Con l'applicazione di requisiti sempre più severi in materia di NOx in tutto il mondo, gli utenti finali con riscaldatori e caldaie industriali sono costretti ad aggiornare le apparecchiature esistenti per soddisfare le normative. Sia le nuove applicazioni che i progetti di retrofit possono richiedere bruciatori a bassissimo NOx o a basso NOx di nuova generazione per soddisfare i requisiti di emissione sempre più stringenti. Recentemente, Zeeco ha accettato una sfida di retrofit per sostituire 34 bruciatori convenzionali in una raffineria europea con una capacità di 11,5 milioni di tonnellate all'anno. Gli obiettivi del progetto erano la riduzione significativa della produzione di NOx, l'aumento dell'efficienza di combustione e l'eliminazione dell'impingement della fiamma sui tubi di processo del riscaldatore. ZeecoIl bruciatore GLSF Min-Emissions Ultra-Low NOx è stato scelto per raggiungere questi obiettivi.
Sfondo
I bruciatori di gas grezzo esistenti, installati sul riscaldatore grezzo a tiraggio forzato e aria preriscaldata del cliente, si stavano rivelando problematici. I bruciatori esistenti producevano valori di NOx ben superiori a 200 mg/Nm2 [100 ppmv]; la combustione nel focolare era mal distribuita tra i bruciatori; e in diversi punti, le fiamme dei bruciatori erano abbastanza lunghe da impattare sui tubi corti del tetto del riscaldatore, causando la cokizzazione dei tubi di processo. Per eliminare questi problemi, il cliente ha deciso di riadattare il riscaldatore grezzo con bruciatori a bassissimo NOx. Zeeco è stata scelta per fornire 34 bruciatori GLSF-8 a fiamma tonda, a emissioni minime e a bassissimo NOx. Il riscaldatore è un riscaldatore di cabina a due celle con un tetto inclinato che conduce a una sezione centrale comune a convezione. In ogni cella è installata una fila di 17 bruciatori. Un rendering della sezione trasversale del riscaldatore è visibile nella Figura 1 qui sotto, insieme al disegno originale del riscaldatore come riferimento.
Fasi del progetto
Il progetto è stato completato in tre fasi principali. La prima fase ha compreso la progettazione e la stesura dei bruciatori e il completamento di due modelli geometrici per la simulazione della fluidodinamica computazionale (CFD). I due modelli CFD comprendevano il sistema di condotti dell'aria preriscaldata a tiraggio forzato esistente e la metà della geometria del focolare del riscaldatore con la fila di 17 bruciatori. La seconda fase prevedeva il completamento di un test di combustione eseguito presso l'impianto di test di combustione di Zeecoa Tulsa, Oklahoma. Il test è stato condotto con due bruciatori GLSF-8 Min-Emissions installati in uno dei riscaldatori a cabina di Zeeco. La terza fase comprendeva l'installazione e la messa in funzione dei bruciatori in loco, nonché le misurazioni delle emissioni in loco.
Fase uno - Progettazione del bruciatore e modellazione CFD
Fase due - Test di combustione
Fase tre - Installazione e test di accettazione del sito
Revisione del progetto
Le tre fasi del progetto hanno richiesto tempo e un'attenta progettazione tecnica per ottenere i risultati di successo riportati dall'utente finale fin dall'avvio. La programmazione del progetto ha dovuto mantenere un ritmo costante per progettare il design del bruciatore personalizzato
, generare i risultati e i rapporti CFD, impostare ed eseguire il test di combustione, produrre e consegnare l'apparecchiatura e, infine, eseguire con successo l'installazione e l'avviamento. Nel complesso, il progetto è stato completato in 44 settimane dall'inizio alla fine. L'apparecchiatura è stata consegnata come previsto, prima di un importante turnaround del sito.