Em 2006, as instalações de refino da Valero Corpus Christi Texas adquiriram o Zeeco® GLSF Free-Jet Next Generation Ultra-Low NOx Burners para duas caldeiras, a fim de cumprir com os regulamentos de emissões. Estas caldeiras eram idênticas no projeto e nas condições de operação. O queimador GLSF Free-Jet foi a opção mais econômica para atender aos regulamentos de emissões, já que não exigem recirculação externa de gás de combustão (EFGR). Cada caldeira tem mais de 70 anos de idade, e a adaptação de queimadores de emissões ultra-baixas sem o uso do EFGR para atender aos requisitos rigorosos de emissões era um desafio.
Abstrato
Os retrofits de queimadores em caldeiras industriais são uma solução econômica para alcançar níveis mais baixos de NOx com equipamentos de queima existentes. No entanto, projetar um queimador de NOx ultrabaixo de última geração que se encaixe em um corte de queimador existente continua sendo um desafio para o setor em muitas aplicações. Construir um queimador com um padrão ou perfil de chama que possa operar adequadamente dentro do espaço existente e das limitações de comprimento de queima da parede traseira e, ao mesmo tempo, obter reduções significativas de NOx também se mostrou uma tarefa difícil.
Zeeco desenvolveu uma tecnologia patenteada de queimador de jato livre de NOx ultrabaixo de última geração com uma pegada mecânica compacta. O queimador de jato livre GLSF produz um perfil de chama com interação muito limitada entre chama e chama para instalações de queimadores de caldeiras múltiplas, além de obter comprimentos de chama mais curtos.
Uma das outras principais preocupações da empresa operadora do usuário final é o custo geral de propriedade dos queimadores de NOx ultrabaixo de última geração. Eles podem ter custos de manutenção mais altos do que os queimadores de caldeira de emissão convencional. O site Zeeco oferece o projeto de manutenção mais baixo do mercado para resultados semelhantes de emissões de NOx. Neste documento, analisaremos esses detalhes de projeto, detalhes específicos de instalação de retrofit e lições aprendidas durante um retrofit de queimadores de caldeira existentes na Refinaria Corpus Christi da Valero, incluindo o impacto do ar residual e resultados de testes de emissão de campo para várias aplicações de retrofit.
Condições originais de projeto
Cada caldeira estava equipada com dois queimadores convencionais. As informações sobre as caldeiras eram limitadas devido à idade da instalação, e muitos dos detalhes relacionados aos retrofits de queimadores de última geração não eram importantes há 70 anos e, portanto, não estavam claramente documentados. Além disso, faltava alguma documentação do projeto original. O site Zeeco substituiu cada um dos queimadores convencionais existentes por um queimador GLSF Free-Jet da Zeeco . O projeto de liberação de calor dos novos queimadores foi definido em 77,4 MM Btu/hr por queimador. A queda de pressão do ar de combustão foi definida em 3,25" W.C. a 15% de excesso de ar com uma temperatura de ar de 100° F.
Os novos queimadores foram projetados para usar 0,3 lb de vapor/lb de gás combustível injetado no fluxo de gás combustível para aumentar a redução de NOx, se necessário, já que o EFGR não foi planejado para essa aplicação. O uso de uma pequena quantidade de vapor foi menos dispendioso do que retrabalhar a caldeira para adicionar aproximadamente 14% de EFGR para atingir o nível de emissões de NOx exigido de 0,03 lb/MM Btu (HHV).
Os novos queimadores foram instalados na configuração da caixa de vento do queimador existente. A área ocupada pelo novo queimador tinha aproximadamente o mesmo tamanho dos queimadores existentes, de modo que as modificações na caldeira para a instalação do queimador foram minimizadas para reduzir o custo geral de instalação do retrofit.
Conclusão
O reequipamento das caldeiras foi muito desafiador devido à idade das caldeiras e à quantidade de informações disponíveis para a aplicação. Entretanto, depois que os desafios foram identificados e resolvidos, as caldeiras conseguiram atingir as emissões de NOx 0,03 lb/MM Btu e 50 ppmv de CO sem o uso do EFGR. O uso da tecnologia de mistura Free-Jet com bordas de estabilização de chama e avaliações e ajustes cuidadosos de campo reduziram os custos iniciais de retroajuste e os custos de manutenção e operação a longo prazo.
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