Low NOx HTB Burners for reheating furnaces

• Autorzy: Szewczyk D. , Engdahl J. , Stachowski A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The continuously increasing standards of environmental protection and the drive to reduce energy costs result in the development of more efficient and environmentally friendly technologies across all sectors of industry. However, lowering levels of pollutants emissions (like NOX) and power consumption are as crucially important as high product quality, reliability, uniform temperature profile, appropriate heat flux, and safety. All these factors are of key significance for the heavy industry with regard to combustion processes. The abovementioned aspects had been thoroughly examined and proven over many years in studies employing the HiTAC technology (High Temperature Air Combustion). The results appeared in numerous publications. HTB (High Temperature Burner) utilizes the HiTAC combustion technology, offering an even wider range of advantages than those listed above. It is a heavy-duty high-quality product which can be easily adapted to an existing installation. Furthermore, HTB can utilise an existing recuperative system and is suitable for use with a variety of different fuels. Owing to the simple design, the burner is virtually maintenance-free. It should be also stressed that using HTB can provide cost savings, as eliminating temperature peaks improves the life of the combustion chamber refractory lining. The following article discusses the advantages of HTB-type burners with regard to reducing pollutants emissions, decreasing operating expenses, and improving product quality in HTB-based combustion systems. The description is based on the walking beam reheating furnace with the design capacity of 300 t/h using almost exclusively HTB burners (with the exception of roof burners).

PL

Ciągły wzrost wymagań dotyczących ochrony środowiska oraz dążenie do obniżenia kosztów energii skutkuje rozwojem coraz bardziej wydajnych i proekologicznych technologii wśród wszystkich branż przemysłu. Jednakże, nie tylko obniżenie emisji zanieczyszczeń (np. NOX) czy zużycia energii, ale także wysoka jakość produktów, niezawodność urządzeń, jednolity profil temperatury, odpowiedni strumień ciepła i bezpieczeństwo są niezwykle istotne. Wszystkie te kwestie są kluczowe dla przemysłu ciężkiego w obszarze procesów spalania. Powyższe aspekty zostały dokładnie sprawdzone i potwierdzone w technologii HiTAC podczas wieloletnich badań, a wyniki opisane w wielu publikacjach. Palnik HTB (ang. High Temperature Burner – palnik wysokotemperaturowy) wykorzystuje technologię spalania HiTAC oferują znacznie więcej korzyści niż te, które zostały wymienione powyżej. Palnik HTB jest wytrzymałym, wysokiej jakości produktem, umożliwiającym łatwe dostosowanie do istniejących warunków zabudowy i pracy pieca. Ponadto umożliwia on wykorzystanie istniejącego systemu rekuperacji oraz pozwala pracować z różnymi rodzajami paliw. Palnik HTB charakteryzuje się prostą konstrukcją, co sprawia, że jest praktycznie bezobsługowy. Zastosowanie palników HTB pozwala też na zmniejszenie kosztów operacyjnych poprzez wzrost żywotności wyłożenia ogniotrwałego komory spalania/pieca uzyskiwany dzięki wyeliminowaniu powstawania tzw. pików temperatury. Niniejszy artykuł opisuje zalety palników HTB w kontekście redukcji emisji zanieczyszczeń, obniżania kosztów operacyjnych oraz podniesienia jakości produktu w systemach spalania opartych o palniki HTB. Opis systemu przygotowany jest w oparciu o piec grzewczy pokroczny o wydajności projektowej równej 300t/h wykorzystujący wyłącznie palniki HTB (poza palnikami sufitowymi)

Słowa kluczowe

PL

NOx; ochrona środowiska; emisja zanieczyszczeń; proces spalania; palnik HTB; wyłożenie ogniotrwałe; redukcja emisji zanieczyszczeń; piec grzewczy pokroczny

• Wydawca: AXIS MEDIA s.c.
• Czasopismo: Piece Przemysłowe & Kotły
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 2
• Strony: 58--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Szewczyk D.

• ICS Industrial Combustion Systems Sp. z o.o. 60-349 Poznań, ul. Ostroroga 17/1, Poland, www.icsco.eu

autor

Engdahl J.

• SSAB Tunnplåt AB 781 84 Borlänge, Sweden, www.ssab.com

autor

Stachowski A.

• ICS Industrial Combustion Systems Sp. z o.o. 60-349 Poznań, ul. Ostroroga 17/1, Poland, www.icsco.eu

Bibliografia

• (1) Blasiak W., Mörtberg M.,Rafidi N., Krishnamurthy N.Yang W., Kalisz S., Szewczyk D.: Study and application of High Temperature Air Combustion for gas fuels and wastes. 14th IFRF Members’ Conference, Noordwijkerhout, The Netherlands.May 2004
• (2) Frédéric Aguilé. AlainQuinqueneau.: Overview of the Gaz de France R&D Activities on Flameless Oxidation applied to high temperature processes
• (3) Quinqueneau A.: Integration of the new high-performance low-NOx techniques,called “flameless oxidation”. into industrial processes using natural gas. 14th IFRF Members Conference, Noordwijkerhout, The Netherlands, May 2004
• (4) Tsuji H., Gupta A.K., Hasegawa T., Katsuki M., Kishimoto K., Morita M.: High Temperature Air Combustion: From Energy Conservation to Pollution Reduction, CRC Press, 2003
• (5) Pronk. P, P.D.J. Hoppesteyn: Increasing the capacity and fuel efficiency of reheat furnaces for steel slabs, 8th European Conference on Industrial Furnaces and Boilers, March, 25-28, 2008, Vilamoura.
• (6) Weber R. Mancini M.: Recent developments in flameless combustion technology, COMBURA 2009.
• (7) Dobski T., Slefarski R., Janowski R.: Combustion gases in highly preheated air (HiTAC) technology, Archivum Combustions, Vol. 28., 2008 No 3-4.
• (8) Pronk. P, Lewis. B, P.D.J. Hoppesteyn: Industrial Application of High Efficiency Combustion, 15th IFRF Members’ Conference, June, 13-15, 2007, Pisa, Italy.
• (9) Szewczyk D., Forsberg B.: High-Cycle Regenerative Systems (HRS burners) and High Temperature Air Combustion Technology (HiTAC) – European Industrial Application, ISNGU, September 25-26. 2006. Poznań. Poland
• (10) Blasiak W., Yang W.: Volumetric combustion of coal and biomass in boilers. 7th High Temperature Air Combustion and Gasification International Conference. HiTACG 2008, January, 13-16, 2008, Phuket, Thailand
• (11) Szewczyk D., Sudo J., Świderski A., Forsberg B.: Over decade of industrial experiences in high temperature air combustion applied with HRS regenerative burners, 6th HiTAC, October 17 – 19, 2005, Essen, Germany
• (12) Tanaka R. Hasegawa T.: Innovative technology to change flame characteristics with highly preheated air combustion. Japanese Flame Days 97, JFRC 20th Anniversary, Osaka, Japan, May 16-17th 1997
• (13) Ashwani K. Gupta.: Flame characteristics and challenges with High Temperature Air Combustion. 2000 International Joint Power Generation Conference Miami Beach, Florida, July 23-26. 2000
• (14) Hasegawa T., Kishimoto S., Suzukawa Y.: Environmentally – compatible Regenerative Combustion Heating System, 2001 Joint International Combustion Symposium. September. 9-12. 2001, Hawaii, USA
• (15) Szewczyk D., Dobski T.: Combustion of low caloric natural gases in highly preheated air, 17th International Symposium on Combustion Processes, September, 24-27, 2001, Poznań, Poland
• (16) Blasiak W., Szewczyk D., Dobski T.: Influence of N2 addition on combustion of single jet of methane in highly preheated air, International Joint Power Generation Conference, June, 4-7, 2001, New Orleans, Louisiana, USA
• (17) Szewczyk D., Kamecki A., Skotnicki P., Szydłowski A.: Copper blast furnace waste gas utilization system as a new field of HiTAC combustion technology, 8 HiTACG 2010, July 5-7, 2010, Poznań, Poland
• (18) Hasegawa T. Tanaka R. Niioka T.: Combustion with high temperature low oxygen air in regenerative burners. The First Asia-Pacific Conference on Combustion. Osaka. Japan, s. 290 – 293. May 12-15, 1997
• (19) Mochida S., Hasegawa T.: Development of a combustion diagnostis method on advaced indrustial furnaces making use of high temperature air combustion. Forum on High Performace Indrustrial Furnace and Boiler. March 8-9, 1999 Japan
• (20) Yasuda. T.. Super Advanced Regenerative industrial Furnace Nippon Furnace Kogyou Kaisha, Ltd.
• (21) Mohri T., Yoshioka T., Hozumi Y. Shiozaki T., Hasegawa T., Mochida S., Tauchi M., Maruyama S.: Development on Advanced High-Temperature Air Combustion Technology for Steam Reforming Process. 2001 Joint International Combustion Symposium. September, 9-12. 2001, Hawaii, USA
• (22) Szewczyk D.: Badania procesu spalania gazu w warunkach wysokiego podgrzania utleniacza, PhD Thesis, 2003