Трудно представить себе современное предприятие, работающее без энергии. Электричество и тепло – главные движущие силы процесса преобразования сырья в конечный продукт. Электричество запускает электродвигатели и контролирует их с помощью датчиков.

Под действием тепла запускаются химические реакции, происходят пластификации и модификации материалов, сваривание и склеивание, выпаривание жидкости и сушка изделий, пастеризация и термическая обработка. Тепло используется при изготовлении автомобильных шин, концентрировании соков, мыловарении, обработке продуктов питания, гранулировании кормов, деревообработке.


Технологический процесс должен включать в себя контроль температурного режима, точности поддержания и скорости изменения параметров теплоносителя.

В качестве теплоносителя чаще всего применяется вода. Она используется при температуре до 115°С в широком диапазоне давлений. Более высокие температуры для воды как теплоносителя в производственных процессах не характерны, так как при использовании "перегретой воды" повышается опасность возникновения аварийных ситуаций.


Не менее распространенным теплоносителем для технологических процессов является водяной пар. Широкие температурные диапазоны и различное давление пара сделали его универсальным теплоносителем для производства.


Водяной пар - теплоноситель.
Однако с усложнением техпроцессов и переходом к новым материалам (различным модификациям пластиков, хрупким формам ферментов, сверхчистым материалам и т.п.) достижимые параметры пара уже не обеспечивают необходимых производственных режимов.

Пар сложно использовать в ювелирно-точных технологических процессах, так как управлять его параметрами сложно: например, такой параметр как «влажность пара» вообще не поддается точному контролю. Результатом технологических ограничений парового оборудования является брак.


Кроме того, паровое оборудование является довольно громоздким и дорогим в обслуживании, не самым эффективным с точки зрения КПД и возможных потерь. Оно требует повышенного внимания персонала и является «опасным» с точки зрения государственного технического надзора.

Последнее обстоятельство может сильно затруднить запуск нового производства и удвоить капитальные затраты за счет дорогостоящего этапа проектирования и дополнительных согласований с государством.

Менее распространенными теплоносителями являются различные малокипящие спирты, парафины и масла, использование которых в нашей стране в прошлом веке ограничивалось как отсутствием стандартов применения, так и дефицитом самого теплоносителя.


Тем временем в Европе и Америке давно и активно используется Высокотемпературный Органический Теплоноситель (ВОТ) на основе минеральных и синтетических масел. ВОТ по сути является жидкостью, близкой по физическим свойствам к воде, но имеющей более высокую температуру применения (до 340°С) и широким диапазоном давлений.


Объемная температура масла – более стабильный и контролируемый параметр, чем давление и температура водяного пара. Применение такого теплоносителя полностью решает проблемы точного и гарантированного достижения требуемых температурных режимов техпроцесса.

ВОТ
Масло, нагретое до +250°С, представляет большую аварийную опасность, чем горячая вода, так как при высокой температуре масло испаряется и может поддерживать горение (при незначительных утечках этого не происходит). Однако это несравнимо с реальной опасностью применения пара той же температуры.

Установки с маслами-теплоносителями, нагретыми ниже температуры кипения, нормативная документация и технический надзор в Европе относят к умеренно опасным.


Ростехнадзор по этому поводу не имеет единого мнения, так как в России установки с маслами в качестве теплоносителя пока не получили широкого распространения.


Правила Устройства и Безопасной Эксплуатации (10-574-03, раздел 11) относят установки на ВОТ с докипящими температурами к объектам, неподнадзорным Ростехнадзору.

Какое масло-теплоноситель возможно применять в этом случае?


Независимо от выбора конкретного типа и марки теплоносителя существуют общие условия применения ВОТ, на которые стоит обратить внимание.

  • При низких температурах (до +100-120 °С) масло-теплоноситель имеет довольно высокую вязкость, поэтому использование его при таких температурах в системах с циркуляцией приводит к большому расходу электроэнергии на циркуляционных насосах. Нужно не допускать снижения температуры масла ниже этих значений внутри установок, в противном случае нарушается баланс циркуляционных колец на установках, работающих в единой тепловой сети

  • В случае остановки теплоснабжения масло-теплоноситель может замерзнуть, поэтому особое внимание следует обращать на минимальные температуры окружающей среды, при которых происходит технологический процесс, оценивать трассировку трубопроводов на предприятии и регулярно проверять теплоизоляцию. Помутнение при охлаждении и даже замерзание масла не приводят к необратимым последствиям – свойства восстанавливаются после прогрева. Другое дело, что запустить циркуляцию в замороженной системе сложно

  • В процессе эксплуатации масло постоянно проходит цикл нагревания и охлаждения, что приводит к неизбежному ухудшению его первоначальных характеристик. Кроме того, в нагревательных установках и котлоагрегатах существуют зоны с повышенной температурой металла, в которых происходит "пристеночное кипение масла". В этих зонах масло пригорает, отдельные фракции выделяются и наслаиваются. Частицы нагара и металлическая пыль циркулируют по трубам вместе с маслом, оседают на фильтрах и шламоотделителях. Грязное масло приводит к уменьшению КПД и возникновению аварийных ситуаций.

  • ля работающей установки необходимо использовать один тип масла, а при доливе обязательно проверять совместимость масел-теплоносителей. При полной замене масла необходимо провести анализ совместимости старого и нового продуктов, так как полностью слить масло из системы в любом случае не получится – в межфланцевых и сварных соединениях, а также на внутренних поверхностях труб остается тонкая пленка масла

  • Не проводите слив и другие работы с маслом-теплоносителем до его остывания, так как при контакте с воздухом нагретые масла окисляются и теряют свои уникальные свойства. А при температурах свыше 310°С - возможно самовозгорание масла. Кроме того, нужно следить за правильной работой расширительной емкости с маслом. При остановке технологического процесса и частичном остывании системы, объем масла уменьшается, так как создается разрежение в трубопроводах. В этот момент возможен прорыв воздуха через арматуру или воздуховыпускные устройства в трубопровод с еще горячим маслом. Возникнув однажды, эта ситуация будет повторяться раз за разом при каждом остановке системы, масло очень быстро окислится и перестанет быть «теплоносителем»


В закрытых системах косвенного теплообмена успешно используется масло-теплоноситель Texaco Texatherm HT 22.

масло-теплоноситель Texaco
Texaco Texatherm HT 22 имеет прекрасные вязкостные характеристики при низких температурах (вплоть до отрицательных). В случае технологической необходимости работы установки при низких температурах экономия электроэнергии на циркуляцию этого масла может составить значительную сумму.

Texatherm HT 22 имеет низкую температуру замерзания (до -50 °С) и температуру помутнения (-13 °С), в отличие от масел-аналогов с температурой применения не ниже -7-8 °С. Низкая температура застывания позволяет запускать установки даже при отрицательных температурах окружающей среды и использовать масло в тех случаях, когда теплотрассы и расширительные емкости расположены на улице.


Благодаря синтетической основе масло Texaco Texatherm HT 22 демонстрирует прекрасную окислительную и термическую стабильность. При прочих равных условиях степень деструкции этого масла на порядок меньше, чем у обычных минеральных.

Масло-теплоноситель Texatherm HT 22 обладает прекрасными моющими свойствами и растворяет различного рода отложения, сохраняя систему в чистоте. Продукт практически не имеет запаха и не содержит токсичных компонентов – это очень важно при проведении периодических чисток фильтров и промывках оборудования обслуживающим персоналом. Масло легко фильтруется и центрифугируется, не теряя эксплуатационных характеристик.


Свежее масло Texaco Texatherm HT 22 совместимо с большинством органических масел-теплоносителей, однако предварительные лабораторные исследования на совместимость с залитым маслом крайне рекомендуются.


Несмотря на прекрасную окислительную стабильность, Texatherm HT 22 не предназначено для сильного нагрева в присутствии атмосферного кислорода, стабильность характеристик масла гарантируется при нагреве не выше 107°С. Чтобы обеспечить надежную работу системы теплоснабжения, необходимо обеспечить взаимосвязь всех ее элементов с расширительными сосудами в любом режиме работы, поддерживать в них минимально необходимый уровень масла и не перекрывайте запорную арматуру без крайней необходимости.


Только точный расчет, четкое следование инструкциям, выбор качественных теплоносителей и квалифицированный надзор дадут гарантию безопасной и безаварийной работы предприятия.