Le retournement et l'interaction des flammes peuvent être problématiques dans les applications de craquage de l'éthylène. Les problèmes de retournement de la flamme peuvent conduire à l'impaction de la flamme sur les tubes du four, ce qui entraîne des points chauds. Ces températures élevées localisées à l'intérieur des tubes peuvent provoquer une cokéfaction prématurée et raccourcir les délais de décokéfaction, ce qui réduit la production d'éthylène. Depuis le début des années 2000, Zeeco et Wison Engineering Ltd. ont travaillé ensemble sur de nombreuses applications de modernisation où le nombre de brûleurs au sol a augmenté et où les brûleurs ont dû être rapprochés. Même dans ces situations, l'utilisation de la bonne technologie permet d'éviter les problèmes tels que le renversement de la flamme et l'interaction.
Résumé
La modernisation des brûleurs dans les applications de craquage de l'éthylène s'est avérée être un projet difficile en raison des exigences d'espacement des brûleurs et des effets qui en résultent sur la qualité de la flamme des brûleurs. Lorsque les fours existants sont modernisés pour atteindre des capacités plus élevées, un plus grand nombre de brûleurs de plancher sont ajoutés, ce qui réduit les distances entre les brûleurs et augmente le risque de conditions de flamme défavorables telles que l'interaction entre les brûleurs et le retournement de la flamme.
Zeeco a mis au point une technologie brevetée de brûleur à très faibles émissions de NOx, le ZEECO® GLSF Min-Emissions Enhanced Jet Flat Flame Burner, qui offre non seulement un très faible encombrement mécanique, mais produit également un profil de flamme avec une interaction brûleur à brûleur et flamme à flamme très limitée et sans retournement de la flamme.
L'interaction des flammes entre les brûleurs peut provoquer un empiètement des flammes sur les tubes de traitement et une augmentation des émissions. L'empiètement des flammes peut également être problématique pour la production prolongée d'éthylène, ce qui entraîne une réduction de la longueur des cycles et une augmentation de la température du métal des tubes. Un aspect inhérent à la conception du brûleur à flamme plate du FDGL est le fait que le gaz combustible est introduit entre la paroi du four et le flux d'air. Par conséquent, l'interaction des flammes entre les brûleurs est réduite au minimum en raison de l'emplacement de l'extrémité du brûleur et de la conception très compacte. Comme le gaz ne traverse pas le flux d'air, la conception du forage de la pointe peut être modifiée pour obtenir de meilleurs profils de flux de chaleur sans affecter les émissions thermiques de NOx.
L'une des autres préoccupations majeures de l'utilisateur final est le retournement de la flamme. Lorsque l'élan des gaz chauds se déplaçant vers le haut à partir du brûleur devient inférieur à l'élan des gaz plus froids se déplaçant vers le bas dans les tubes du four, le retournement de la flamme se produit. Nous passerons en revue les détails de conception et les avantages du brûleur GLSF, nous fournirons des détails précis sur l'installation de la mise à niveau, les leçons apprises pendant la mise à niveau et nous inclurons les résultats de plusieurs des applications de mise à niveau.
Comparaison avec les brûleurs à faibles émissions
Les brûleurs à faibles émissions que l'on trouve dans les unités de craquage de l'éthylène utilisent généralement la technologie du combustible étagé. Ces brûleurs particuliers sont dotés d'embouts de combustible étagés positionnés stratégiquement pour que le combustible sorte des orifices et passe au-dessus du flux d'air de combustion avant d'atteindre la paroi. Afin de modifier la configuration de la flamme pour obtenir un flux de chaleur uniforme dans les parties inférieures de l'enveloppe de la flamme, les orifices doivent être percés à des angles de plus en plus abrupts vers la paroi du four. Ces angles d'orifice entraînent un mélange plus rapide de l'air et du gaz combustible, ce qui augmente les NOx thermiques et nécessite un compromis entre le profil du flux thermique et la production de NOx thermiques. Lorsque le profil de flux thermique est rendu plus uniforme, avec une moyenne supérieure à 90 %, les émissions de NOx augmentent généralement avec l'augmentation du pourcentage de flux. De même, lorsque les NOx sont réduits, le pourcentage de flux thermique est également réduit.
Conclusion
Wison a modernisé de nombreux fours de craquage d'éthylène avec des brûleurs GLSF Min-Emissions Zeeco pour répondre à des exigences de flamme difficiles. Même si les brûleurs étaient montés très près les uns des autres, ils ne présentaient aucun signe d'interaction ou de renversement de la flamme. La conception compacte du brûleur a permis d'installer plus de brûleurs, plus près les uns des autres, sans affecter négativement le comportement de la flamme. Le brûleur GLSF Min-Emissions a été utilisé dans plus de 140 fours de craquage d'éthylène, dont certains avec des garanties d'émissions de NOx inférieures à 90 mg/Nm3.
Télécharger le document technique