Revêtements à Haute Émissivité pour les Surfaces Réfractaires des Foyers
Votre foyer chauffé est-il limité par la température du mur de soutènement ou par la charge de combustion ?
Au lieu d’un remodelage complet, nous pouvons résoudre ces problèmes grâce à l’application des revêtements céramiques à haute émissivité de Cetek sur les surfaces réfractaires. Les revêtements céramiques à haute émissivité de Cetek améliorent l’efficacité du transfert de chaleur rayonnante depuis les surfaces réfractaires dans les foyers tubulaires chauffés.
L’application de revêtements à haute émissivité permet :
- Avantages de productivité typiques allant de 2,5 % à 5 %
- Économies de combustible
- Augmentation de la capacité du foyer
- Réduction des émissions de CO₂ et de NOx
- Encapsulation des fibres
- Diminution des températures du mur de soutènement
- Retour sur investissement rapide
Augmentation de 3,5 % du Débit Après l’Application du Revêtement Cetek
Je suis là pour aider
Larry Emch
Expert en la matière IGS
Avantages des Revêtements Céramiques Cetek à Haute Émissivité pour les Surfaces Réfractaires
Amélioration de l’Efficacité du Transfert de Chaleur Rayonnante vers les Tubes de Procédé
Cetek a été le pionnier de l’utilisation de revêtements céramiques à haute émissivité appliqués aux surfaces réfractaires des sections radiantes des foyers chauffés et des reformeurs tubulaires. Cette méthode est désormais reconnue comme un moyen efficace d’améliorer l’efficacité du transfert de chaleur rayonnante, entraînant des économies d’énergie ainsi que des avantages environnementaux et de fiabilité. Nous avons développé et utilisé avec succès une gamme de revêtements céramiques adaptés à différents types de substrats, environnements opérationnels et objectifs d’application.
Dans les foyers chauffés et les reformeurs tubulaires, l’énergie thermique nécessaire pour alimenter les processus endothermiques est fournie par la combustion d’un mélange air-combustible et transférée au procédé par trois mécanismes de transfert de chaleur : le rayonnement, la convection et la conduction. Le principal mécanisme de transfert de chaleur est le rayonnement.
Économies de Combustible au Même Taux de Production
L’augmentation de l’efficacité du transfert de chaleur rayonnante peut être utilisée par les clients de Cetek pour réduire la consommation de combustible tout en maintenant le taux de production. Les économies d’énergie varient de 5 % à 15 %, selon le service et la configuration du foyer, lorsqu’une combinaison de revêtements réfractaires et de revêtements de tubes est utilisée.
Augmentation du Taux de Production au Même Taux de Combustion
L’augmentation de l’efficacité du transfert de chaleur rayonnante peut être utilisée par les clients de Cetek pour augmenter le taux de production tout en maintenant la consommation de combustible. Les augmentations de production varient de 5 % à 15 %, selon le service et la configuration du foyer.
Élimination des Limitations du Foyer
Limitation par la température du mur de soutènement (BWT)
En améliorant l’efficacité du transfert de chaleur dans la section radiante, une plus grande partie de la chaleur disponible générée par les brûleurs est absorbée par le procédé. Cela signifie que la température des gaz de combustion quittant la section radiante (BWT – Bridgewall Temperature) sera plus basse. Si votre foyer chauffé est limité par la BWT, les revêtements céramiques à haute émissivité de Cetek constituent une solution simple et rentable.
Limitation par la charge de combustion (Firing Duty Limited)
Un transfert de chaleur plus efficace dans la section radiante permet de surmonter toute limitation liée à la charge de combustion — une solution facilement accessible grâce à l’application des revêtements céramiques à haute émissivité de Cetek.
Pourquoi Utiliser des Revêtements à Haute Émissivité sur les Surfaces Réfractaires ?
Dans la section radiante d’un foyer chauffé, une grande partie de l’énergie rayonnante provenant de la flamme ou des gaz de combustion est transférée directement aux tubes de procédé ou aux tubes catalytiques ; toutefois, une proportion significative interagit avec les surfaces réfractaires. Le mécanisme de cette interaction a un impact notable sur l’efficacité globale du transfert de chaleur rayonnante. Un facteur déterminant de l’efficacité radiante est l’émissivité de la surface réfractaire.
Aux températures de fonctionnement des foyers de procédé, les nouveaux revêtements en fibres céramiques, par exemple, présentent des valeurs d’émissivité d’environ 0.4. Les briques isolantes réfractaires (IFB) et les matériaux de coulage (castables) ont des valeurs d’émissivité d’environ 0.6. Ces matériaux ont été conçus principalement pour leurs propriétés structurelles et leur efficacité isolante. Ils ne gèrent pas toujours le rayonnement de la manière la plus efficace. En revanche, les revêtements céramiques Cetek, avec des valeurs d’émissivité supérieures à 0.9, ont été spécialement conçus pour améliorer les caractéristiques de rayonnement des surfaces réfractaires.
Comment Fonctionnent les Revêtements Cetek à Haute Émissivité ?
Les surfaces à haute émissivité sont capables de rayonner de l’énergie sur une large bande de longueurs d’onde, réduisant ainsi l’interférence du CO₂ et de la vapeur d’eau présents dans les gaz de combustion.
Lorsque le rayonnement d’une flamme atteint un radiateur parfait, toute l’énergie est absorbée, mais surtout, elle est transformée en « rayonnement de corps noir », sous forme de large bande. Lorsque cette énergie est réémise par la surface, elle peut traverser l’atmosphère du foyer — composée des produits de combustion — avec très peu d’absorption avant d’être évacuée vers la cheminée par le tirage.
Elle est donc plus facilement disponible pour chauffer la charge dans le foyer.
Si la surface est un mauvais radiateur, ou présente une très faible valeur d’émissivité, l’énergie frappant la surface serait réfléchie sans transformation, et serait alors plus facilement absorbée par l’atmosphère du foyer.
L’effet est de « surchauffer » l’atmosphère du foyer, ou le gaz de combustion, entraînant une perte d’énergie inutilement évacuée par la cheminée.
Processus d’Évaluation Cetek
Les revêtements céramiques Cetek à haute émissivité appliqués aux surfaces réfractaires produisent des effets significatifs, qui varient selon les types et conceptions de foyers chauffés ou de reformeurs tubulaires. Pour en tirer le maximum de bénéfices, il est essentiel qu’une analyse/évaluation technique complète des effets de l’application soit réalisée au préalable.
Les avantages dans la section radiante et les effets sur la section de convection sont étudiés et rapportés avant tout engagement de la part du client ou de Cetek.
Les applications typiques de revêtements à haute émissivité dans les reformeurs de méthane à la vapeur montrent des gains de productivité (sous forme d’économies d’énergie ou d’augmentation de production) allant de 2,5 % à 5,0 %.
Avantages Environnementaux des Revêtements à Haute Émissivité de Cetek
La réduction de la température des gaz de combustion entraîne une diminution significative des émissions de NOx thermiques. La réduction typique des émissions de NOx dans les reformeurs de méthane à la vapeur, par exemple, est de 20 % à 30 %, quel que soit le type de brûleur.
Les émissions de CO₂ sont réduites proportionnellement aux gains de productivité.
Les revêtements céramiques de Cetek (à haute émissivité ou à émissivité neutre) assurent une véritable encapsulation des isolants en fibre céramique (nappes, modules ou panneaux).
Il n’y a aucune perte de fibre friable provenant des sections radiantes, et donc aucun encrassement des tubes de la section radiante / tubes catalytiques, des tubes de la section de convection, des filtres des unités SCR (réduction catalytique sélective), ni aucune émission vers l’environnement par la cheminée.
L’accès aux sections radiantes lors des arrêts est également moins dangereux puisqu’il n’y a pratiquement aucune contamination.
Application sur Site des Revêtements à Haute Émissivité
Les revêtements à haute émissivité offrent une longévité supérieure et les techniciens expérimentés de Cetek les appliquent sur site sur les revêtements réfractaires des réchauffeurs/fours de procédé. Nous fournissons des systèmes de revêtements à haute émissivité pour tous les types de réfractaires, des briques denses à haute teneur en alumine aux réfractaires légers moulables, ainsi qu’aux modules ou nappes en fibre céramique. Pour certains foyers, nous recommandons des revêtements pour tubes de procédé afin de réduire la corrosion.
Les revêtements en film mince à haute émissivité sont inertes, non catalytiques et à base d’eau, offrant une amélioration complète du procédé dans le respect de l’environnement.
Le service est soutenu par un programme de santé et sécurité de haut niveau, offrant un bilan sécuritaire supérieur aux normes de l’industrie.
Consultation gratuite avec un expert en la matière d’IGS
IGS est là pour fournir des informations, répondre à vos questions et créer une solution efficace adaptée à vos besoins.