Zeeco a été contacté par le propriétaire d'une grande usine industrielle pour l'aider à changer le combustible d'une centrale à combustible solide conçue par les services publics. En raison des exigences contractuelles actuelles et de la nature concurrentielle de l'industrie, le nom du propriétaire de l'usine restera confidentiel.
Résumé
Les récentes découvertes de vastes réserves de gaz naturel aux États-Unis ont entraîné une augmentation de la production de gaz naturel, ce qui se traduit par une baisse des prix. Les installations pétrochimiques procèdent à la conversion des combustibles solides de leurs chaudières au gaz naturel, qui constitue une solution de combustible rentable et efficace. Le gaz naturel est non seulement avantageux sur le plan économique, mais aussi sur le plan environnemental, avec des prix plus bas et une réduction des émissions de SO2, de NOx et de CO2. Alors que de plus en plus d'installations envisagent de convertir leurs chaudières en combustible, il est important de comprendre toutes les facettes de la conversion, de l'évaluation thermique de la chaudière à la conception, la fourniture et l'installation complètes du nouveau système de combustion.
Nous fournirons des détails spécifiques et des pratiques recommandées à partir d'une application récente de conversion de combustible pour une chaudière à lit fluidisé circulant (CFB) conçue pour un apport de chaleur de 1,4 milliard de Btu/h pour le taux maximal de vapeur continue. Nous passerons également en revue les résultats des performances thermiques, la conception et la fourniture du nouveau système complet d'allumage au gaz, et l'assistance à la conversion de l'installation pour les modifications de la chaudière et les détails de l'installation du système d'allumage.
Les principaux objectifs du projet sont les suivants :
- Conversion complète de la combustion du coke de pétrole au gaz naturel
- Maintenir la capacité nominale de vapeur de la chaudière (~1200 kpph)
- Respecter les exigences autorisées en matière de NOx - 0,07 lb/MMBtu
- 25-100% d'apport de chaleur pour les émissions de NOx
- Impact minimal ou nul sur l'aménagement des berges de la chaudière.
Le propriétaire a fourni les informations relatives à la conception originale de la chaudière pour que Zeecoexamine les options possibles de modernisation du brûleur de la chaudière. Il s'agissait de la première des deux chaudières qui devaient être modernisées. Deux unités sœurs avaient été construites et mises en service avec des combustibles solides environ trois ans auparavant. Les unités ont été conçues à l'origine avec des brûleurs de démarrage au gaz naturel et ont été mises en service pour un apport de combustible principal via le coke de pétrole. Le coke de pétrole devait être alimenté et brûlé par l'intermédiaire d'un système de lit fluidisé circulant. Après un premier avis du propriétaire de l'usine, celui-ci a constaté que son contrat de combustible de coke de pétrole n'était plus rentable, car le prix de cette matière première était beaucoup plus élevé que ce qui avait été initialement prévu dans le budget du système de l'usine. Les chaudières ne fonctionnaient que depuis moins de deux ans lorsque la décision de passer au gaz naturel a été prise.
Introduction à la technologie du jet libre
La série de brûleurs à jet libre Zeeco a été conçue dans le but spécifique de maximiser la quantité d'IFGR pour réduire les émissions thermiques de NOx sans sacrifier les performances du brûleur en ce qui concerne la longueur de la flamme, la réduction et la stabilité. La maximisation de l'IFGR permet de réduire ou d'éliminer bon nombre des problèmes associés à l'utilisation de niveaux élevés d'EFGR pour obtenir de faibles émissions. Plus précisément, la conception Free-Jet de Zeecoréduit considérablement ou élimine le besoin d'EFGR en réduisant l'utilisation de la puissance de la soufflerie, en augmentant la vitesse de rotation, en réduisant la maintenance et en améliorant la qualité de la flamme.
Conclusion
La charge de vapeur et les émissions de la chaudière ont été atteintes très rapidement, et le propriétaire de la centrale a pu produire de l'électricité moins d'un mois après le démarrage initial de la chaudière. Le propriétaire de la centrale a fait fonctionner la chaudière et la turbine/générateur à un niveau proche de la capacité nominale pendant plus de trois mois après la mise en service finale. Les efforts déployés sur l'ensemble du projet, avant et après l'attribution du marché, ont contribué au succès global de la conversion de la chaudière. L'intégration par le propriétaire de l'usine et les trois principales parties d'ingénierie a conduit à une conception entièrement intégrée qui a été examinée par tous afin d'assurer le succès du projet dans les délais. Compte tenu du succès de la première chaudière, Zeeco s'est vu attribuer le contrat de conversion de la deuxième chaudière CFB, dont l'installation et la mise en service débuteront à la mi-2014.
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