Afin de répondre aux contrôles d'émissions de plus en plus nombreux et stricts sur les équipements brûlés, la modernisation des brûleurs à faibles émissions devient monnaie courante. Dans le passé, la conception des brûleurs était principalement axée sur le respect des exigences en matière d'émissions, presque à l'exclusion des exigences futures en matière d'entretien des brûleurs. L'accent étant mis sur le respect des exigences en matière d'émissions et non sur les exigences futures en matière de maintenance des brûleurs, les exploitants se débattent avec des brûleurs qui ont pu atteindre les objectifs en matière d'émissions lors de leur installation initiale, mais qui sont rapidement devenus un fardeau en termes de maintenance pour atteindre de manière constante les niveaux d'émissions requis.
En combinant les commentaires des utilisateurs finaux sur le terrain avec une compréhension des facteurs qui conduisent à une maintenance continue des brûleurs sur le terrain, cet article démontrera comment les caractéristiques de conception des brûleurs à faible maintenance peuvent être intégrées avec les exigences de conception des brûleurs à faible émission et toujours atteindre les objectifs d'émission. Le brûleur FreejetTM de nouvelle génération breveté Zeeco intègre ces caractéristiques de faible maintenance.
Cet article passe en revue les caractéristiques de conception spécifiques de faible maintenance qui devraient être intégrées dans la conception du brûleur. Ces caractéristiques sont les suivantes
- Examen de la conception des embouts à gaz via la dynamique des fluides numérique (CFD)
- Sélection de l'orifice de l'embout de gaz
- Examen des colonnes montantes de gaz
- Mécanisme de contrôle de l'air de combustion
- Bloc de tuiles du brûleur.
Impact de l'entretien (ou du manque d'entretien) des brûleurs - problèmes, causes, remèdes
La maintenance des brûleurs peut être motivée par de nombreux facteurs. Jusqu'à récemment, le contrôle des émissions ne faisait pas partie de ces facteurs. L'absence ou le manque d'attention portée à l'entretien adéquat des brûleurs peut entraîner plusieurs résultats indésirables, dont les suivants :
a) Instabilité du brûleur - Les flammes se soulèvent du brûleur et s'allument par intermittence. Cela crée un risque de sécurité pour le personnel d'exploitation qui tente de régler les brûleurs en raison d'un retour de flamme potentiel ou, dans le pire des cas, une explosion de l'appareil de chauffage où certains brûleurs sont allumés, d'autres se sont éteints et le foyer se remplit de gaz combustible non brûlé qui s'enflamme de manière explosive, endommageant l'appareil de chauffage et créant un risque de sécurité pour le personnel de l'usine.
b) Qualité de la flamme - Les flammes qui ne se développent pas dans une forme définie et contrôlée et qui peuvent endommager les tubes du procédé par l'impact de la flamme. Une flamme de mauvaise qualité peut provoquer un gauchissement de la sole du réchauffeur et endommager le sol réfractaire, les tuiles du brûleur ou l'acier du réchauffeur. Si la qualité de la flamme est suffisamment mauvaise, elle peut également limiter le débit du réchauffeur par l'impact de la flamme sur les tubes de traitement, ce qui entraîne la cokéfaction du produit à l'intérieur des tubes.
c) Émissions non durables ou supérieures à celles autorisées - Dans le passé, la maintenance était motivée par le désir de réduire les dommages mécaniques causés au réchauffeur, l'impact de la flamme sur les tubes qui pouvait réduire le débit du réchauffeur, ou les préoccupations liées à la sécurité. Aujourd'hui, il est également nécessaire d'atteindre des niveaux d'émission durables. Des moniteurs d'émission continue (CEM) sont désormais installés sur de nombreuses unités pour mesurer et signaler en permanence les émissions de gaz de combustion du foyer. Avant l'arrivée des CEM, de nombreux chauffages étaient réglés pour le test annuel de vérification des émissions, avec peu d'entretien préventif jusqu'à ce qu'il soit temps d'atteindre à nouveau les taux d'émission souhaités l'année suivante.
Conclusion
L'incorporation de caractéristiques de conception à faible entretien dans la conception initiale du brûleur réduira le coût de l'entretien du brûleur et permettra un contrôle durable des émissions.
Ces caractéristiques de conception du brûleur comprennent :
- Éliminer le métal dans la gorge du brûleur
- Empêchez les embouts de gaz et les colonnes montantes d'être exposés au rayonnement du foyer.
- Maintenez les colonnes de gaz hors du flux d'air de combustion préchauffé.
- Utiliser une pointe de gaz à faible masse métallique
- Élimination des petits orifices de stabilité/d'allumage et maximisation de la surface des orifices dans la pointe à gaz.
- Concevoir les brûleurs pour un taux de réduction élevé afin d'éliminer la fermeture des becs de gaz.
- Fourniture de carreaux de brûleur en une seule pièce
- Réglage de l'amortisseur d'air par engrenage à roulement étanche