Les exigences de plus en plus strictes en matière de NOx étant mises en œuvre dans le monde entier, les utilisateurs finaux d'appareils de chauffage et de chaudières industrielles sont contraints de moderniser les équipements existants pour se conformer aux réglementations. Les nouvelles applications et les projets de modernisation peuvent nécessiter des brûleurs à très faibles émissions de NOx ou à faibles émissions de NOx de nouvelle génération pour répondre aux exigences de plus en plus strictes en matière d'émissions. Récemment, Zeeco a relevé le défi de remplacer 34 brûleurs conventionnels dans une raffinerie européenne d'une capacité de 11,5 millions de tonnes par an. Les objectifs du projet étaient de réduire de manière significative la production de NOx, d'augmenter l'efficacité de la combustion et d'éliminer l'impact de la flamme sur les tubes de traitement du réchauffeur. ZeecoLe brûleur GLSF Min-Emissions Ultra-Low NOx a été l'équipement choisi pour atteindre ces objectifs.
Contexte
Les brûleurs à gaz brut existants installés sur le brûleur de brut à tirage forcé et à air préchauffé du client s'avéraient gênants. Les brûleurs existants produisaient des valeurs de NOx bien supérieures à 200 mg/Nm2 [100 ppmv] ; la combustion dans la chambre de combustion était mal répartie entre les brûleurs ; et en plusieurs endroits, les flammes des brûleurs étaient suffisamment longues pour empiéter sur les courts tubes de toit du réchauffeur, provoquant la cokéfaction des tubes de traitement. Pour éliminer ces problèmes, le client a décidé de moderniser le réchauffeur de brut avec des brûleurs à très faibles émissions de NOx. Zeeco a été choisi pour fournir 34 brûleurs à flamme ronde GLSF-8, à émissions minimales et à très faibles émissions de NOx. Il s'agit d'un chauffage de cabine à deux cellules, avec un toit incliné menant à une section de convection centrale commune. Une rangée de 17 brûleurs est installée dans chaque cellule. La figure 1 ci-dessous présente une vue en coupe du poêle, ainsi que le dessin original du poêle à titre de référence.
Phases du projet
Ce projet a été réalisé en trois phases principales. La première phase comprenait la conception et l'ébauche des brûleurs, ainsi que la réalisation de deux modèles géométriques pour la simulation de la dynamique des fluides numérique (CFD). Les deux modèles CFD comprenaient le système existant de conduits d'air préchauffé à tirage forcé et la moitié de la géométrie de la chambre de combustion avec la rangée de 17 brûleurs. La deuxième phase comprenait l'achèvement d'un test de combustion réalisé sur le site Zeecoà Tulsa, Oklahoma. Le test a été réalisé avec deux brûleurs GLSF-8 Min-Emissions installés dans l'un des appareils de chauffage de type cabine de Zeeco. La troisième phase comprenait l'installation et la mise en service des brûleurs sur le site, ainsi que les mesures d'émissions de réception sur le site.
Phase 1 - Conception du brûleur et modélisation CFD
Phase deux - Essai de combustion
Phase trois - Installation et test d'acceptation du site
Examen du projet
Les trois phases du projet ont nécessité du temps et une conception technique minutieuse afin d'obtenir les résultats positifs rapportés par l'utilisateur final depuis le démarrage. Le calendrier du projet a dû être maintenu à un rythme de progression constant afin d'élaborer la conception du brûleur personnalisé
, de générer les résultats et les rapports CFD, de mettre en place et d'exécuter le test de combustion, de fabriquer et de livrer l'équipement, et enfin, d'effectuer une installation et un démarrage réussis. Dans l'ensemble, le projet a été réalisé en 44 semaines du début à la fin. L'équipement a été livré comme prévu, avant une rotation majeure du site.