Em 2006, a refinaria da Valero em Corpus Christi, Texas, adquiriu queimadores Zeeco® GLSF FREE JET® Next Generation Ultra-Low NOx para duas caldeiras, a fim de cumprir as normas de emissões. Essas caldeiras eram idênticas em termos de projeto e condições operacionais. FREE JET GLSF FREE JET representou a opção mais econômica para atender às normas de emissões, uma vez que não requer recirculação externa de gases de combustão (EFGR). Cada caldeira tem mais de 70 anos, e a adaptação de queimadores de emissões ultrabaixas sem o uso de EFGR para atender aos rigorosos requisitos de emissões foi um grande desafio.
A modernização de queimadores em caldeiras industriais é uma solução econômica para alcançar níveis mais baixos de NOx com equipamentos de queima já existentes. No entanto, projetar um queimador de última geração com emissões ultrabaixas de NOx que se encaixe no espaço reservado ao queimador existente continua sendo um desafio para o setor em muitas aplicações. Construir um queimador com um padrão ou perfil de chama capaz de operar adequadamente dentro do espaço existente e das limitações de comprimento de queima na parede traseira, ao mesmo tempo em que alcança reduções significativas de NOx, também tem se mostrado uma tarefa difícil.
Zeeco uma tecnologia patenteada FREE JET de última geração com emissões ultrabaixas de NOx e dimensões mecânicas compactas. O FREE JET GLSF FREE JET produz um perfil de chama com interação entre chamas muito limitada para instalações com múltiplos queimadores em caldeiras, ao mesmo tempo em que alcança comprimentos de chama mais curtos.
Uma das principais preocupações da empresa operadora, como usuária final, é o custo total de propriedade dos queimadores de última geração com emissões ultrabaixas de NOx. Eles podem apresentar custos de manutenção mais elevados em comparação com os queimadores convencionais de caldeiras de baixa emissão. Zeeco o projeto com menor necessidade de manutenção do mercado para resultados semelhantes em emissões de NOx. Neste artigo, analisaremos esses detalhes de projeto, detalhes específicos da instalação de retrofit e lições aprendidas durante a modernização de queimadores de caldeiras existentes na Refinaria da Valero em Corpus Christi, incluindo o impacto do ar residual e os resultados dos testes de emissão em campo para várias das aplicações de retrofit.
Cada caldeira estava equipada com dois queimadores convencionais. As informações sobre as caldeiras eram limitadas devido à idade da instalação, e muitos dos detalhes relativos à modernização com queimadores de última geração não eram considerados importantes há 70 anos e, portanto, não estavam claramente documentados. Além disso, faltava parte da documentação original do projeto. Zeeco cada um dos queimadores convencionais existentes por um FREE JET Zeeco FREE JET . O projeto de liberação de calor dos novos queimadores foi definido em 77,4 MM Btu/h por queimador. A queda de pressão do ar de combustão foi definida em 3,25” W.C. com 15% de excesso de ar e temperatura do ar de 100° F.
Os novos queimadores foram projetados para utilizar 0,3 lb de vapor/lb de gás combustível injetado na corrente de gás combustível, a fim de aumentar a redução de NOx, se necessário, uma vez que o EFGR não estava previsto para esta aplicação. O uso de uma pequena quantidade de vapor era mais econômico do que reformar a caldeira para adicionar aproximadamente 14% de EFGR a fim de atingir o nível exigido de emissões de NOx de 0,03 lb/MM Btu (HHV).
Os novos queimadores foram instalados na configuração existente da caixa de ar dos queimadores. A área ocupada pelos novos queimadores era aproximadamente do mesmo tamanho que a dos queimadores existentes, de modo que as modificações na caldeira para a instalação dos queimadores foram minimizadas, reduzindo o custo total de instalação da modernização.
A modernização das caldeiras foi bastante desafiadora devido à idade das caldeiras e à escassez de informações disponíveis para a aplicação. No entanto, após a identificação e resolução desses desafios, as caldeiras conseguiram atingir os níveis exigidos de emissões de NOx de 0,03 lb/MM Btu e de CO de 50 ppmv sem o uso de EFGR. O uso da tecnologia FREE JET , com saliências para estabilização da chama, aliado a avaliações e ajustes cuidadosos em campo, reduziu os custos iniciais de modernização, bem como os custos de manutenção e operação a longo prazo.
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