Im Jahr 2006 erwarb die Valero-Raffinerie in Corpus Christi, Texas, Zeeco® GLSF FREE JET® Next Generation Ultra-Low-NOx-Brenner für zwei Kessel, um die Emissionsvorschriften zu erfüllen. Diese Kessel waren hinsichtlich ihrer Bauweise und ihrer Betriebsbedingungen identisch. Die GLSF FREE JET Brenner die wirtschaftlichste Option zur Einhaltung der EmissionsvorschriftenBrenner , da sie keine externe Rauchgasrückführung (EFGR) erfordern. Jeder Kessel ist über 70 Jahre alt, und die Nachrüstung mit Brennern für extrem niedrige Emissionen ohne Einsatz von EFGR zur Erfüllung der strengen Emissionsanforderungen stellte eine Herausforderung dar.
Abstrakt
Brenner in Industriekesseln ist eine wirtschaftliche Lösung, um bei bestehenden Feuerungsanlagen niedrigere NOx-Werte zu erzielen. Die Entwicklung eines Brenner der nächsten Generation Brenner extrem niedrigen NOx Brenner in Brenner bestehenden Brenner passt, stellt jedoch in vielen Anwendungsbereichen nach wie vor eine Herausforderung für die Branche dar. Auch die Konstruktion eines Brenner einem Flammenmuster oder -profil, der innerhalb der vorhandenen Platzverhältnisse und der begrenzten Feuerungslänge an der Rückwand ordnungsgemäß funktioniert und gleichzeitig eine erhebliche NOx-Reduzierung erzielt, hat sich als schwierige Aufgabe erwiesen.
Zeeco eine patentierte FREE JET Brenner der nächsten Generation mit extrem niedrigen NOx-Emissionen und kompakter mechanischer Bauweise entwickelt. DerBrenner ein Flammenprofil mit sehr geringer Interaktion zwischen den Flammen für Brenner mehreren Brenner und erzielt gleichzeitig kürzere Flammenlängen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt für den betreibenden Endnutzer sind die Gesamtbetriebskosten für Brenner der nächsten Generation mit extrem niedrigen NOx-Emissionen. Diese können im Vergleich zu herkömmlichen Brennern für emissionsarme Kessel höhere Wartungskosten verursachen. Zeeco die wartungsärmste Konstruktion auf dem Markt bei vergleichbaren NOx-Emissionswerten. In diesem Beitrag werden wir diese Konstruktionsdetails, spezifische Details zur Nachrüstungsinstallation sowie die Erfahrungen aus der Nachrüstung bestehender Kesselbrenner in der Valero-Raffinerie in Corpus Christi beleuchten, einschließlich der Auswirkungen von Fremdluft und der Ergebnisse von Emissionsfeldtests für mehrere der Nachrüstungsanwendungen.
Ursprüngliche Konstruktionsbedingungen
Jeder Kessel war mit zwei herkömmlichen Brennern ausgestattet. Aufgrund des Alters der Anlage lagen nur begrenzte Informationen zu den Kesseln vor, und viele Details hinsichtlich Brenner der nächsten Generation waren vor 70 Jahren nicht von Bedeutung und wurden daher nicht eindeutig dokumentiert. Zudem fehlten einige der ursprünglichen Konstruktionsunterlagen. Zeeco jeden der vorhandenen herkömmlichen Brenner durch einen Zeeco FREE JET Brenner. Die Wärmeabgabe der neuen Brenner wurde auf 77,4 MM Btu/h pro Brenner festgelegt. Der Druckabfall der Verbrennungsluft wurde auf 3,25“ W.C. bei 15 % Luftüberschuss und einer Lufttemperatur von 100° F festgelegt.
Die neuen Brenner wurden so ausgelegt, dass bei Bedarf 0,3 lb Dampf/lb Brenngas in den Brenngasstrom eingespritzt werden kann, um die NOx-Reduktion zu erhöhen, da für diese Anwendung kein EFGR vorgesehen war. Die Verwendung einer geringen Menge Dampf war kostengünstiger als eine Umrüstung des Kessels zur Einbindung von ca. 14 % EFGR, um den geforderten NOx-Emissionswert von 0,03 lb/MM Btu (HHV) zu erreichen.
Die neuen Brenner wurden in die bestehende Brenner eingebaut. Brenner neuen Brenner entsprach in etwa der der bestehenden Brenner, sodass die für Brenner erforderlichen Kesselumbauten auf ein Minimum beschränkt werden konnten, um die Gesamtkosten der Nachrüstung zu senken.
Schlussfolgerung
Die Nachrüstung der Kessel stellte aufgrund ihres Alters und der begrenzten verfügbaren Informationen zu dieser Anwendung eine große Herausforderung dar. Nachdem die Herausforderungen jedoch identifiziert und bewältigt worden waren, konnten die Kessel die geforderten NOx-Emissionen von 0,03 lb/MM Btu und CO-Emissionen von 50 ppmv ohne den Einsatz von EFGR erreichen. Durch den Einsatz FREE JET mit Flammenstabilisierungsleisten sowie sorgfältige Vor-Ort-Begutachtungen und Anpassungen konnten die anfänglichen Nachrüstkosten sowie die langfristigen Wartungs- und Betriebskosten gesenkt werden.
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