
Когда слышишь про горелки для сжигания низконапорного газа, половина технологов машет рукой — мол, отработанная тема. А на деле в 2018 году на НПЗ под Красноярском из-за неправильного подбора таких горелок случился пережог катализатора — потеряли три недели на переналадку. Вот вам и ?отработанная тема?.
До сих пор встречаю мнение, что низконапорный газ — это что-то вроде отходов производства, которые можно жевать как попало. На самом деле его давление в 0,003-0,005 МПа требует особой геометрии смешивания. Помню, как в 2015-м переделывали горелку для установки АВТ — заказчик требовал универсальности, а пришлось делать три разных сопла под сезонные изменения состава газа.
Кстати, о сезонности — зимой плотность газа на том же заводе вырастала на 12%, что приводило к проскокам пламени. Пришлось вводить регулировочные шайбы с пазом под щуп — мелочь, но без нее КПД падал до 78%.
Сейчас смотрю на каталог ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования — у них в модификациях 2022 года как раз есть съемные диффузоры под разную вязкость. Жаль, в наше время таких решений не предлагали.
Самая грубая ошибка — пытаться адаптировать горелки среднего давления под низконапорный газ простым увеличением диаметра. В 2019 видел такую переделку на мини-НПЗ — результат: желтое коптящее пламя и температура в зоне нагрева на 140°C ниже проектной.
Материал сопла — отдельная история. Жаростойкая сталь 20Х23Н18 выдерживает не больше двух сезонов при сернистом газе. Сейчас пробуем сплав с добавкой церия — пока держится 4 года, но стоимость выше на 30%.
Крепление форсунки — кажется ерундой, но именно из-за вибрации на установке гидроочистки в Омске мы потеряли 8 горелок за месяц. Пришлось разрабатывать амортизирующий узел с пружинной подвеской.
В 2021 году объявили тендер на замену горелочных устройств — из шести претендентов три предлагали ?аналоги? китайского производства. Провели испытания на стенде — у двух образцов пламя отрывалось при давлении ниже 0,0028 МПа.
ООО Лоян Синьпу тогда предоставили протоколы испытаний с завода-изготовителя — видно было, что конструкцию отрабатывали на разных режимах. Особенно впечатлила система стабилизации пламени с керамическим туннелем — у других поставщиков такого решения не было.
Кстати, их сайт https://www.lynorbert.ru выложил тогда 3D-модели для тестирования в CFD-программах — мы проверили в Ansys, расхождения с реальными параметрами всего 3-5%.
При установке новых горелок в печи нагрева сырой нефти забыли учесть тепловое расширение корпуса — через неделю работы появились трещины по сварным швам. Пришлось делать компенсационные зазоры по 5 мм с каждой стороны.
Высота установки над подом — казалось бы, элементарно. Но на установке риформинга приподняли на 15 см для ?лучшего смешения? — получили локальный перегож стенки до 1100°C. Вернули на штатную отметку — температура выровнялась до 890°C.
Электрический розжиг — отдельная головная боль. Стандартные свечи не работают при влажности газа выше 12%. Пришлось заказывать специальные с керамическим изолятором — ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования как раз поставляют такие в комплекте с горелками.
В конце 90-х, когда ООО Лоян Синьпу только начинали, большинство горелок делали по чертежам 70-х годов. Сейчас вижу у них в каталоге модели с предварительным подогревом воздуха — КПД вырос до 94% против наших старых 82%.
Система мониторинга — раньше регулировали ?на глаз? по цвету пламени. Теперь в базовую комплектацию входят датчики СО и термопары с выводом на щит оператора.
Материалы — если раньше жаростойкая сталь служила 2-3 года, то сейчас керамокомпозиты выдерживают до 10 лет даже при высокосернистом газе. Правда, стоимость ремонта выросла в 4 раза — но межремонтный период увеличился вдвое.
Сейчас тестируем горелки с каскадным смешением — теоретически должны снизить выбросы NOx на 20%. Но пока стабильность пламени хуже, чем у классических схем.
Цифровые двойники — ООО Лоян Синьпу анонсировали сервис подбора горелок через математическое моделирование. Интересно, но пока не решаемся — слишком много переменных в реальных условиях.
Гибридные решения — пробуем совмещать сжигание низконапорного газа и факельные газы. Пока КПД нестабильный, но при удачной настройке экономия может достигать 15% по топливу.