Продление срока службы термомасляных установок и масел-теплоносителей

Неконтролируемое использование высокотемпературного органического теплоносителя в термомасляной установке, равно как и работа на термомасле низкого качества, приводит не только к преждевременному выходу из строя оборудования, но и к снижению качества и количества выпускаемой продукции, росту её себестоимости, нарушению безопасности производства, а вместе с тем, к возможному нанесению ущерба для окружающей среды и даже причинению вреда здоровью обслуживающего персонала. Риски негативных последствий ещё более возрастают, когда теплоноситель подобран неправильно; или когда температура нагрева поднимается вопреки условиям проекта и без внедрения соответствующих технологических решений; когда проводится ненадлежащий контроль качества термомасла; или когда анализ масла не делается вообще; когда не проводится регенерация теплоносителя и должная очистка системы; или когда отслужившее свой срок термомасло подолгу не меняется. При этом особую осторожность необходимо проявлять при работе на минеральном термомасле, которое само по себе имеет ограниченный срок службы, а также при использовании синтетического теплоносителя на пределе допустимых температур. Рассмотрим типичные явления, которые характерны для термомасляных установок после нескольких лет их эксплуатации.

Со временем теплообмен в трубопроводах нарушается. И это основополагающий фактор. Через несколько лет работы, как правило, снижается КПД котлов и повышается расход топлива. В теплопотребителях становится всё сложней поддерживать необходимую температуру. Образуется масляная (изобутановая) кислота и возрастает коррозионная активность термомасла. На стенках трубопроводов возможно коксование. Появляется негерметичность фланцевых уплотнений. В насосах приходится всё чаще менять торцевые уплотнения и подшипники, наблюдается кавитация и повышение давления. В змеевиках котла и теплообменников могут образовываться микротрещины, через которые происходит утечка теплоносителя, о чём свидетельствует изменение цвета отработавших газов (на выходе из дымовой трубы они поначалу желтеют, а потом появляется чёрный дым с копотью).

Всё это происходит в результате окисления и термического разложения органического теплоносителя на низкокипящие дистилляты (лёгкие фракции с низкой температурой самовоспламенения), высококипящие полимеры (шламы с повышенной вязкостью) и нерастворимые фракции (смола и абразивный кокс, увеличивающие гидравлическое сопротивление). При этом скорость разложения термомасла со временем резко увеличивается, шламы оседают на стенках трубопроводов и припекаются, создавая теплоизолирующий эффект, из-за чего змеевик котла перестаёт охлаждаться, и в нём образуются трещины и свищи. Температура вспышки снижается, концентрация дистиллятов становится запредельной, теплоизоляционные материалы пропитываются термомаслом. Так, незримо возникает пожароопасная (а порой, и взрывоопасная) ситуация и угроза загрязнения окружающей среды от утечек.

Наибольшее распространение в мире получили термомасляные установки, в которых, как правило, используется недорогое минеральное термомасло. При этом большинство установок открыто к атмосфере, азотная подушка в них не применяется, принудительная сдувка лёгких фракций не производится, а из системы удаляется только воздух и водяной пар. Шламы также не убираются, механическая очистка теплоносителя осуществляется только при обслуживании штатных фильтров, установленных перед насосным оборудованием.

Большинство потребителей хоть и проводит регулярный анализ теплоносителя, однако для анализа отбирается непоказательная проба термомасла, а именно: из неосновного потока и в негерметичный контейнер. При этом в подавляющих случаях проба теплоносителя исследуется в обычной лаборатории для ГСМ и только на предмет базовых физических свойств (вязкость, плотность, температура застывания, температура вспышки). После анализа такой непоказательной пробы можно только догадываться о реальном состоянии теплоносителя. Так, например, высокая температура вспышки может свидетельствовать о том, что термомасло всё ещё пригодно. Но также это может говорить и о том, что из взятой пробы улетучились низкокипящие фракции, и анализ проведён напрасно.

Компания ЯРОМАКС предлагает многосторонний и углублённый подход к обслуживанию термомасляных установок с целью продления срока службы не только оборудования, но и самого теплоносителя.

1. Для обеспечения безопасной эксплуатации термомасляной установки рекомендуем анализ пробы рабочего теплоносителя в условиях специализированной лаборатории MARLOTHERM (Германия). Анализ проводится путём фракционированной дистилляции методом газовой хроматографии в соответствии со стандартом ASTM D 2887. Из результата такого углублённого анализа можно увидеть процентное содержание первичного дистиллята (лёгких фракций), основного продукта, высококипящих фракций и неиспаряющихся остатков (полимеров, шламов, кокса).
2. Для отбора репрезентативной (показательной) пробы теплоносителя предлагаем специальный пробоотборник, который представляет собой охлаждающий теплообменник со встроенным змеевиком. Теплообменник рассчитан на макс. температуру 400°C, давление 40 бар. Охлаждение осуществляется проточной водой. В комплектацию входят специальные фитинги, стальные трубки и запорные краны.
3. Для непрерывной регенерации теплоносителя и обеспечения безопасной и комфортной эксплуатации рекомендуем дооснастить термомасляную установку устройством активной дегазации, которое позволит извлечь из рабочего теплоносителя пожароопасные лёгкие фракции. В комплект поставки входит дистиллятор, водяной (воздушный) конденсатор, конденсатосборник, трубопроводная арматура с сервоприводами и оборудование со стороны термомасла, конденсата, охлаждающей воды и инертного газа. Предлагаемое устройство работает в автоматическом режиме и позволяет значительно продлить срок службы теплоносителя и насосного оборудования. Устройство активной дегазации может поставляться полностью в сборе.
4. Для удаления из системы шламов, смолистых веществ, полимеров, кокса и прочих нерастворимых остатков рекомендуем станцию тонкой очистки. Станция оснащена автономным электронасосом для перекачки горячего термомасла без потери напора в основной магистрали, фильтрами предварительной и грубой очистки, двухконтурным фильтром тонкой очистки на 90/15 мкм (для сравнения: толщина человеческого волоса 80 мкм), комплектом запасных фильтрующих элементов, подъемной талью для удобства обслуживания фильтров. Мобильная станция тонкой очистки работает в автоматическом режиме и позволяет продлить срок службы оборудования без замены рабочего теплоносителя.
5. Перед заменой отработавшего термомасла рекомендуем использовать органический теплоноситель-растворитель MARLOTHERM^® LH производства SASOL (Германия). Он растворяет все олигомерные углеводороды, большинство шламов и некоторые полимерные отложения. Обладая оптимальными термодинамическими характеристиками (макс. допустимая температура нагрева 360°C, температура на плёнке 380°C, температура застывания минус 30°C, плотность 996 кг/м³), он обеспечивает эффективную промывку системы без остановки производства. Благодаря высокой температуре кипения (не менее 278°C) и низкому давлению насыщенных паров (не более 1,62 бар при 300°C) присутствие MARLOTHERM^® LH в рабочем теплоносителе не ощущается. За счет сверхмалой вязкости (17 сСт при минус 20°C или 4 сСт при плюс 20°C) и высокой термостабильности MARLOTHERM^® LH качество отработавшего термомасла вновь повышается, что позволяет продолжить работу и максимальную очистку трубопроводов в течение нескольких месяцев. Предлагаемый теплоноситель-растворитель обеспечивает быстрый слив отработавшего термомасла целиком без мёртвого остатка и позволяет сэкономить время на проведение трудоёмкой механической очистки и деньги на приобретение недешёвой промывочной жидкости. Эффективным считается добавление растворителя в количестве ~5% от общего объёма теплоносителя в системе.
6. При замене отработавшего теплоносителя предлагаем рассмотреть возможность перехода с минерального термомасла на синтетическое, а именно: на MARLOTHERM^® N или MARLOTHERM^® NH производства SASOL (Германия). По своим термодинамическим показателям эти продукты наиболее приближены к минеральным термомаслам. При этом продукция MARLOTHERM^® отличается более высокой термостабильностью и стойкостью к старению (окислению). Кроме того, у предлагаемого нами продукта отличная моющая способность. В процессе эксплуатации он продолжит постепенно вымывать из системы растворимые остатки старого теплоносителя. При нагреве до 300°C в нём не будут образовываться вязкие или нерастворимые компоненты. Как следствие, в системе не будут накапливаться шламы, а стенки сосудов, емкостей и трубопроводов останутся чистыми от накипи. Производительность котла и теплообменников больше не будет зависеть от термомасла. При выполнении всех наших рекомендаций срок службы теплоносителя не ограничен.
7. Дополнительно предлагаем дооснащение действующих термомасляных установок автоматическими системами аргонного пожаротушения котлов, системами наслоения азота, циркуляционными насосными станциями и вторичными контурами регулирования.