Как недостаток необходимого для горения воздуха (Неполное сгорание топлива), так и его избыток может привести к повышению уровня токсичных выбросов. Кроме того, изменение качества топлива, несовершенство конструкции или использование горелок с низким образованием окислов азота, старение печного и котельного оборудования, а также стремление увеличить производительность установки – всё это ведёт к смещению границ нормального управления и безопасности. Что же произойдёт, если выйти за эти границы?

В США на долю технологических печей приходится 37% потребляемой промышленностью энергии. Это означает, что они играют одну из важных ролей в перерабатывающей промышленности. К сожалению, горение требует большого количества топлива (газа, мазута). Как результат, эффективность горения напрямую влияет на рабочие показатели и эксплуатационные расходы производственного оборудования.

Однако, энергоэффективность является не единственным поводом для беспокойства. В данной публикации выделено и объяснено четыре основных проблемных фактора, связанных с печами: 1. Неэффективная эксплуатация 2. Сохранение ресурса активов 3. Навыки операторов 4. Безопасность и соблюдение требований

СОХРАНЕНИЕ РЕСУРСА АКТИВОВ

• Малозатратные проекты по внедрению мероприятий по улучшению работы печей за многие годы привели к устаревшим методам диагностики и управления. Данные проекты возлагали основную нагрузку на операторов
• Из-за отсутствия отчётов об ошибках, не приведших к чрезвычайной ситуации (например, локальное превышение допустимого давления для оборудования) формируется ложное представление о низком количестве происшествий
• Традиционные методы, такие как PHA (англ., анализ опасных технологических факторов) и LOPA (англ., анализ уровня защиты)  не полностью охватывают потенциальные риски, связанные работой   оборудования, использующего  топливо
• Преждевременный выход из строя трубок змеевика  из-за работы на избыточном уровне кислорода. Избыток кислорода  приводит к повышению температуры в конвекционной секции свыше проектных значений.

НЕЭФФЕКТИВНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

• Различное оборудование решает различные задачи, и их эксплуатация не всегда является взаимно согласованной
• Схемы управления, рассчитанные на определённый расход топлива, почти не менялись на протяжении 40 лет
• Далеко не на всех системах реализовано управление по соотношению воздуха и топлива, и ещё меньше систем могут учитывать изменение состава топлива
• Измерения как источник обратной связи являются минимальными. Зачастую они не используются, либо им не доверяют.
• Уровень выбросов превышает проектные значения
• Тепловой КПД ниже проектных значений
• Традиционные системы противоаварийной защитыа, часто называемые системой управления горелками, не являются про-активными и в их задачи не входит предотвращение останова объекта
• Как правило, за нормальный расход топлива отвечает лишь один контур регулирования, когда температура на выходе процесса используется для управления давлением топлива, подаваемого на горелки, без каких-либо блокирующих или взаимно ограничивающих функций для поддержания работы в безопасных пределах рабочих параметров

НАВЫКИ ОПЕРАТОРА

• Операторам не хватает чёткого понимания устройства технологической печи, что сказывается на режиме эксплуатации
• Инженерные принципы процессов теплообмена не входят в объём обучения операторов
• Также операторам не хватает знаний по конструкции систем горения в части движения воздуха
• Старение кадров: скорый уход опытных операторов на пенсию

БЕЗОПАСНОСТЬ И СОБЛЮДЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ

• Решение вопросов промышленной безопасности ведёт к изменению рекомендуемых в рамках отраслевых стандартов практик, применяемых в отношении средств КИПиА, систем управления и защиты для печей и парогенераторов
• Предприятия, не соответствующие рекомендациям лучших практик, подвергаются риску в случае происшествий с технологическими печами.
• Многие печи, работающие на естественной тяге   не соответствуют рекомендациям по оснащению приборами учета и системам управления
• В большинстве печей на естественной тяге реализовано только автоматизированное управление подачей топлива, но не воздуха. Вследствие этого, процесс горения часто протекает с избыточным объёмом воздуха, что приводит к снижению теплового КПД.

Оптимизация технологических печей

Вам знакомы описанные выше проблемы? Скачайте бесплатно нашу электронную книгу об оптимизации горения и работы печей. В ней объясняется, как повысить безопасность и эффективность благодаря управлению процессом горения, используя технологию TDLS (настраиваемых диодных лазерных анализаторов). Узнайте о возможности одновременно управлять подачей воздуха и топлива за счёт измерения средней концентрации газа в высокотемпературной радиационной секции вашего огневого подогревателя.