Niedrige NOx-Werte Brenner Nachrüstungen mit BMS zur Optimierung von Prozessheizungen

Brenner mit Verbrennungsluft- und Brenngasregelung in Prozessöfen ist eine wirtschaftliche Lösung, um bei bestehenden befeuerten Anlagen niedrigere NOx-Emissionswerte und geringere Betriebskosten zu erzielen. Der optimale Luftüberschuss zur Erzielung niedriger NOx-Emissionen und geringerer Betriebskosten liegt bei etwa 8 % Verbrennungsluftüberschuss durch den Brenner. In diesem Beitrag wird untersucht, wie das GLSF FREE Brenner in Verbindung mit einem Verbrennungsluftregelsystem eingesetzt werden kann, um NOx-Emissionen von unter 50 mg/Nm³ bei einer Verbrennungsluftvorwärmung von 316 °C und einer Brennstoffeinsparung von 0,68 % im Vergleich zum Betrieb mit 20 % Luftüberschuss zu erreichen.

Da die Bildung von Kohlenmonoxid (CO) normalerweise bei 5 % beginnt, wird Brenner perfekt abgedichteten Öfen ohne Leckagen ein Luftüberschuss durch den Brenner zugeführt. Der Brenner bei Rauchgastemperaturen über 760 °C, mit Überwachung von Sauerstoffüberschuss (O₂) und CO, und kann mit 8 % Luftüberschuss betrieben werden. Sollte es zu einer leichten CO-Bildung kommen, sollte der Luftüberschuss entsprechend erhöht werden. Beachten Sie: Sollte es zu einer erheblichen CO-Bildung kommen, sollte der Brenngasdruck langsam reduziert werden, um sicherzustellen, dass keine explosive Reaktion auftritt. Aus Sicherheitsgründen ist das Verbrennungsluftregelsystem so eingestellt, dass es bei 8 % Luftüberschuss arbeitet. Tritt bei 8 % Luftüberschuss eine CO-Bildung auf, erhöht das Steuerungssystem den Sauerstoffüberschuss, bis sich die CO-Bildung auf einem akzeptablen Niveau stabilisiert hat. In solchen Fällen tritt die CO-Bildung bei etwa 5 % Luftüberschuss auf, und der Ofen sollte auf Leckagen von Fremdluft überprüft werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für den betreibenden Endnutzer sind die Gesamtbetriebskosten von Ultra-Low-NOx-Brennern der nächsten Generation. Diese können im Vergleich zu herkömmlichen Emissionsbrennern höhere Wartungskosten verursachen. Zeeco die wartungsärmste Konstruktion auf dem Markt bei vergleichbaren NOx-Emissionswerten. Zeeco eine patentierte FREE JET Brenner der nächsten Generation mit extrem niedrigen NOx-Emissionen und kompakter baulicher Aufstellung entwickelt. Der GLSF FREE JET Brenner bei Brenner ein Flammenprofil mit sehr geringer Wechselwirkung zwischen den Flammen und erzielt gleichzeitig kürzere Flammenlängen. Zur Regelung der Brennstoffgaszufuhr zu den Prozessbrennern wird ein Verbrennungsluftregelsystem installiert, das den ordnungsgemäßen und sicheren Betrieb der Brenner gewährleistet und sich in beengte Platzverhältnisse einfügt.

Zeeco den Einsatz derBrenner in Verbindung mit einem Brenner bei Nachrüstungen sowie die Leistungsvorteile sowohl hinsichtlich der NOx-Emissionen als auch des Verbrennungsluftüberschusses erörtern.

Anmeldung

Ziel der Nachrüstungsmaßnahme war der Austausch der Brenner, um extrem niedrige NOx-Emissionen zu erreichen. Im Folgenden wird eine Anwendung beschrieben, bei der die Prinzipien der Emissionsminderung und der Überluftregelung zum Einsatz kommen. Ein Koksofen wurde mit vierundsechzig (64) Zeeco FREE JET nachgerüstet, die jeweils mit einer maximalen Wärmeabgabe von 2,93 MW betrieben werden. Die maximale Gesamtwärmeabgabe des Koksofens betrug 187,5 MW. Die Brenner wurden für den Betrieb im Zwangszugmodus mit einer Vorwärmung der Verbrennungsluft auf 316 °C bei 8 % Luftüberschuss ausgelegt. Darüber hinaus wurde der Ofen für den Betrieb mit einer Abgastemperatur von 820 °C im Strahlungsbereich ausgelegt.

Ergebnisse

Nach dem Einbau der vierundsechzig (64) Brenner in den Kokerofen hat eine dritte Partei die resultierenden Emissionen unter den unten aufgeführten Bedingungen gemessen:

Betriebsbedingungen:
Anzahl der Brenner: Vierundsechzig (64)
Brenner Wärmeabgabe: 2,9 MW pro Brenner
Wärmeabgabe des Ofens: 185,6 MW pro Feuerung
Luftüberschuss: 8%
NOx-Emissionen: 49 mg/Nm3
CO-Emissionen: 5 mg/Nm3
Berechnete Brennstoffeinsparungen: 0,68% Brennstoffeinsparung im Vergleich zum Betrieb mit 20% Luftüberschuss

Schlussfolgerungen

Der Einsatz einer automatisierten Luftüberschussregelung bei Brennern der nächsten Generation kann nicht nur die Emissionen senken, sondern auch die Brennstoffkosten reduzieren. Somit lassen sich geringere Emissionen bei gleichzeitig niedrigeren Betriebskosten erzielen. Brenner mit Verbrennungsluft- und Brenngasregelung in Prozessöfen ist eine wirtschaftliche Lösung, um bei bestehenden Feuerungsanlagen niedrigere NOx-Emissionswerte und geringere Betriebskosten zu erreichen. Der optimale Luftüberschussgrad zur Erzielung niedriger NOx-Emissionen und geringerer Betriebskosten liegt bei etwa 8 % Verbrennungsluftüberschuss durch den Brenner. Dieser Beitrag zeigte anhand eines Beispiels, wie die GLSF FREE JET Brenner in Verbindung mit einem Verbrennungsluftregelsystem eingesetzt werden kann, um NOx-Emissionen von unter 50 mg/Nm³ bei einer Verbrennungsluftvorwärmung von 316 °C und einer Brennstoffeinsparung von 0,68 % im Vergleich zum Betrieb mit 20 % Luftüberschuss zu erreichen.