Что это? Масло-теплоноситель – продукт переработки нефти, содержащий ароматические углеводороды. Является термически стабильным и может сохранять функциональность до 280–320 °С.
Где применяют? Масло-теплоноситель заливают в закрытые циркуляционные системы для передачи тепла, например, в термомасляные котлы, воздухонагреватели и термостаты.
В этой статье:
Что собой представляет масло-теплоноситель
Сверхвысокотемпературные масла-теплоносители – это результаты глубокой переработки нефти, в которых благодаря особой технологии процесса преобладают ароматические углеводороды. Чаще всего эти масла обозначаются специальной аббревиатурой – АМТ, после которой указывается цифра, характеризующая приблизительную максимально допустимую температуру применения.
Что собой представляет масло-теплоноситель
Органические масла-теплоносители подразделяются на минеральные и синтетические, они используются как в замкнутых, так и в открытых системах (ванна или двойной котел). Рабочие температуры для каждых теплоносителей свои, но чаще всего значения лежат в пределах от -115 до 410 ° С.
При выборе масла-теплоносителя стоит ориентироваться на значения температуры, которые допускаются для конкретного продукта, и сопоставлять их с требованиями технологических процессов производства и параметрами оборудования.
Если теплоносители использовать в нормальных условиях и не превышать рекомендуемую температуру, они прослужат длительный срок. В действительности же период полезного использования зависит от особенностей эксплуатации, например будут ли перепады температуры в системе, как сильно и насколько равномерно нагреваются различные части оборудования, есть ли воздух в камере расширения.
Правильно разработанная система с теплоносителем служит по несколько лет. Теплоносители используются в жидкой или парообразной фазе.
Это оборудование идеально подходит для обеспечения теплом различных технологических процессов на производстве.
Нагревательные процессы, которые происходят в теплоносителях в период парообразной фазы, дают возможность направлять постоянное тепло нескольким потребителям в равных пропорциях. Диапазон мощности для оборудования данного типа колеблется от 100 кВт до 45 МВт (для одного нагревателя) и подходят, таким образом, под самые различные потребности. При объединении нескольких нагревателей достигаются и более высокие мощности.
Основные характеристики масла-теплоносителя отличаются от воды, которая во многих случаях тоже является теплоносителем.
Особенности термомасла:
- Границы рабочих температур составляют от 50 до 410 °C
- Обеспечивают высокую мощность: до 45 МВт на один нагреватель.
- Лучше распределяют тепло.
- Имеют большую теплоемкость и высокий коэффициент теплоотдачи.
- Останавливают коррозию в отопительных системах, а также в другом оборудовании
- Не требуют предварительного изменения химического состава (по сравнению, к примеру, с водоподготовкой для производства пара).
- Термомасло обладает более высокой точкой кипения, и не нужно использовать котлы с большим давлением.
- Технология с использованием масла считается экологически чистой (один полный технологический цикл является закрытым, а следовательно, отсутствуют выбросы в окружающую среду).
Системы, в которых используются термомасла
Масляные термостаты
Служат для достижения определенной температуры пресс-форм, используются, например, в случаях, когда нужно нагреть их до 300 °С. Области применения – ковка, литье.
Парогенераторы с непрямым нагревом
Для такого оборудования используются термомасла специальных марок.
Наличие парогенераторов в термомасляных системах – один из самых очевидных и простых способов получения пара, который необходим для производства.
Системы, в которых используются термомасла
Воздухонагреватели
Используются в процессах, технология которых построена на горячем воздухе, например в сушильных камерах. Проходящее по специальным трубкам термомасло снаружи нагревает холодный воздух снаружи, который затем направляется по назначению.
Термомасляные котлы
Подходят для использования в основном в промышленности вместо паровых котельных. С их помощью можно нагреть мазут, обеспечить тепло для химических реакций, осуществить горячее прессование, получить пар непрямым способом. Потребляют больше всего масла.
Котлы на масле чаще, чем с паром, используются для генерирования тепловой энергии в промышленных процессах, так как при низких давлениях достигаются высокие температуры. Таким образом основное оборудование становится дешевле.
Ввиду того, что термомасла способны работать в самых разных условиях, их применяют многие промышленные цеха. В современных технологиях последних десятилетий, например, без них не обходится производство синтетических смол, термопластических материалов. Они активно работают даже в случаях, когда температуры превышают отметку в 340 °C.
Теплоносительные установки
Это оборудование обеспечивает равномерный процесс нагрева до температуры 450 °C. Повсеместно используется в западных странах, в основном в энергетике.
Термомасляная котельная
Данное оборудование позволяет получать рабочие температуры до 350 °C при сравнительно небольшом давлении в 6 бар. Такой режим работы подходит для технологий пищевой, бумажной, металло- и деревообрабатывающей промышленности, а также строительной и химической отраслей.
Комплекс верхнего разогрева и слива темных нефтепродуктов
Обеспечивает очищение ж/д цистерн от продуктов нефтепереработки, таких как мазут, битум. Передача тепла при этом происходит с использованием специального термомасла. Нормы его потребления зависят от следующих параметров: мощность установки, объем расширительного бака, обогреваемая площадь, условия использования.
Периодически следует также проводить профилактический осмотр оборудования и контролировать качество масла, чтобы вовремя выявить процессы его распада, например термическую деструкцию, которая становится следствием перегрева теплоносителя.
Преимущества термомасляных котлов
На многих производствах необходим теплоноситель с рабочими температурами от 120 до 350 °С.
Если нагрев пара в котле до 300 °С возможен только при достижении давления порядка 90 атм., то термомасляная система справится с этим же за 1-2 атм.
Преимущества термомасляных котлов
Котлы на термомасле обладают рядом преимуществ:
- ниже потери тепла (нет необходимости в продувке, деаэрации) и, как следствие, повышение КПД.
- Не нужна химическая подготовка теплоносителя.
- Не замерзает при отрицательных температурах.
- Уменьшен срок окупаемости по сравнению с паровыми котлами ввиду отсутствия потерь.
- Коррозии в системе нет.
- Получение пара возможно с помощью специального генератора, который подогревается от органического теплоносителя (парогенератор на термомасле).
- Производительность выше из-за того, что больше рабочая температура.
- Снижаются эксплуатационные затраты, ремонт требуется реже, так как давление в системе низкое.
- Ниже расходы на эксплуатацию, потому что не требуется обслуживающий персонал.
- Оборудование не нуждается в техническом надзоре, так как работает без давления.
- Нет необходимости привлекать дорогостоящие проектные или монтажные организации.
- Простое техническое решение и экономия времени на реализацию проекта.
Существенным преимуществом оборудования с использованием масла-теплоносителя является отличие его рабочего режима от водяных котлов. В частности, ему не грозят проблемы в виде гидроударов, порванных труб, нехватки давления, не нужна и водоподготовка. Задача персонала сводится к контролю за наличием топлива.
Разница в затратах на эксплуатацию между паровым и термомасляным котлами составляют 20-30 % в пользу второго. Экономические показатели работы оборудования зависят от вида используемого топлива. Возьмем для примера недешевый промышленный котел стоимостью около 2 млн рублей: если перевести его с дизельного топлива на твердое (пеллету), то он окупится за отопительный сезон. Пока твердое топливо для таких установок является самым дешевым.
Еще один весьма важный нюанс - через 3-5 лет активной эксплуатации в паровом котле может образоваться накипь и коррозия, в результате он прогорит и выйдет из строя. Причем от этого не избавят регулярные продувки и водоподготовка.
Это потребует ремонта или в большинстве случаев приведетк необходимости полной замены парового котла. Даже если обойтись новым теплообменником, то это все равно основная часть оборудования, и потому дорого. В термомасляных котлах этой проблемы нет. Да и срок службы при правильной эксплуатации и своевременной замене масла оборудования составляет от 12 до 20 лет.
При рабочей температуре котла до 280 °С используется минеральное диатермическое масло, а при более высоких значениях, например 400 °С, нужно синтетическое. Также необходимо периодически брать пробы жидкости внутри системы и проводить анализ, чтобы вовремя ее заменить и избежать отложений, перегрева и выхода оборудования из строя. Если соблюдаются режимы эксплуатации котла, то есть поддерживается рекомендованная рабочая температура жидкости, обеспечивается нормальная циркуляция, масло-теплоноситель прослужит примерно 5 лет.
Часто задаваемые вопросы о масле-теплоносителе
- Каким образом масло заливается в автокондиционер?
Для заполнения системы климатической установки маслом потребуется специальный инжектор для автокондиционеров, манометрическая измерительная установка и зарядный шланг, а также вакуумный насос, который позволяет осушить систему. Узнать, какое количество масла следует заливать, можно в таблице заправки, там же указано необходимое количество хладагента.
- Может ли масло-теплоноситель быть использовано в системе охлаждения автомобиля?
Теплоносители нельзя использовать при эксплуатации машины, так отопительная система, по сравнению с автомобильной, более простая, имеет небольшой диапазон температуры и рассчитана на меньшие нагрузки. Например, перед ней не стоит задача запуститься в минус 30 градусов или работать при +90 в пробке. Да и узость каналов двигателя определяет свои рамки.
Таким образом, автомобильный антифриз можно залить в систему отопления, а вот наоборот сделать нельзя.
- Чем масло-теплоноситель лучше воды и пара?
Во-первых, здесь шире температуры использования, они достигают значений в диапазоне от 50 до 410 градусов. Также масла обладают большей мощностью – до 45 МВт на один нагреватель. Важен и тот фактор, что при использовании термомасел отсутствует тепловое излучение и можно равномерно распределять тепло.
Итак, резюмируем. К положительным качествам термомасел можно отнести высокий коэффициент теплоотдачи, и большую теплоемкость. Использование жидкого теплоносителя сохраняет оборудование и препятствует образованию коррозии. Также не требуется предварительная подготовкажидкости, как в случае производства пара. При этом у них высокая точка кипения, а значит, большое давление в котлах не требуется.
Выбирая теплоноситель, нужно отталкиваться от рекомендуемых температурных диапазонов использования, чтобы они соответствовали технологическим условиям производства. Масло-теплоноситель прослужит долго, если будут созданы нормальные условия, а температуры при эксплуатации не превысят рекомендуемые.
На практике же срок годности жидкости сопряжен со множеством факторов: есть или нет перепады температур в системе, равномерно ли нагреваются отдельные ее части, есть ли контакт с воздухом в камере расширения. Правильные конструкция и эксплуатация система будут залогом длительного срока службы теплоносителя.
