает преждевременная конденсация. В 2012 году мы модернизировали горелку для завода в Омске, где именно эта проблема вызывала частые остановки.
Сейчас на нашем производстве в Лояне тестируем новый тип форсунок с керамическими вставками – они лучше держат циклические нагрузки при крекинге. Хотя керамика дороже, но при работе с высокосернистыми нефтями срок службы увеличивается в 1.8 раза compared to стандартных стальных.
Важный момент, который часто упускают: геометрия камеры сгорания должна соответствовать не только тепловой мощности, но и аэродинамике дымовых газов. Например, для печей с принудительной тягой мы рекомендуем уменьшить угол раскрытия факела на 3-5 градусов.
При запуске новой установки гидроочистки в Татарстане столкнулись с вибрацией горелки на определенных режимах. Оказалось, проблема не в самой горелке, а в резонансе с конструкцией подводящих трубопроводов – пришлось пересматривать схему креплений.
Часто заказчики требуют универсальности, но для технологических печей это не всегда оправдано. Горелка, рассчитанная и на газ, и на мазут, обычно имеет компромиссные характеристики по каждому из видов топлива. В таких случаях мы предлагаем кастомизированные решения под конкретный технологический процесс.
Интересный случай был на НПЗ под Красноярском – при замене горелок увеличился расход топлива при той же производительности. После анализа выяснили: новые горелки создавали более равномерное температурное поле, что изменило тепловосприятие в конвекционной зоне. Пришлось корректировать настройки рекуператора.
Для установок с высоким содержанием сероводорода стандартная нержавейка 12Х18Н10Т служит не более 14 месяцев. Мы перешли на сплавы с добавлением молибдена – конечно, дороже на 25-30%, но межремонтный период увеличивается до 4 лет.
Особенно критично состояние материалов в зоне распыла – здесь сочетаются высокие температуры и эрозионный износ. На нашем сайте lynorbert.ru есть технические отчеты по испытаниям различных покрытий в реальных условиях эксплуатации.
Запомнился случай, когда заказчик сэкономил на материале корпуса горелки, а через полгода эксплуатации появились микротрещины в зоне термоциклирования. Ремонт обошелся дороже первоначальной экономии – такие ситуации только подтверждают необходимость тщательного подбора материалов для каждого конкретного случая.
Современные горелки должны интегрироваться с АСУ ТП, но не все производители учитывают инерционность систем регулирования. Например, для горелок с плавным регулированием мощности важно согласование времени отклика с работой клапанов и датчиками температуры.
Мы в ООО Лоян Синьпу разрабатываем собственные алгоритмы управления, которые учитывают тепловую инерцию печи. Это особенно важно для печей с переменным составом сырья, где традиционные ПИД-регуляторы не всегда эффективны.
При интеграции с системами безопасности часто возникает конфликт между быстродействием и стабильностью. Наш подход – ступенчатое управление с приоритетом аварийных сигналов, что позволяет избежать ложных срабатываний без ущерба для безопасности.
С ужесточением норм по выбросам NOx пришлось полностью пересматривать конструкцию воздушных регистров. Сейчас мы используем многоступенчатую подачу воздуха, что позволяет снизить температуру в ядре факела без потери эффективности.
Интересное решение предложили наши инженеры для реконструкции старых печей – установка дополнительных сопел для рециркуляции дымовых газов. Это дало снижение NOx на 40% без замены основной горелки.
Современные тенденции требуют учета не только NOx, но и CO. Здесь важно балансировать между полнотой сгорания и температурными режимами. Наши последние разработки как раз направлены на оптимизацию этого соотношения для различных типов технологических печей.
Сейчас активно тестируем системы с предварительным смешением на обедненных смесях – это перспективно для процессов с низкотемпературным пиролизом. Но есть сложности с устойчивостью горения при переменных нагрузках.
Для водородной энергетики разрабатываем горелки с изменяемой геометрией – водород имеет совершенно другие характеристики горения compared to традиционных углеводородов. Пока лабораторные испытания показывают хорошие результаты.
В ближайшие годы ожидается переход к адаптивным системам, которые самостоятельно корректируют параметры работы в зависимости от состава топлива и технологических условий. Мы уже ведем НИОКР в этом направлении на нашей производственной базе в Лояне.