Para atender aos crescentes e rigorosos controles de emissões em equipamentos queimados, os retrofits de queimadores de baixa emissão estão se tornando comuns. No passado, o projeto do queimador se concentrava principalmente em atender aos requisitos de emissão, quase sem levar em conta os futuros requisitos de manutenção do queimador. Com tanto foco no projeto para atender aos requisitos de emissão e nenhum foco nos futuros requisitos de manutenção do queimador, os operadores enfrentam dificuldades com queimadores que podem ter atendido às metas de emissão quando instalados inicialmente, mas que rapidamente se tornaram um fardo de manutenção para atingir consistentemente os níveis de emissão exigidos.
Combinando o feedback de campo do usuário final com a compreensão dos fatores que levam à manutenção contínua do queimador em campo, este documento demonstrará como os recursos de design do queimador de baixa manutenção podem ser integrados aos requisitos de design do queimador de baixa emissão e ainda atender às metas de emissões. O queimador FreejetTM de próxima geração, patenteado pela Zeeco , incorpora esses recursos de baixa manutenção.
Este documento analisará os recursos específicos de projeto de baixa manutenção que devem ser incorporados ao projeto do queimador. Esses recursos incluem:
- Revisão do projeto da ponta de gás via Computational Fluid Dynamics (CFD)
- Seleção de porta de ponta de gás
- Revisão do riser do gás
- Mecanismo de controle de ar de combustão
- Bloco de azulejo queimador.
Manutenção do Queimador (ou falta dele) Impacto - Questões, Causas, Remédios
A manutenção do queimador pode ser impulsionada por muitos fatores. O controle de emissões normalmente não tem sido um dos fatores até recentemente. A ausência ou a falta de foco na manutenção adequada do queimador pode resultar em vários resultados indesejados que incluem:
a) Instabilidade do queimador - Chamas levantando do queimador e iluminação intermitente. Isto cria um risco de segurança para o pessoal da operação que tenta ajustar os queimadores através de uma possível explosão da chama, ou no pior dos casos, uma explosão do aquecedor onde alguns dos queimadores estão acesos, outros se apagaram e a caixa de fogo se enche com gás combustível não queimado que se inflama de forma explosiva, danificando o aquecedor e criando um risco de segurança para o pessoal da planta.
b) Qualidade da chama - Chamas que não estão se desenvolvendo em uma forma controlada e definida e podem ser prejudiciais aos tubos do processo através do impacto da chama. A má qualidade da chama pode causar deformação do piso aquecedor causando danos ao piso refratário, aos azulejos queimadores ou ao aço aquecedor. Se a qualidade da chama for suficientemente pobre, também pode limitar o rendimento do aquecedor através de uma chama impingente nos tubos de processo que leva ao coqueamento do produto dentro dos tubos.
c) Emissões insustentáveis ou superiores às permitidas - No passado, a manutenção era motivada pelo desejo de reduzir os danos mecânicos ao aquecedor, o impacto da chama nos tubos que poderiam reduzir o rendimento do aquecedor, ou preocupações com a segurança. Agora, atingir níveis de emissão sustentáveis também é necessário. Monitores de Emissões Contínuas (CEM's) são agora colocados em muitas unidades para medir e relatar continuamente as emissões de gases de combustão do aquecedor. Antes dos CEM's, muitos aquecedores eram ajustados para o teste anual de verificação de emissões com pouca manutenção preventiva até que fosse hora de alcançar novamente as taxas de emissão desejadas no ano seguinte.
Conclusão
A incorporação de características de projeto de baixa manutenção no projeto inicial do queimador reduzirá o custo de manutenção do queimador e resultará em um controle de emissões sustentável.
Estas características de projeto do queimador incluem:
- Eliminar o metal na garganta do queimador
- Manter as pontas de gás e os risers da exposição radiante da caixa de fogo
- Manter os risers de gás fora do fluxo de ar de combustão pré-aquecido
- Utilizar ponta de gás de baixa massa metálica
- Eliminar pequenas portas de estabilidade/ignição e maximizar a área da porta na ponta do gás
- Queimadores de projeto para alta turndown para eliminar o fechamento em pontas de gás
- Fornecimento de azulejo queimador de peça única
- Ajuste do amortecedor de ar do rolamento selado acionado por engrenagem