Использование термального масла, в отличие от пара, более экономично. Российские компании, к сожалению, с этой технологией знакомы поверхностно. Как правило, в России ее применяют только дочерние компании иностранных предприятий, которые за много лет использования оборудования на термомасле убедились в преимуществах использования масла в качестве теплоносителя.
В середине прошлого веке термомасляная технология была экономически невыгодна из-за низкого КПД печей для нагрева масла, что по затратам превосходило электрический нагрев. Сегодня используются современные котлы, работающие на газообразном или жидком топливе с КПД, достигающим 92 %. Термомасло (его еще называют высокотемпературным органическим теплоносителем — ВОТ) — это продукт глубокой переработки нефти с последующей дистилляцией.
Получившийся продукт имеет низкую температуру замерзания и достаточно высокий температурный предел. Специалисты рекомендуют обратить внимание на такие жидкие теплоносители, как синтетические масла. Синтетические материалы, которые называют «ароматическими углеводородами», состоят из соединений, основанных на бензоле. В составе синтетических масел — дифенил оксид/бифенил, дифенил этан, дибензил толуол и терфенил.
Разумеется, вода как теплоноситель всегда доступна и нетоксична. Но тогда в чем ее недостаток, и какой смысл переходить на термомасляные технологии? Если сравнивать масло и воду/пар, то можно обнаружить несколько явных и убедительных преимуществ «масляного выбора», о которых как раз и пойдет речь далее.
Преимущества масляных решений
1. Отсутствие коррозии в трубопроводах термомасляных систем. Пар абразивен, поэтому в большинстве паровых систем коррозия металла — больной вопрос. К тому же паровые системы «грешат» отложениями минералов на стенках трубопровода и скоплениями твердого осадка. В термомасляных котлах теплоноситель не замерзает. Дело в том, что паровые системы в холодном климате замерзают при снижении интенсивности эксплуатации термических установок, что иногда приводит к разрыву труб и другим термоповреждениям.
При использовании котельного оборудования на термомасле и подборе подходящего для конкретных условий жидкого теплоносителя пользователь может отключать котел при температуре ниже нуля без опасений.
2. Отсутствие высокого давления при высоких температурах и оптимальное температурное регулирование. Термома сло не образует избыточного давления при нагреве. Давление в системе обеспечивается принудительно с помощью центробежных насосов и составляет 4–10 бар. В промышленных процессах регулирования паровых систем важно следить за давлением, контролировать его.
Паровая система зависит от этой неустойчивости, диапазон точности в среднем составляет ± 5 °C. В случае необходимости при применении термомасляных технологий температура может регулироваться с точностью до ± 1 °C. Это обеспечивается с помощью дополнительного циркуляционного насоса и трехходовых клапанов, установленных в контуре потребителя тепла. Клапан регулирует температуру горячей жидкостью питающего трубопровода, а насос увеличивает циркуляцию масла и таким образом уменьшает перепад температуры на входе и выходе теплопотребляющего оборудования.
Если вдобавок к этому имеется быстрый турбулентный поток, пользователь в силах обеспечить и точность регулирования температуры, и температурную однородность.
3. Отсутствие водоподготовки. Термома сляной котельной не нужны дополнительные затраты на подготовку масла. При относительно низкой стоимости масла срок его службы достигает 10 лет. В паровых системах, чтобы защититься от коррозии, надо обрабатывать воду дорогими химикатами. Термомасляные системы этого не требуют. К тому же, сброс химикатов после обработки воды наносит большой вред окружающей среде. Системы с термическим теплоносителем не требуют постоянного антиэкологичного сброса. Диатермальное масло после использования может быть переработано или утилизировано.
4. Долгий срок службы. Из-за отсутствия агрессивных сред змеевик котла, трубопровод и оборудование, использующее энергию диатермального масла, не окисляются, что в сочетании с использованием газа как основного вида топлива практически гарантирует пожизненно бесперебойную работу котла.
4. Один котел — несколько потребителей тепла. Один термомасляный котел благодаря трехходовым клапанам и дополнительным циркуляционным насосам позволяет организовывать несколько контуров с разными температурами для разных производственных целей: например, греть воду и производить пар одновременно.
Что представляет собой термомасляный котел?
На рисунке показан котел серии TPC — это змеевиковая конструкция, которая состоит из нескольких параллельных змеевиков. Змеевики соединены во входном и выходном коллекторах. У котла три прохода горячих газов с инверсией пламени. Используется горелка двухблочного типа с разделением вентилятора и головки горелки (форсунки). Центробежный вентилятор находится внизу котла и нагнетает воздух для горения через пространство между оболочкой котла и проходом отходящих газов.
Как работает?
Циркулируя по змеевику с определенной скоростью, масло омывается горячими газами, которые имеют три прохода с инверсией в камере сгорания — благодаря разделению вентилятора с форсункой воздух для горения предварительно нагревается, проходя между проходом дымовых газов и оболочкой котла. Это увеличивает КПД установки и снимает внутренние термические напряжения.
На котле установлены термопары, которые контролируют температуру масла на входе/выходе котла и на выходе дымовых газов. Для защиты котла на входе и выходе масла устанавливается дифференциальный прессостат (фиксирует падения давления масла при недостаточной циркуляции в котле и выключает горелку).
Термомасляная котельная
Наиболее распространены котельные ВОТ с расширительным баком атмосферного типа. В таких системах используется минеральное масло с максимальной температурой нагрева до 300 °C. Основные элементы системы:
- котлоагрегат — служит для нагрева теплоносителя;
- циркуляционный насос — обеспечивает передачу тепла от котла непосредственно к потребителю;
- дегазатор — служит для удаления пара и газа содержащегося в масле;
- расширительный бак — служит для компенсации теплового расширения рабочей жидкости (масла), которое может достигать 20 % от объема масла в системе (устанавливается как минимум на 1 м выше системы трубопровода, причем иногда его ставят на крышу, также он обеспечивает подпор на дегазатор, чтобы выдавить газообразные фракции в расширительный бак, обычно бак сообщается с атмосферой с помощью вентиляционного патрубка);
- бак для слива теплоносителя — обеспечивает хранение масла в случае профилактических или ремонтных работ;
- шестеренчатый насос для заполнения системы.
Закрытая система
Когда речь идет о температурах больше 300 °C, следует применять синтетические масла и закрытую систему, чтобы избежать окисления масла. Закрытые системы также используются в случае, когда невозможно установить расширительный бак над системой из-за особенностей здания или при проектировании модульной котельной.
Как выбрать термомасляный котел?
Чтобы получить квалифицированную помощь в подборе термомасляного котла или создании проекта котельной «под ключ», эксперты рекомендуют проконсультироваться с людьми, знающими о котлах все. Нужно применять только те системы, которые идеальны для конкретной ситуации, и приобретать оборудование только там, где есть сервисная поддержка и техобслуживание.
