Керамический пистолет-распылитель для горна для горелок печей крекинга отработанной кислоты Основный покупатель

Когда слышишь ?керамический пистолет-распылитель для горна горелок печей крекинга отработанной кислоты?, многие представляют себе просто усовершенствованную форсунку. Но на практике — это узел, от которого зависит не просто КПД, а вообще возможность работы установки. Основной покупатель таких систем — не случайные клиенты, а предприятия, которые уже прошли этап проб и ошибок с дешёвыми аналогами. У нас в ООО Лоян Синьпу с 1998 года накопился опыт, когда заказчики приходят после неудачных экспериментов с металлическими распылителями — коррозия съедает их за полгода, особенно в средах с остаточными соединениями серной кислоты.

Конструкционные нюансы, которые не увидишь в спецификациях

Керамика здесь — не та, что в посуде. Речь идёт о спечённом оксиде алюминия с добавками циркония, который держит ударные термические нагрузки до 1400°C. Но главная проблема — не температура, а перепады. При резком охлаждении, если подача кислоты прерывается, появляются микротрещины. В спецификациях пишут ?стойкость к термоудару?, но никто не уточняет, что речь идёт о циклах не более 3–5 остановок в сутки. А на реальных установках бывает и 20.

Мы в Лояне тестировали образцы с разной пористостью. Выяснилось, что при пористости выше 2% кислота начинает просачиваться в структуру, а при остановке печи — кристаллизуется внутри. Результат — распылитель буквально разрывает изнутри. Пришлось совместно с технологами завода-изготовителя пересмотреть режим спекания.

Ещё один момент — посадка узла в горелку. Если зазор больше 0,3 мм, начинается подсос воздуха, который меняет stoichiometry горения. А это уже риск недожога или, наоборот, локального перегрева. В проектах для НПЗ в Уфе мы ставили термопары прямо на корпус распылителя — только так удалось поймать рабочий диапазон.

Кто реально покупает и почему

Основной покупатель — это не те, кто строит новые заводы, а те, кто модернизирует старые установки крекинга. У них уже есть парк горелок, но эффективность падает из-за износа распылителей. Часто обращаются после аварийных ситуаций: когда форма факела искажается, пламя начинает ?бить? в стенки камеры, и через полгода требуется замена футеровки.

В 2021 году к нам обратился завод по переработке отработанных кислот в Татарстане. У них стояли распылители из карбида кремния — вроде бы прочные, но через 4 месяца работы началось оплавление кромок. Оказалось, что в составе отходов была фтороводородная примесь, которую не учли в ТЗ. Пришлось оперативно переходить на керамику с повышенным содержанием оксида иттрия.

Такие случаи показывают, что универсальных решений нет. Каждый керамический пистолет-распылитель приходится подбирать под конкретный состав кислоты, иначе ресурс в 8000 часов, указанный в паспорте, на практике превращается в 1500.

Ошибки монтажа, которые сводят на нет все преимущества

Самая частая проблема — перетяжка крепёжных фланцев. Керамика не терпит точечных нагрузок. Видели случаи, когда при затяжке динамометрическим ключом ?на глаз? в корпусе появлялись трещины, но их не было видно до первого пуска. В процессе нагрева трещина расходилась, и кислота начинала подтекать по резьбе.

Другая история — неправильная центровка. Если ось распылителя смещена относительно направления факела, возникает эрозия тыльной стороны элемента. Один из клиентов жаловался на быстрый износ — при осмотре оказалось, что монтажники поставили прокладку толщиной 5 мм вместо штатных 2 мм, и угол впрыска изменился на 7 градусов.

Поэтому сейчас мы в ООО Лоян Синьпу стали поставлять распылители в сборе с юстировочными пластинами — мелочь, но сокращает риски при пусконаладке.

Связь с экологическими нормативами

С 2020 года ужесточились требования к выбросам от крекинга отработанных кислот — особенно по оксидам азота. Форма факела, которую обеспечивает распылитель для горна, напрямую влияет на образование NOx. Если капли кислоты слишком крупные, в зоне горения возникают локальные перегревы — именно там генерируется большая часть оксидов.

На нашем стенде в Лояне моделировали разные режимы: выяснилось, что при диаметре капель менее 50 мкм концентрация NOx падает на 18–22%. Но добиться такого показателя можно только при идеальной геометрии сопла и стабильном давлении. На практике многие операторы экономят на насосах высокого давления — и получают штрафы за выбросы.

Кстати, наш сайт https://www.lynorbert.ru/ несколько раз обновляли именно из-за изменений в экологическом законодательстве — добавляли расчётные модули для подбора распылителей под новые нормативы.

Экономика против надёжности

Основной покупатель часто пытается сэкономить, выбирая аналоги подешевле. Но если пересчитать стоимость цикла эксплуатации, разница становится очевидной. Дешёвый распылитель за 20 тысяч рублей меняется через 6 месяцев, а наш — через 2–3 года. Но клиенты смотрят на первоначальные затраты — приходится объяснять, что простой печи на замене узла обходится в 5–7 раз дороже, чем разница в цене.

Был показательный случай на заводе в Омске: поставили китайский аналог (не наш, а от неизвестного производителя) — через 4 месяца произошёл прогар, и пламя повредило термопары системы контроля. Ремонт занял 3 недели, убыток — больше 15 миллионов рублей. Теперь этот завод работает только с нами, и мы даже разработали для них индивидуальную систему мониторинга износа.

Кстати, наша компания ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования как раз занимается не только производством, но и разработкой ПО для таких систем — чтобы прогнозировать остаточный ресурс.

Что в перспективе

Сейчас экспериментируем с керамикой на основе нитрида алюминия — у неё теплопроводность выше, значит, термоудар переносится лучше. Но пока стоимость производства в 3 раза выше обычной. Думаем, лет через пять это станет массовой технологией.

Ещё заметил, что многие стали интересоваться системой очистки распылителей без демонтажа — добавлять в линию промывочные патрубки. Вроде бы логично, но на практике это снижает надёжность — лишние соединения, потенциальные точки протечек. Наш принцип — лучше спроектировать так, чтобы до следующего планового останова обслуживание не требовалось.

В общем, тема керамических пистолетов-распылителей для горелок печей крекинга только кажется узкой — на самом деле это перекрёсток механики, химии и теплотехники. И каждый новый заказ — это новые данные, которые мы добавляем в наши методики расчёта. Если кому-то интересны детали — заходите на https://www.lynorbert.ru, там выложены некоторые технические отчёты (конечно, без коммерческих подробностей).