Термальные масла — это теплоносители, которые передают тепло от одного источника нагрева к другому технологическому процессу. Это может быть тепло от камеры сгорания или от любого экзотермического процесса. Основное применение — теплопередача в жидкой фазе.
Они выпускаются в различных по химическому составу формах, таких как:
- Синтетические масла, представляющие собой ароматические соединения.
- Масла на нефтяной основе, которые являются парафиновыми.
- Жидкости на основе синтетического гликоля.
Термальные масла доступны в широком диапазоне спецификаций для удовлетворения потребностей различных технологических процессов. Доступные в настоящее время термальные масла имеют максимальный температурный предел около 400 ° C. Существуют термальные масла, которые используются в криогенных условиях при температуре до -100 °C.
Пар против Термальное масло
Теплоноситель требуется там, где непосредственный нагрев технологического процесса практически невозможен.
Пар был основным выбором в качестве теплоносителя. Преимуществами пара были доступность, низкая стоимость воды и отсутствие экологических проблем.
Эффективная теплопередача паром использует скрытое тепло. Давление насыщения определяет температуру, при которой происходит теплопередача. Для получения более высоких температур давление должно быть выше. Для температуры 350 ° C вам потребуется давление 180 бар. Для этого потребуется увеличить толщину труб теплообменников. Это увеличивает вес и термические нагрузки и потребует специальных технологий изготовления. Все это приводит к удорожанию.
Термальное масло выигрывает по этому показателю. Даже при температуре 350 ° C требуемое давление является достаточным для преодоления перепадов давления в системе. Это также снижает стоимость перекачки.
Система проста в том смысле, что для нее требуются только насос, расширительный и накопительный баки и теплообменники. С другой стороны, паровая система требует подачи деминерализованной подпиточной воды, дренажа, ловушек, предохранительных клапанов, химических добавок и продувки.
Использование термальных масел и термомасляных котлов устраняет все эти сложности, а также проблемы коррозии, образования накипи, загрязнений и отложений в зонах теплопередачи.
Вот почему термальное масло находит широкое применение в перерабатывающей промышленности. Все это приводит к значительному снижению стоимости.
В отличие от пара, термальные масла также находят применение при температурах ниже нуля ° C.
Термомасляные нагреватели
Термомасляные нагреватели функционально аналогичны паровым котлам. Камера сгорания, в которой сжигается мазут, биотопливо, уголь или любое другое топливо со всеми необходимыми предохранительными устройствами, такая же. Поскольку испарения нет, масло проходит через простые нагревательные змеевики, расположенные в зонах излучения или конвекции. Масло, прокачиваемое через эти змеевики, нагревается и поступает в технологический теплообменник. Охлаждающее масло возвращается в бак, а затем обратно в насос. За тепловое расширение отвечает расширительный бачок. В баках предусмотрены средства для предотвращения окисления и испарения масла.
Для применения в морских условиях используются очень компактные нагреватели со спиральными змеевиками.
Нагреватели после газовых турбин или дизельных двигателей могут функционировать как системы рекуперации тепла для использования в соответствующем последующем процессе.
Применение термального масла
Термальное масло находит применение в широком спектре промышленных применений.
- Они используются в нефтегазовой и химической промышленности почти тридцать лет и являются частью многих химических реакций.
- Для хранения и транспортировки таких материалов, как асфальт, которые имеют низкие температуры затвердевания, используются термомасляные нагреватели . Это особенно подходит для морской транспортировки этих материалов.
- Солнечные тепловые системы или концентрирующая солнечная энергия (CSP) используют термальные масла в качестве теплоносителя. Это позволяет электростанциям вырабатывать электроэнергию даже при отсутствии солнечного света.
- Это также используется при нагревании биодизельного топлива для переэтерификации, производства бумаги и картона и извлечения благородных металлов.
- Термальное масло находит применение при выпечке и жарке в больших масштабах на промышленных кухнях. Возможные высокие и равномерные температуры помогают сохранить вкус.
- Промышленные прачечные переходят на использование термальных масел вместо пара для большинства применений.
Технические характеристики термального масла
Термальные масла доступны в широком диапазоне спецификаций. Разные производители выпускают разные масла под разными торговыми марками. Разные спецификации соответствуют различным потребностям технологического процесса и областей применения. Вот некоторые из наиболее часто используемых брендов:
- Therminol от Solutia Inc.
- Dowtherm от Dow Chemical Co.
- Exceltherm от Radco Industries Inc.
- Paratherm от Paratherm Corp.
Наиболее важной характеристикой является максимальная рабочая температура. Масло термически стабильно до достижения этой температуры. Следует иметь в виду, что стоимость возрастает экспоненциально с увеличением максимального температурного предела. В настоящее время доступны термальные масла температурой до 400 ° C. Также доступны масла для криогенных применений температурой до -100 °C.
Помимо температуры, другими характеристиками, определяющими, какой тип или марку жидкости следует использовать, являются
- Коэффициент теплопередачи.
- Прокачиваемость. Удобство обслуживания.
- Экологические проблемы, включая токсичность, ограничения при транспортировке и методы утилизации.
- Потенциал окисления и разложения.
Проблемы с термальным маслом
Как и в любой системе, термомасляные нагреватели тоже имеют свою долю проблем.
- Внезапные отключения или незапланированные отключения системы могут привести к перегреву масла.
- Перегрев приводит к разложению масла и образованию осадка.
- В этом случае потребуется очистка и пополнение запасов масла.
- Утечки, особенно в зоне горения, могут привести к пожару.
- Клапаны, прокладки и сальники должны подходить для использования термального масла.
- Конструкция трубопроводов и опор должна учитывать тепловое расширение и термическую усталость. Поскольку при применении используется низкое давление, об этом иногда не заботятся.
По мере того, как производители разрабатывают и производят термомасла с более высокими температурными ограничениями и техническими характеристиками, промышленность находит все большее применение, повышая энергоэффективность и снижая затраты.