Nagy hatékonyságú és gazdaságos égők az üvegipar számára
Tartalom Tüzeléstechnikai kompetencia-központ bemutatása A tüzelés elmélete Új Oxy-fuel égő technológia 2
Égő tesztelő központ Nyitott égő tesztelő állvány Égő kamra
Messer Kompetencia Központ Gumpoldskirchen, Ausztria Gyakorlati kutatás + Szimulációk 4
Égő kamra Messer Koncepció Méretek: 1.25 x 1.25 x 2.5 m Tesztelhető égők: 500 kw Földgáz-O 2 300 kw Földgáz-Levegő Építette: APB-Schweißtechnik GmbH. Tűzálló anyag Al 2 O 3 szálas tűzálló anyag modul gyártó: Rath Tűzállóanyag Max. hőmérséklet 1600 C-ig
Égő kamra Ajtó Nyomásmérés Égő pozíció Benéző nyílások 1db 450x150mm 1db 150x150mm Vízhűtés Füstgáz rendszer elemzőkkel CO,CO 2,O 2,NO,NO 2
Nyitott égő tesztelő állvány Méretek: 4 x 4 m Vízhűtéses falak Max. lánghosszúság 4 m kb. 30 %-al rövidebb lánghosszúság mint a kemencékben Építette: Messer Austria GmbH.
A tüzelés elmélete
Miért oxigénes tüzelés? A nitrogén lecsökkenti a lánghőmérsékletet, mert az inert gázt is fel kell melegíteni A tiszta oxigén megnöveli a parciális nyomásokat, a lánghőmérsékletet, a molekulák fajlagos tartózkodási ideje a tüzelő zónában meghosszabbodik a magasabb fokú hőmozgás miatt A tiszta oxigén megnöveli a tüzelés hatásfokát 10
Tapasztalat nélkül nincs kemence optimalizálás Oxyfuel eljárás hatással van a Kemence működésére Anyagminőségre Tűzálló anyagra és Termelékenységre Költségekre Különböző Oxyfuel eljárások Oxigénes dúsítás Égéslevegőbe történő injektálás Alulról történő lándzsázás Oxyfuel égő Költség megtakarítás
Csökkentett emisszió Nincs NOx Oxyfuel- Technológia Ha nincs N 2 a földgázban és az oxigénben Kevesebb CO 2 keletkezik A kevesebb füstgáz képződés miatt NOx [ppmv] 3000 2500 2000 1500 1000 500 NOx [ppm] Ofentemp. [ C] 0 mm 1300 1200 1100 1000 900 800 Ofenraumtemp. [ C] 0 mm 25 mm 25 mm 0 mm 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sauerstoffanteil [Vol.-%] 700 12
Mik az előnyök? A magasabb tüzelési hatásfok jó hatással van a folyamatokra Magasabb folyamat hőmérséklet Magasabb reakciós arány Alacsonyabb tüzelőanyag fogyasztás Kevesebb füstgáz Csökkentett emisszió Olvasztási teljesítmény növelés Üzemeltetési költségek csökkenése 13
Égő technológiák
Oxipyr -égő típusok -P Előre megtervezett láng profil -Flex Változtatható lánghosszúság -PLon/F-Li Hosszú láng és alacsony impulzus -F Lángnélküli tüzelés és magas impulzus Egyenletes hőmérsékleteloszlás -Flat Lángnélküli lapos láng 15
Oxijet -FE technológia Forró levegő boosting A regenerátor vagy a rekuperátor hideg oldalára oxigén injektálásra csővezeték telepítése Oxigénes előmelegítés 1300 C-ig Jobb termék minőség Oxigénes dúsítás 50%-ig Alacsony beruházási költségek
Oxigénes égők alkalmazása a regenerátorok felújítása alatt 2x2 db regeneratív égő cseréje 4 db oxy-fuel égőre Regenerátor felújításának időtartama 6 hét Az időhiány miatt az égők tervezésére és legyártására 2 hét állt rendelkezésre Az égők a vevő igényéhez mérten lettek legyártva, ezért nem volt szükség az égőblokk és a foglalat cseréjére Az égők cseréje 30 perc alatt megtörtént
Oxigénes égők alkalmazása a regenerátorok felújítása alatt 2x2 db regeneratív égő cseréje 4 db oxy-fuel égőre Ugyanazt a termelési szintet értük el, mint az égőcsere előtt Egyenletes termékminőség A nitrogén bündel és a szünetmentes tápegység révén áramkimaradás esetén is működtek az égők Nem volt negativ hatással a tűzálló anyagra A hűtőlevegő nem volt hatással az égő lángjára (gyakori probléma, hogy az alacsony impulzusú láng felszívódik a boltozatra)
Oxigénes égők alkalmazása a regenerátorok felújítása alatt Füstgáz elvezetés
Oxigén boosting O2 injektálás / Oxigén boosting Termelékenység növelés Jobb termékminőség
A B C D Égő Oxipyr -P-LON Lágy láng A GWI a Schott cégnél Essen-ben méréseket végzett és a legalacsonyabb NOx értékeket itt mérték Referencia NOx határérték Németországban (TA-Luft) 200 mg/nm³ NOx 12% maradék O2 tartalomnál L 3 L4 L 1 L 2 Oxygen Natural Gas
Oxipyr P-LON égő
Mi a lángnélküli tüzelés? - az Oxipyr -F bemutatása Lángnélküli Oxyfuel tüzelés Oxygen Fuel Oxygen
Oxipyr -F-lángnélküli tüzelés fix kemencékhez Láng mód: Magas vagy alacsony impulzusú Burner length ca. 500 mm Furnace wall ca. 1000 mm Tűzállóanyag kisebb mértékű túlhevítése Kisebb gőzképződés Thermal Compensator 65Nm³/h 145Nm³/h Nincs láng amely alacsony NOx képződéshez vezet 64 mg/nm³ NOx 5% maradék O 2 tartalomnál 88x4 300 mm 35 25x4 Tuyerer maintainable 24
Flameless Oxyfuel Combustion Hideg kemence Kemence hőmérséklet >900 C NOx: <70 mg/nm³ (5%O2) 1500 C-on
Lángnélküli Lapos Lángú Oxyfuel tüzelés Lapos láng a legalacsonyabb NOx értékkel Láng szöge tervezhető alacsony égőmagasság Jó hőátadás Tűzállóanyag kisebb mértékű túlhevítése O2 Sekundär O2 Primär Brennstoff
Oxipyr -Flex Folyamatosan változtatható O 2 -égő Alacsony-NOx Szabadalmaztatás alatt Teljesítmény: 0,05-5 MW Lángnélküli mód 300 250 Flammenlänge kurz Flammenlänge lang Flame Länge length in in c cm 200 150 100 Felső határ max. 5MW 50 0 100 150 200 300 Brennerleistung Burner Power in in kw kw 27
Oxipyr -Flex a BULMET-nek, BG Inhalt Teljesítmény: 900 kw 90 Nm³/h földgáz 185 Nm³/h oxigén Lánghosszúság 1 m - 2,5 m között változtatható
Oxipyr - Égők oxigénnel és oxigénnel dúsított levegő módban Oxipyr -Air Folyamatos keveredésű Oxigén-Levegő-Gáz égő Alacsony-NOx lángnélküli tüzeléssel Szabadalmaztatás alatt Teljesítmény: 0,05-10 MW Lángnélküli mód levegővel és oxigénnel 3000 1300 2500 NOx [ppm] Ofentemp. [ C] 1200 NOx [ppmv] 2000 1500 0 mm 1100 1000 Ofenraumtemp. [ C] 1000 900 500 TA Luft Limit 0 mm 25 mm 25 mm 0 mm 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sauerstoffanteil [Vol.-%] 800 700 29
Messer Égő Technológia áttekintése Minden típusú tüzelőanyaggal Földgáz, Olaj, Szén,... Égő anyaga Acél, Nemfémes anyagok és Kerámia égők Változtatható láng méretek Hosszúság, Alak, Impulzus, Sebesség Hűtés Víz vagy önhűtéses Begyújtás Belső vagy külső Láng szabályzó rendszer és automatizálás Minden Partnernek személyre szabott megoldásra van szüks ksége 30
Messer Széleskörű szakmai tapasztalat Több mint 500 db oxyfuel égőt építettünk az üvegiparnak Számos típusú kemencéhez 5t/nap-tól 250t/nap-ig Olvasztókád Üveg típusa Kihozatal (t/nap) Oxyfuel Oxy-fuel égők Égők száma Előnyök Kereszt tüzelésű rekuperatív Nátrium-szilikát 110 2 15%-al megnövelt kihozatal Kereszt tüzelésű rekuperatív Kereszt tüzelésű rekuperatív U-tüzelésű rekuperatív U-tüzelésű regenerativ Kereszt tüzelésű rekuperatív Nátrium-szilikát Nátrium-szilikát Nátrium-szilikát Boroszilikát 45 4 30 2 30 2 30 2 Üveggyapot 15 2 12%-al megnövelt kihozatal; 25% tüzelőanyag megtakarítás; Minőség fejlesztés 20%-al megnövelt kihozatal 25% tüzelőanyag megtakarítás; Minőség fejlesztés 25%-al megnövelt kihozatal 25% tüzelőanyag megtakarítás; Minőség fejlesztés 15%-al megnövelt kihozatal 15%-al megnövelt kihozatal 25. Oktober 2006 31
Alkalmazások kereszttüzelésű üvegolvasztó kemencékben
Lángnélküli Oxipyr - megoldások üvegolvasztó kemencékhez Olvasztási zóna Lángnélküli égők magas impulzus - Oxipyr -F Bemeneti zóna - Lángnélküli égők alacsony impulzus - Oxipyr -F LI Zone 1 Zone 2 Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 3 Zone 4 Zone 5 Glasflox meeting 2008 33
Lángnélküli Oxipyr - megoldások szimulációval (1) Alacsonyabb hőmérséklet Kisebb terhelés Nincs láng Kisebb gőzképződés Glasflox meeting 2008 34
Lángnélküli Oxipyr - megoldások szimulációval (2) Glasflox meeting 2008 35
Alkalmazások bazaltolvasztó kemencében
Lángnélküli Oxyfuel tüzelés Hideg kemence Kemence hőmérséklet >900 C
Oxipyr bazaltolvasztó kemencében O2 lángnélküli tüzelés Magasabb termelékenység Hőmérséklet eloszlás ±20 C a kemencében 1500 C-on NOx <70 mg/nm³ (5%O2) 1500 C-on Égő: Propán/Földgáz Oxigén Cserélhető égőkő (cirkónium-dioxid mullit)
Számítógépes modellezés egy fritt olvasztó kemence oxigénes tüzelésénél
Hőmérséklet eloszlás a levegő Oxigénes dúsításánál
Hőmérséklet eloszlás O 2
Gázáramlások összehasonlítása a kemencében
Köszönjük figyelmüket! A Messer Csoport nagy tapasztalattal rendelkezik a következő területeken is: Üveg polírozás Helyszíni gázellátás