Rota técnica e métodos para a reforma por meio da tecnologia de combustão em duas fases com classificação do ar

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A abordagem técnica para a reforma por meio da tecnologia de combustão com classificação do ar: o processo de combustão nas caldeiras a pó de carvão carece de métodos de cálculo mais precisos. Nos materiais e normas relacionados, o projeto dos queimadores é feito com base na seleção de alguns parâmetros empíricos. Ao utilizar a tecnologia de combustão com classificação do ar para realizar a reforma, esses princípios também devem ser respeitados. O roteiro técnico para a reforma do processo de combustão por classificação do ar foi desenvolvido com base na experiência adquirida com a reforma de 5 queimadores. Esse roteiro pode ser aplicado na reforma de queimadores, contribuindo assim para a disseminação da tecnologia de combustão com baixos níveis de NOX nas obras de reforma. O diagrama da abordagem tecnológica para o uso de tecnologia de combustão com baixo teor de NOX em caldeiras a carvão com corte em quatro cantos está mostrado na Figura 4. http://www.lyxgsh.com/d/file/news/cpzs/2016-04-05/924019c0560b06db144a4e2764518d4e.jpg Método de determinação do coeficiente de excesso de ar na área de combustão principal. Quando o coeficiente de excesso de ar na área de combustão principal é de 0,7, obtém-se o melhor resultado na redução das emissões de NOX. No entanto, um coeficiente de excesso de ar muito baixo pode afetar a organização do campo aerodinâmico dentro do forno. Além disso, ao se utilizar um sistema de ar secundário do tipo “núcleo de tâmara”, é possível criar uma estrutura radial, o que ajuda a reduzir a mistura entre o ar primário e o secundário no início da combustão, diminuindo assim a quantidade de ar necessária para a combustão inicial. O tamanho do forno também influencia a escolha do coeficiente de excesso de ar. Em caldeiras de grande capacidade, com vários níveis de queimadores e um campo aerodinâmico interno mais flexível, é possível optar por um coeficiente de excesso de ar menor na área principal de combustão. Por outro lado, caldeiras menores exigem a utilização de um coeficiente de excesso de ar maior. Portanto, o coeficiente de excesso de ar no forno é escolhido após considerar todos os fatores envolvidos. Com base neste estudo, recomenda-se que para caldeiras com capacidade inferior a 420 t/h seja utilizado um valor de 0,9 a 1,0, enquanto para caldeiras com capacidade acima de 420 t/h, o valor recomendado é de 0,8 a 0,9. O método de cálculo da velocidade do fluxo de gases de combustão na área principal de queima é apresentado na Equação 2: http://www.lyxgsh.com/d/file/news/cpzs/2016-04-05/4bfa31ca06278135c6ac583cfcb6f934.jpg. Nessa equação: Wy – velocidade média de ascensão dos gases de combustão dentro do forno; Bj – consumo de combustível calculado para a caldeira, em kg/s; Vy – volume dos gases de combustão, valor calculado, em m3/kg (em condições padrão) ； l1, l2 – Profundidade e largura da seção transversal do forno, em metros ； P – Pressão atmosférica local, em Pa ； ϑ ′——Temperatura na saída do forno,℃ ； ϑa — temperatura teórica de combustão, °C. A escolha da altura do SOFA foi feita após a análise da curva de conversão dos óxidos de nitrogênio na queima de pó de carvão; os primeiros 0,5 segundos são o período crítico para controlar a geração desses óxidos. Em princípio, o SOFA selecionado deve garantir que o tempo de permanência dos gases de combustão do ar de alimentação na camada mais superior até o SOFA na camada mais inferior seja maior que 0,5 s. Com base na garantia do tempo de permanência, a fim de assegurar uma combustão adequada após a injeção do SOFA, sua altura deve ser inferior à linha central entre o fluxo de ar de queima mais superior e o ângulo de curvatura das chamas. A velocidade dos gases de escape é calculada usando a equação 3. τ = l3/Wy (3) Onde: l3 – distância do centro dos bocais de ar primário localizados na parte superior do queimador até o centro do ar utilizado para a combustão completa. O projeto relativo à quantidade de ar, velocidade do ar, dimensões e número de camadas do sistema SOFA é feito com base na equação 4: QSOFA = QLL × (1,2 – a1) (4) QSOFA – fluxo massético de ar utilizado para a combustão completa. QLL – massa de ar teórica necessária para a combustão. a1 – coeficiente de excesso de ar na área principal de combustão. Após calcular o fluxo massético, ele é convertido em fluxo volumétrico. Para que o ar utilizado para a combustão completa tenha maior eficácia, ao projetar os canais de ar, deve-se minimizar o número de curvas nos canais, além de reduzir a distância entre o reservatório de ar e os bocais de ar. A área dos canais deve ser pelo menos 1,2 vezes maior que a área dos bocais do sistema SOFA. Escolhe-se uma velocidade do vento de 50 m/s segundo a norma SOFA (devido às pressões exercidas pelo vento, geralmente não é possível atingir velocidades maiores). Com base no fluxo volumétrico e na velocidade do vento escolhida, calcula-se o tamanho total do SOFA. Mesmo quando a capacidade da caldeira é inferior a 420 t/h, ela geralmente é projetada com dois ou mais níveis. Dessa forma, em condições de baixa carga, apenas um nível do SOFA é ativado, mantendo-se assim uma alta velocidade do ar no SOFA, o que confere grande poder de penetração. A boca de saída do SOFA pode ser projetada para se mover para cima, para baixo, para a esquerda e para a direita, o que pode ajudar a ajustar as variações na temperatura do vapor principal e a controlar a altura da chama. No entanto, geralmente é suficiente que ela seja projetada de forma fixa. Bocais de formato oscilante devem ser projetados em forma quadrada, enquanto os bocais de formato fixo devem ser projetados em forma circular. Isso permite aumentar a rigidez e a capacidade de penetração do fluxo de ar, melhorando assim o processo de queima. O ângulo de instalação do SOFA é projetado de modo que o SOFA seja instalado em direção oposta à rotação do fluxo de ar. O raio do círculo de instalação é inicialmente definido como igual ou ligeiramente maior que o raio do círculo original; após o cálculo do grau de equilíbrio, são feitos os ajustes necessários. O método de cálculo para determinar o equilíbrio do campo aerodinâmico dentro do forno está indicado na equação 5. O que essa equação representa é a razão entre todos os momentos aerodinâmicos relacionados aos tangentes e cotangentes. Após a aplicação das placas de direcionamento, o orifício a ser modificado é dividido em partes para fins de cálculo. http://www.lyxgsh.com/d/file/news/cpzs/2016-04-05/c565c88748d50c70b912c01bff0ed8bb.jpg Onde: jiff representa o fluxo de ar na mesma direção que o campo de força, e jiff também representa o fluxo de ar na direção oposta a esse campo de força, em m³/s. A e B representam, respectivamente, a largura e a profundidade do forno, em m ； α1, α2 – representam, respectivamente, os ângulos do queimador que são paralelos e opostos à direção do campo de força. A reforma da área do ângulo do ar secundário original consiste em reduzir um pouco essa área, de modo que a área total do ar secundário após a reforma fique próxima ao valor anterior. Isso visa compensar a diminuição da velocidade do ar causada pela redução no fluxo de ar após a introdução do SOFA. No entanto, as duas camadas superiores não devem ser reduzidas, pois elas têm a função de conter a chama e de realizar uma classificação inicial do ar. Se essas camadas forem reduzidas, isso prejudicará a redução das emissões de NOX e a queima completa do carvão em pó. Ao reduzir a área de cada orifício de ar secundário, é necessário prestar atenção para que a distância entre o ar secundário e o ar primário não aumente demais com a redução da área. Se essa distância for excessiva, o ar primário pode sugar as fumaças quentes, causando o acúmulo de carbonização nos orifícios de saída do ar. Na reforma do sistema de ar secundário, também é necessário evitar que ocorra a formação de carbonização no interior da caldeira, devido à queima deficiente na área de combustão principal. Geralmente, é possível instalar placas de direcionamento no ar secundário, de modo que uma parte desse ar seja expelida em um ângulo de 15° a 20°, o que permite enriquecer a área das paredes resfriadas por água com oxigênio, evitando assim a formação de carbonização. A forma dessas placas de direcionamento é mostrada na Figura 5. http://www.lyxgsh.com/d/file/news/cpzs/2016-04-05/d22475462e392b2a54d90fb4d748c2a9.jpg Luoyang Xinggang Petrochemical Equipment Co., Ltd. Produz profissionalmente diversos tipos de equipamentos petroquímicos e equipamentos de craqueamento catalítico; destaca-se especialmente na produção de queimadores, bocais, defletores de chaminé e válvulas de asa. Telefone para contato: 0379-62329011