
Когда речь заходит о соплах трубчатого типа для горелок печей крекинга отработанной кислоты, многие сразу думают о стандартных решениях из нержавейки. Но в реальности для работы с сернокислотными остатками нужны сплавы с конкретными присадками — мы через это прошли, когда в 2019 году столкнулись с преждевременным разрушением форсунок на установке в Омске. Проблема была не в геометрии, а в материале, который не учитывал циклические термоудары при крекинге.
Трубчатые сопла часто воспринимают как простые перфорированные трубы, но здесь критична разница в диаметрах каналов. Для тяжелых фракций кислотных остатков мы используем ступенчатую геометрию — сужение от 14 мм до 6 мм с углом раскрыва 120°. Это снижает закоксовывание, но требует точного расчета толщины стенки.
На практике вибрация от пульсаций пламени выявляет слабые места. Одна из поставок в 2021 году показала, что даже качественная сборка не компенсирует резонансные частоты. Пришлось добавлять ребра жесткости внутри трубки — не по ТУ, но это сработало. Такие доработки потом вошли в стандарт для ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования.
Кстати, о материалах: для печей крекинга с температурой от 320°C мы перешли на сплав 06ХН28МДТ с добавлением лантана. Это дороже, но дает прирост по стойкости к сернистым соединениям. На сайте https://www.lynorbert.ru есть технические спецификации, но живые испытания показывают, что реальный ресурс на 15-20% ниже лабораторного — это важно учитывать при планировании замен.
Часто заказчики требуют универсальные сопла, но для горелок типа ГПС-12 они не подходят из-за разницы в посадочных размерах. Мы в 2020 году пытались адаптировать китайские аналоги, но столкнулись с протечками на стыках — пришлось разрабатывать переходные элементы с конусной посадкой.
Особенность крекинга отработанной кислоты — в переменной вязкости сырья. Когда поступают партии с примесями органики, стандартные сопла дают неравномерный факел. Приходится регулировать подачу воздуха через дополнительные каналы, хотя это и увеличивает локальный перегрев.
На одном из объектов в Уфе мы наблюдали интересный эффект: при работе с обводненными кислотами трубчатые сопла давали устойчивый факел только при предварительном подогреве до 80°C. Без этого — забрызгивание и быстрое зарастание. Это теперь учитываем в рекомендациях.
Для завода в Дзержинске мы поставляли партию сопел с измененной геометрией — увеличили длину трубки на 30%. Результат: снижение шума на 5 дБ, но возросла нагрузка на крепления. Пришлось усиливать конструкцию горелки, что добавило затрат.
В 2022 году был неприятный случай с поставкой для Кстовского НПЗ. Сопла отработали всего 4000 часов вместо плановых 8000. Разбор показал, что виной — нестабильный состав сырья с повышенным содержанием твердых частиц. Пришлось экстренно менять фильтрующие элементы и пересматривать систему подготовки.
Сейчас ООО Лоян Синьпу тестирует новую серию с керамическими вставками — пока сыровато, но для агрессивных сред перспективно. На стендах видно, что износ снижается, но есть сложности с герметизацией стыков.
Трубчатые сопла плохо работают при давлении ниже 0,3 МПа — факел становится неустойчивым. Для печей крекинга это критично, так как там часто скачет давление. Мы ставим демпферы, но они съедают КПД.
Еще один момент — тепловое расширение. При циклических нагрузках алюминиевые крепления не выдерживают, нужен инконель. Но его стоимость заставляет искать компромиссы. Иногда проще чаще менять сопла, чем переделывать всю систему.
На сайте https://www.lynorbert.ru указаны параметры для идеальных условий, но в реальности приходится делать поправку на износ оборудования. Например, при работе с восстановленной серной кислотой ресурс сопел снижается на 25-30% независимо от качества изготовления.
Сейчас многие переходят на щелевые горелки, но для конкретно крекинга кислотных остатков трубчатые сопла пока незаменимы. Их проще чистить, да и ремонтопригодность выше.
Из последнего: экспериментировали с напылением карбида вольфрама на кромки — помогает против эрозии, но сложно контролировать толщину покрытия. Для сопел трубчатого типа это может стать прорывом, если решить проблему адгезии.
Лично я считаю, что будущее за гибридными решениями — трубчатая основа с керамическими модулями. Но пока это дорого и требует переделки горелочных устройств. Возможно, лет через пять технологии позволят массово внедрять такие системы.