在工艺炉中对燃烧器进行改造，增加燃烧空气控制和燃料气体控制功能，是利用现有燃烧设备降低氮氧化物（NOx）排放水平并降低运营成本的一种经济解决方案。 要实现低氮氧化物排放和降低运营成本，燃烧器最佳过量空气率约为8%。本文将探讨如何将GLSF FREE JET®燃烧器设计与燃烧空气控制系统相结合，在燃烧空气预热温度为316 C的条件下，将氮氧化物排放量控制在50 mg/Nm³以下，并与20%过量空气运行相比，节省0.68%的燃料。
由于一氧化碳（CO）的生成通常始于5%过量空气，因此在完全密封且无泄漏的炉膛中，需通过燃烧器提供过量空气。该燃烧器在烟气温度高于760°C的条件下运行，并配备过量氧气（O₂）和CO监测系统，可在8%过量空气条件下运行。若出现轻微的CO生成，应相应提高过量空气水平。 请注意，若出现显著的一氧化碳生成，应缓慢降低燃料气压力，以确保不会发生爆炸性反应。出于安全考虑，燃烧空气控制系统通常设定为在8%过量空气条件下运行。若在8%过量空气条件下仍出现一氧化碳生成，则控制系统将提高过量氧气水平，直至一氧化碳生成量稳定在可接受的水平。 在这种情况下，一氧化碳通常在约5%过量空气条件下产生，应检查炉体是否存在杂气泄漏。
对于终端用户运营公司而言，另一主要关注点是新一代超低氮氧化物燃烧器的总体拥有成本。与传统排放 相比，其维护成本可能更高。Zeeco在实现同等氮氧化物排放效果的前提下，提供了市场上维护需求最低的设计。 Zeeco 开发了一项获得专利的、占地面积紧凑的下一代超低 NOxFREE JET 技术。GLSFFREE JET 在多燃烧器安装情况下，可产生火焰间相互作用极小的火焰分布，同时实现更短的火焰长度。为了控制输送至工艺燃烧器的燃料气体，安装了燃烧空气控制系统，以确保燃烧器安全、正确地运行，并满足狭小空间的要求。
Zeeco将探讨在改造项目中FREE JET 技术与燃烧器控制系统相结合的应用，以及在氮氧化物（NOx）排放和过量燃烧空气方面所取得的性能提升。
Application
此次改造项目的目的是更换燃烧器，以实现超低氮氧化物（NOx）排放。以下是对一项基于减排和过量空气控制原理的应用案例的描述。一座焦化炉进行了改造，安装了六十四（64）FREE JET Zeeco GLSFFREE JET 器的最大热释放量为2.93 MW。 该焦化炉的最大总热释放量为187.5 MW。燃烧器设计为在强制通风模式下运行，燃烧空气预热温度为316 C，过量空气率为8%。此外，该炉的设计要求是，从辐射段排出的烟气温度为820 C。
结果
After the sixty-four (64) burners were installed in the Coker Furnace, a third party measured the resulting emissions recorded at the below listed conditions:
Operating Conditions:
Number of Burners: Sixty-four (64)
Burner Heat Release: 2.9 MW per burner
Furnace Heat Release: 185.6 MW per furnace
Excess Air: 8%
NOx Emissions: 49 mg/Nm3
CO Emissions: 5 mg/Nm3
Calculated fuel savings: 0.68% fuel savings compared to operation at 20% excess air
总结
在新一代燃烧器上采用自动过量空气控制，不仅能降低排放，还能减少燃料成本。因此，可以在降低运营成本的同时实现更低的排放。对工艺炉中的燃烧器进行改造，增加燃烧空气控制和燃料气体控制功能，是利用现有燃烧设备实现更低氮氧化物（NOx）排放水平并降低运营成本的一种经济解决方案。 要实现低氮氧化物排放和降低运行成本，燃烧器最佳过量空气率约为8%。本文通过一个实例说明，GLSFFREE JET 设计如何与燃烧空气控制系统配合使用，在燃烧空气预热温度为316 C的条件下，将氮氧化物排放量控制在50 mg/Nm³以下，并与20%过量空气运行相比，节省0.68%的燃料。
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