Важко уявити собі сучасне підприємство, яке функціонує без енергії. У процесі перетворення сировини на кінцевий продукт, електрику і тепло відіграють ключову роль. Електрика використовується для запуску електродвигунів та їх керування за допомогою датчиків.
Тепло, у свою чергу, застосовується для ініціювання хімічних реакцій, пластифікації та модифікації матеріалів, зварювання та склеювання, випаровування рідини та сушіння виробів, пастеризації та термічної обробки. У процесі виготовлення автомобільних шин, концентрування соків, виробництва мила, обробки продуктів харчування, гранулювання кормів, а також у деревообробці тепло грає важливу роль.
Важливим елементом технологічного процесу є необхідність забезпечення контролю за температурним режимом, точністю підтримки та швидкістю зміни параметрів теплоносія.
Як найбільш поширений теплоносій зазвичай використовується вода. Вона ефективно застосовується у широкому діапазоні тисків при температурах до 115°C. Однак використання води як теплоносія при більш високих температурах не є типовим у промислових процесах, оскільки це може спричинити ризик виникнення аварійних ситуацій під час використання “перегрітої води”.
Водяна пара також є популярним теплоносієм у багатьох технологічних процесах. Завдяки широкому діапазону робочих температур та різним рівням тиску, водяна пара набула статусу універсального теплоносія в промисловості.
Однак, з розвитком більш складних технологічних процесів та використанням нових матеріалів (різні модифікації пластиків, тендітні форми ферментів, надчисті матеріали тощо), досягнення необхідних виробничих режимів стало складним при використанні водяної пари.
У точних ювелірних технологічних процесах пар важко контролювати, оскільки деякі параметри, такі як “вологість пари”, не можуть бути точно регульовані. Це обмеження парового обладнання призводить до підвищеної кількості шлюбу.
Крім того, парове обладнання є громіздким та дорогим в обслуговуванні, має низьку енергоефективність та може призводити до втрат енергії. Воно також вимагає уваги з боку персоналу та піддається суворому державному технічному нагляду.
Ці фактори можуть значно ускладнити впровадження нових виробництв і призвести до значного збільшення капітальних витрат через дороге проектування та необхідність отримання додаткових погоджень із державними органами.
У нашій країні використання менш поширених теплоносіїв, таких як різні низькокиплячі спирти, парафіни та масла, було обмежено відсутністю стандартів застосування та дефіцитом таких теплоносіїв у минулому столітті.
У Європі та Америці вже давно та активно застосовується високотемпературний органічний теплоносій (ВОТ) на основі мінеральних та синтетичних масел. ОТ являє собою рідину, яка має схожі фізичні властивості з водою, але здатна витримувати вищі температури (до 340 ° C) і працювати в широкому діапазоні тисків.
Масова температура масла є більш стабільним і керованим параметром порівняно з тиском і температурою водяної пари. Використання такого теплоносія повністю вирішує проблеми точного та гарантованого досягнення необхідних температурних режимів у технологічному процесі.
Масло, нагріте до +250°C, становить більший потенціал аварійної небезпеки порівняно з гарячою водою, оскільки за такої високої температури масло може випаровуватися і підтримувати горіння (якщо відбуваються незначні витоки). Однак це все ж таки незрівнянно з реальною небезпекою, пов’язаною з використанням пари при тій же температурі.
У Європі установки, що працюють з маслами як теплоносії та нагріті нижче точки кипіння, регулюються нормативною документацією та підлягають технічному нагляду. Такі установки класифікуються як небезпечні.
Яке масло-теплоносій можна використовувати в цьому випадку?
Незалежно від обраного конкретного типу та бренду теплоносія є загальні умови його застосування, на які слід звернути увагу.
- При використанні масла як теплоносія, незалежно від конкретного типу та марки, слід враховувати кілька загальних умов. При низьких температурах до +100-120 °C масло має високу в’язкість, що може призводити до великої витрати електроенергії на циркуляційних насосах в системах з циркуляцією. Тому важливо запобігати пониженню температури масла нижче зазначених значень, щоб не порушувати баланс циркуляційних кілець в єдиній тепловій мережі.
- При зупинці системи подачі тепла слід звернути увагу на мінімальні температури навколишнього середовища, в яких відбувається технологічний процес, та оцінити теплоізоляцію та трасування трубопроводів на підприємстві. Масло-теплоносій може замерзнути при низьких температурах, але це не є незворотним процесом, і властивості масла відновлюються після прогріву. Однак запустити циркуляцію у замороженій системі може бути складно.
- У процесі експлуатації масло піддається циклічному нагріванню та охолодженню, що призводить до поступового погіршення його характеристик. Також в нагрівальних установках та котлоагрегатах існують зони підвищеної температури металу, де може відбуватися “пристінне кипіння масла”. Це може призвести до пригарання та утворення відкладень. Присутність нагару та металевого пилу в системі може знизити ККД та призвести до аварійних ситуацій.
- При роботі системи з маслом-теплоносієм необхідно використовувати один тип масла, а при доливі слід перевіряти його сумісність з маслом, що вже використовується. При повній заміні масла також необхідно провести аналіз сумісності старого та нового продуктів, враховуючи, що повністю видалити масло із системи може бути складно через тонку плівку масла, що залишилося у з’єднаннях та на внутрішніх поверхнях труб.
- Не рекомендується здійснювати злив та інші роботи з маслом-теплоносієм до його повного остигання, оскільки нагріті масла можуть окислюватися і втрачати свої унікальні властивості при контакті з повітрям. При температурах вище 310 ° C можливе самозаймання масла. Також важливо стежити за правильною роботою розширювальної ємності з маслом. При зупинці технологічного процесу та охолодженні системи може відбутися зменшення об’єму масла через створення розрідження в трубопроводах. У цьому випадку можливий прорив повітря через арматуру або повітровипускні пристрої в трубопровід з гарячим маслом. Повторення такої ситуації при кожній зупинці системи може призвести до окислення масла та її погіршення як теплоносія.
Масло теплоносій Texaco Texatherm HT 22 широко застосовується в закритих системах непрямого теплообміну.
Масло-теплоносій Texaco Texatherm HT 22 має відмінні в’язкі характеристики навіть при низьких температурах, включаючи негативні значення. Це дозволяє суттєво скоротити витрати на електроенергію при циркуляції масла в установках, що працюють за низьких температур.
Особливістю Texaco Texatherm HT 22 є його низька температура замерзання (до -50 °C) та точка помутніння (-13 °C), на відміну від інших аналогічних масел, які можуть використовуватися тільки при температурах не нижче -7-8 °C. Завдяки цим характеристикам масло може бути використане при негативних температурах навколишнього середовища, а також у випадках, коли системи теплопостачання та розширювальні ємності знаходяться на вулиці.
Texaco Texatherm HT 22, заснований на синтетичній основі, має відмінну стабільність при окисленні та високих температурах. Порівняно зі звичайними мінеральними маслами, його ступінь руйнування значно нижчий.
Додатково, масло-теплоносій Texaco Texatherm HT 22 має відмінні миючі властивості, сприяє розчиненню відкладень та підтримці чистоти системи. Воно майже не має запаху та не містить токсичних компонентів, що дуже важливо при проведенні регулярного очищення фільтрів та промиванні обладнання персоналом. Масло легко фільтрується та центрифугується, не втрачаючи своїх експлуатаційних властивостей.
Масло Texaco Texatherm HT 22, у своєму свіжому стані, сумісна з більшістю органічних масел-теплоносіїв. Однак, для забезпечення оптимальної сумісності, рекомендується проведення попередніх лабораторних досліджень на сумісність з маслом, що вже знаходиться в системі.
Texatherm HT 22 має чудову окислювальну стабільність, проте слід уникати його сильного нагріву в присутності атмосферного кисню, оскільки стабільність характеристик масла гарантується при температурі нагріву, що не перевищує 107 °C. Для забезпечення надійної роботи системи теплопостачання необхідно забезпечити взаємозв’язок всіх її компонентів з розширювальними судинами в будь-якому режимі роботи, підтримувати в них мінімально необхідний рівень масла та уникати закриття запірної арматури без нагальної потреби.
Тільки ретельний розрахунок, суворе дотримання інструкцій, вибір високоякісних теплоносіїв та компетентний нагляд забезпечать безпечну та безаварійну роботу підприємства.
