
Когда слышишь про горелки для печей крезинга отработанной кислоты, половина заказчиков сразу представляет стандартные нефтехимические горелки с небольшими доработками. На деле же — это отдельный класс оборудования, где каждый миллиметр сопла и угол подачи воздуха просчитан под агрессивную среду. Помню, в 2012-м мы поставили партию горелок на завод в Омске, и там инженеры сначала пытались адаптировать обычные модели — результат был плачевен: коррозия съела форсунки за три месяца.
Основная ошибка — экономия на материале корпуса. Нержавейка марки 12Х18Н10Т здесь не работает, нужны сплавы с молибденом. В ООО Лоян Синьпу мы перебрали шесть вариантов, пока не остановились на комбинации никеля и хрома с добавлением вольфрама. Да, дорого, но иначе — трещины при циклических нагрузках.
Особенно критична зона смешения. Если в обычных горелках допуски ±1.5 мм, здесь ±0.3 мм уже вызывает локальный перегрев. Как-то раз пришлось переделывать всю партию для завода в Уфе — их технологи настаивали на 'стандартных параметрах', а потом удивлялись, почему температура в зоне факела скачет.
Сейчас в наших последних моделях для печей крекинга используется коническое смешивание с турбулизаторами — не идеально, но стабильнее плоских горелок. Кстати, эту схему мы подсмотрели у старого советского оборудования, которое до сих пор работает на НПЗ в Татарстане.
Расчет тепловой мощности — отдельная головная боль. Формулы из справочников часто дают погрешность до 15%, потому что не учитывают переменную вязкость отработанной кислоты. Мы в Лоян Синьпу разработали свою методику, где учитывается сезонность изменения состава сырья.
На практике лучше закладывать запас по тепловой мощности 20-25%, но не больше — иначе начинается пережог. На том же омском заводе после нашего апгрейда расход топлива снизился на 8%, хотя горелки стали мощнее.
Важный момент — система розжига. Пьезоэлектрические модули не выдерживают постоянной вибрации, перешли на импульсные поджигатели с керамическими изоляторами. Дорабатывали почти год, зато теперь межремонтный цикл — 14 месяцев вместо прежних шести.
В 2019-м был показательный случай на предприятии в Перми. Заказчик купил 'бюджетные' горелки у другого производителя — через два месяца пришлось останавливать печь. Оказалось, термостойкое покрытие выгорало неравномерно, появились локальные перегревы.
Мы тогда предложили им наш вариант с послойным напылением — дороже на 40%, но за два года эксплуатации ни одной замены. Кстати, именно после этого случая мы добавили в конструкцию тепловые экраны из силицированного графита.
Еще запомнился инцидент с подачей воздуха. Технологи одного завода решили сэкономить на системе наддува — поставили вентиляторы меньшей мощности. В итоге горелки работали на грани обратного пламени. Пришлось переделывать всю воздушную трассу.
Сопловые узлы — самое слабое место. Раньше делали из керамики на основе оксида алюминия, но при циклических нагрузках появлялись микротрещины. Сейчас используем металлокерамику с добавлением карбида кремния — дорого, но срок службы вырос втрое.
Крепежные элементы — отдельная история. Обычные болты из жаропрочной стали выдерживают не больше полугода. Перешли на шпильки с диффузионным покрытием, хотя их сложно менять в полевых условиях.
Система охлаждения фронтальной части — здесь много спорных моментов. Воздушное охлаждение проще, но менее эффективно. Водяное требует сложной системы очистки. Мы в последних проектах используем комбинированную схему, но идеала пока нет.
Сейчас экспериментируем с системами автоматического регулирования пламени. Стандартные фотодатчики не работают из-за особенностей горения кислотных паров. Пробуем спектроскопические методы, но пока это лабораторные разработки.
Интересное направление — рекуперация тепла отходящих газов. Но здесь проблема с конденсацией агрессивных компонентов. Наш инженерный отдел в ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования тестирует несколько схем, но до серийного внедрения далеко.
Тупиковой оказалась идея с вихревыми горелками для отработанной кислоты — слишком неравномерный прогрев по сечению печи. Хотя в теории все выглядело перспективно.
Межремонтный интервал сильно зависит от режима работы. Если печь часто останавливают — ресурс сокращается на 25-30%. Рекомендуем минимизировать циклы 'остыл-нагрелся'.
Чистка сопел — обязательная процедура раз в две недели. Лучше использовать мягкие абразивы, твердые повреждают защитное покрытие. Видел случаи, когда пытались чистить стальными щетками — потом горелки шли под замену.
Контроль температуры должен быть непрерывным. Термопары ставить не дальше 150 мм от устья горелки. На одном из объектов ставили в метре — получали запаздывание показаний на 40-50°C.
Горелки — только часть системы. Важно согласование с дымососами, иначе возникает разрежение или подпор. Как-то пришлось переделывать всю газовоздушную трассу из-за несоответствия производительности.
Система КИПиА должна иметь запас по быстродействию. Стандартные контроллеры не всегда успевают отрабатывать изменения параметров. Мы обычно рекомендуем процессорные модули с временем отклика не более 0.1 сек.
Подбор топлива — отдельная тема. Лучше использовать газ с стабильным составом. Колебания теплотворной способности всего на 5% уже вызывают проблемы с стабильностью пламени.