Горелки для печей дожигания отходящих газов

Если честно, когда слышишь про горелки для печей дожигания отходящих газов, первое что приходит в голову — это просто ?железка с огнём?. Но на деле тут каждый миллиметр конструкции влияет на КПД. Многие до сих пор путают дожигатели с обычными горелками, а зря — разница в подводе воздуха и температурном режиме принципиальна.

Конструкционные просчёты, которые дорого обходятся

Помню, в 2015 году на одном из нефтезаводов в Татарстане поставили горелки с расчётом на низкую теплоту сгорания. Через три месяца эксплуатации выяснилось, что форсунки закоксовываются — не учли содержание сернистых соединений в отходящих газах. Пришлось переделывать систему подачи топлива, добавлять ступень предварительного подогрева.

Кстати, у Лоян Синьпу в каталоге есть модели с керамическими диффузорами — сначала скептически отнёсся, но на тестовом стенде в Уфе такая горелка отработала на 12% стабильнее при перепадах давления. Важный момент: их расчёты по толщине стенок реторты совпали с нашими полевыми замерами.

Самая частая ошибка монтажников — игнорирование угла установки. Если отклонение больше 3 градусов от вертикали, возникает локальный перегрев. Проверяли на установке ЭЛОУ-АВТ-6 — после выравнивания уголков расход газа снизился на 5,7%.

Тонкости работы с высокосернистыми потоками

Когда работаешь с попутным нефтяным газом, главный враг — это сероводород. Стандартные горелки выходят из строя за 4-6 месяцев, особенно страдает зона стабилизации пламени. В печах дожигания от ООО Лоян Синьпу используют легированную сталь 12Х18Н10Т с добавлением молибдена — на установке в Оренбурге такие отработали 11 месяцев без замены.

Заметил интересную деталь: при содержании H2S выше 3% лучше работает двухступенчатый подогрев. Сначала газ идёт через теплообменник уходящих газов, потом догревается в отдельной камере. Это снижает риск коррозии в основной зоне горения.

Коллеги с Ковыктинского месторождения делились опытом — там из-за низких температур часто возникает конденсат. Решили проблему установкой дополнительных дренажных карманов перед горелками. Мелочь, а без неё зимой останавливалась вся линия.

Реальные кейсы модернизации

В 2019 году переоборудовали печь дожигания на НПЗ под Пермью. Заказчик требовал увеличить производительность на 15%, но без замены газовой магистрали. Пришлось комбинировать — взяли за основу горелку GPH-400 от Лоян Синьпу, но доработали систему воздухоподготовки. Добавили лабиринтные уплотнения на заслонках — это дало прирост по объёму подачи воздуха.

Самое сложное было рассчитать новый угол впрыска. Трижды пересчитывали по методике из техдокументации с сайта lynorbert.ru — в итоге остановились на 47 градусах вместо стандартных 45. Результат: температура в камере дожигания выровнялась по всему объёму.

После запуска заметили вибрацию на низких нагрузках. Оказалось, проблема в резонансе газовых струй. Помогло смещение форсунок на 8 мм по окружности — такой нюанс ни в одном учебнике не найдёшь, только опытным путём.

Типичные заблуждения про температурные режимы

Многие проектировщики считают, что чем выше температура в зоне дожигания, тем лучше. На практике при превышении 850°C начинается ускоренное окисление металла, даже у жаропрочных сталей. Оптимальный диапазон — 720-780°C для большинства промышленных горелок дожигания.

Запомнился случай на установке в Башкирии — там пытались ?выжать? 900°C для полного обезвреживания хлорорганики. В итоге через 2 месяца пришлось менять всю футеровку. Специалисты Лоян Синьпу тогда предложили альтернативу — многоступенчатый дожиг с промежуточным охлаждением.

Важный нюанс: при работе с тяжелыми углеводородами нельзя резко менять температуру. Как-то при запуске после ремонта оператор дал полную нагрузку — треснул коллектор подачи. Теперь всегда делаем прогрев ступенчато, по 50°C в час.

Перспективные разработки и ограничения

Сейчас тестируем новую систему рекуперации тепла для печей дожигания отходящих газов. Если удастся поднять КПД ещё на 5-7%, это будет прорыв. В Китае подобные решения уже внедряют на заводах группы Sinopec, но наши условия эксплуатации жёстче.

У Лоян Синьпу есть интересная разработка — горелка с переменным сечением сопел. Пока обкатываем на пилотной установке, но уже видно: при колебаниях состава газа стабильность горения лучше. Правда, требует частой чистки — раз в 2 недели против обычных 3-4 месяцев.

Главное препятствие для внедрения инноваций — это действующие нормативы. По старым СНиПам многие современные решения не проходят согласование. Приходится оформлять как ?опытно-промышленную эксплуатацию?, а это лишние полгода бумажной волокиты.

Практические советы по обслуживанию

Регулярно сталкиваюсь с тем, что обслуживающий персонал не проверяет герметичность фланцевых соединений. Межтем через неплотности подсасывается воздух — это сбивает стехиометрию и приводит к недожогу. Рекомендую делать замеры CO каждую смену, а не раз в месяц как принято.

Для чистки форсунок лучше использовать ультразвуковые ванны с ортофосфорной кислотой. Механическая очистка повреждает калибровочные отверстия — потом не добиться равномерного факела.

Раз в полгода обязательно проверять геометрию жаровых труб. От тепловых деформаций они ?ведут?, особенно в зоне термошоков. На сайте lynorbert.ru есть хорошая методика контроля с помощью лазерных нивелиров — мы её адаптировали под наши условия.