プロセスヒーター最適化のためのBMSによる低NOxバーナーのレトロフィット

プロセス炉の燃焼空気制御と燃料ガス制御によるバーナー改修は、既存の火力設備で低NOx排出レベルと運転コスト削減を達成する経済的なソリューションです。低NOx排出と運転コスト削減を達成するための最適な過剰空気レベルは、バーナーを通して約8％の過剰燃焼空気である。Free Jet

一酸化炭素（CO）の生成は通常5％から始まるため、完全密閉炉では、余剰空気は漏れなくバーナーを通して供給される。このバーナーは、排ガス温度が760°C以上で、過剰酸素(O2)とCOを監視しながら運転し、過剰空気8%で運転することができます。わずかなCO生成が発生した場合は、過剰空気量を適宜増加させる必要があります。重大なCO形成が発生した場合は、爆発的な 反応が起きないように、燃料ガス圧を徐々に下げ るべきである。安全のため、燃焼空気制御システムは、空気過剰率8%で作動するよう 重要に設定されている。空気8%でCO生成が発生した場合，制御シス テムは，CO生成が許容レベルで安定するまで，過剰 酸素レベルを増加させる。このような場合、CO生成は約5%の過剰空気で発生するため、炉の不 均気漏れをチェックする必要がある。

エンドユーザーである操業会社にとってのもう一つの主要な関心事 は、次世代超低NOxバーナーの全体的な所有コストである。Zeeco は、同様のNOx排出結果を得るために、市場で最も低メンテナンスの設計を提供しています。Zeeco は、コンパクトな機械的設置面積を持つ特許取得済みの次世代超低NOxフリージェット・バーナー技術を開発しました。GLSF フリージェット・バーナーは、複数のバーナーを設置する際に、火炎と火炎の相互作用が非常に限定された火炎プロフィールを生成し、同時に短い火炎長を実現します。プロセスバーナーへの燃料ガスを制御するため、燃焼空気制御システムを設置し、バーナーを適切かつ安全に運転し、小さなスペースに収まるようにする。

Zeeco フリージェット・バーナー技術の使用と、バーナー制御システムとの組み合わせによる後付けのアプリケーション、NOx排出量と過剰燃焼空気の両方における性能向上について説明する。

アプリケーション

後付けアプリケーションの目的は、超低NOx排出を達成するためにバーナーを交換することであった。以下は、排出削減と過剰空気制御の原理を利用したアプリケーションの説明である。コーカー炉は、64台のZeeco GLSFFree Jet バーナーで改造され、各バーナーは最大熱放出量2.93MWで運転された。コーカー炉の最大熱放出の合計は187.5MWであった。バーナーは、316℃の燃焼空気を8％の過剰空気で予熱する強制通風モードで運転するように設計された。加えて、炉の輻射セクションから出るガスの排ガス温度は820℃で運転されるように設計された。

結果

コーカー炉に64基のバーナーを設置した後、第三者が以下の条件で記録した排出量を測定しました。

動作条件：
バーナーの数。64基
バーナー放熱量。バーナー熱放出量： 2.9 MW/バーナー
火炉熱放出量： 185.6 MW/火炉185.6 MW/炉
余剰空気： 8%
NOx排出量。49 mg/Nm3
CO 排出量。5 mg/Nm3
計算上の燃料節約量。空気過剰率20%で運転した場合と比較して0.68%の燃料節約

結論

次世代バーナーで自動空気過剰制御を使用すると、排出量を削減できるだけでなく、燃料費も削減できます。したがって、より低い運転コストで低エミッションを達成することができます。プロセス炉の燃焼空気制御と燃料ガス制御を備えたバーナーのレトロフィットは、既存の焼成設備で低NOx排出レベルと運転コストの削減を達成するための経済的なソリューションとなります。低 NOx 排出量と運転コスト削減を達成するための最適な空気過剰量は、バーナ経由の燃焼空気過剰量約 8％である。この論文では、GLSFFree Jet バーナー設計を燃焼空気制御システムと併用することで、316℃の燃焼空気予熱で50 mg/Nm3 以下のNOx排出量を達成し、20%の過剰空気で運転した場合と比較して0.68%の燃料節減を実現した例を紹介しています。