À medida que requisitos de NOx cada vez mais rigorosos são implementados em todo o mundo, os usuários finais com aquecedores e caldeiras industriais são forçados a atualizar os equipamentos existentes para atender às normas. Tanto as novas aplicações quanto os projetos de modernização podem precisar de queimadores de NOx ultrabaixo ou de NOx de última geração para atender aos requisitos de emissões cada vez mais rigorosos. Recentemente, a Zeeco aceitou um desafio de retrofit para substituir 34 queimadores convencionais em uma refinaria europeia com capacidade de 11,5 milhões de toneladas por ano. Os objetivos do projeto eram reduzir significativamente a produção de NOx, aumentar a eficiência da combustão e eliminar o impacto da chama na tubulação de processo do aquecedor. ZeecoO queimador GLSF Min-Emissions Ultra-Low NOx da GLSF foi o equipamento selecionado para atingir esses objetivos.
Antecedentes
Os queimadores de gás bruto existentes instalados no aquecedor bruto de ar pré-aquecido de tiragem forçada do cliente estavam se mostrando problemáticos. Os queimadores existentes estavam produzindo valores de NOx bem acima de 200 mg/Nm2 [100 ppmv]; a combustão na fornalha estava mal distribuída entre os queimadores; e, em vários lugares, as chamas do queimador eram longas o suficiente para atingir os tubos curtos do teto do aquecedor, causando a coqueificação do tubo de processo. Para eliminar esses problemas, o cliente decidiu modernizar o aquecedor de petróleo bruto com queimadores de NOx ultrabaixo. A Zeeco foi selecionada para fornecer 34 queimadores GLSF-8 de chama redonda e emissões mínimas de NOx ultrabaixo. O aquecedor é um aquecedor de cabine de célula dupla com um teto inclinado que leva a uma seção de convecção central comum. Há uma fileira de 17 queimadores instalados em cada célula do aquecedor. Uma representação da seção transversal do aquecedor pode ser vista na Figura 1 abaixo, juntamente com o desenho original do aquecedor para referência.
Fases do projeto
Esse projeto foi concluído em três fases principais. A primeira fase incluiu o projeto e o esboço dos queimadores e a conclusão de dois modelos de geometria para simulação de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Os dois modelos CFD incluíam o sistema de dutos de ar pré-aquecido de tiragem forçada existente e metade da geometria da fornalha do aquecedor com a fileira de 17 queimadores. A segunda fase incluiu a conclusão de um teste de combustão realizado na instalação de testes de combustão da Zeecoem Tulsa, Oklahoma. O teste foi realizado com dois queimadores GLSF-8 Min-Emissions instalados em um dos aquecedores do tipo cabine da Zeeco. A terceira fase incluiu a instalação e o comissionamento dos queimadores no local, bem como as medições de emissões de aceitação do local.
Primeira Fase - Projeto do Queimador e Modelagem de CFD
Segunda fase - Teste de combustão
Fase Três - Instalação e Teste de Aceitação do Local
Revisão do projeto
As três fases do projeto exigiram tempo e cuidadoso projeto de engenharia técnica para alcançar os resultados bem sucedidos relatados pelo usuário final desde o início. A programação do projeto precisava ser mantida em um ritmo constante de progressão para projetar o projeto do queimador personalizado
, gerar os resultados e relatórios do CFD, configurar e executar o teste de combustão, fabricar e entregar o equipamento e, finalmente, executar com sucesso a instalação e o início. No total, o projeto foi concluído em 44 semanas do início ao fim. O equipamento foi entregue conforme o cronograma, antes de uma grande reforma programada para o local.