Высокотемпературные масла-теплоносители – это продукты глубокой нефтепереработки, в составе которых концентрация ароматических углеводородов существенно выше, чем в обычных маслах. В связи с этим они имеют короткое наименование АМТ – ароматизированное масло-теплоноситель. В чем преимущества и особенности таких смазок, и в каких сферах они нашли свое применение?
Состав и особенности термомасел
АМТ – масла, предназначенные для работы при экстремально высоких температурах, в которых обычные смазочные материалы быстро теряют свои эксплуатационные качества. Определить, при какой температуре продукт сохраняет свойства, можно по цифрам в маркировке, указанным после аббревиатуры АМТ. Например, у масел Shell Heat Transfer Oil S2 предел находится на уровне +300°C.
В большинстве случаев ароматизированное масло-теплоноситель представляет собой сочетание нескольких экстрактов, получаемых в процессе селективной очистки дистиллятных масел из нефти. Основное преимущество дистиллятов – низкая стоимость, что особенно важно при использовании в промышленных масштабах. Но есть и не менее серьезные недостатки, в том числе недостаточно высокие температурные свойства, склонность к расслоению и выпадению осадка, а также весьма агрессивное воздействие на металлические поверхности, из-за чего ускоряется процесс коррозии.
Относительно недавно в продаже появились и быстро набрали популярность масла-теплоносители, лишенные перечисленных недостатков. Это обусловлено их составом, в котором не используются экстракты: масла являются продуктами стандартной селективной очистки нефтяного дистиллята.
Сегодня на рынке можно увидеть большой выбор масел-теплоносителей, изготавливаемых как российскими, так и зарубежными предприятиями. По природе происхождения сырья эти продукты классифицируются на нефтяные и синтетические. В зависимости от того, в каких именно условиях планируется эксплуатировать смазочный материал, расходники делятся на типы для закрытых и открытых контуров. Первые отличаются тем, что масло двигается в безвоздушном пространстве.
Основные характеристики материалов
Ключевой параметр, на основе которого подбирается ароматизированное масло-теплоноситель, – это диапазон рабочих температур. Важно учитывать рекомендации производителя оборудования касательно расходников, чтобы их параметры в полной мере удовлетворяли запросам техники и соответствовали технологическим особенностям производственного процесса на предприятии. Если пренебречь этим правилом, продукт не только не раскроет свои плюсы, но и может навредить.
Стоит уделить внимание и другим характеристикам АМТ, которые также влияют на выбор продукта:
- плотность при температуре +20°С (кг/м);
- показатель преломления;
- уровень кинематической вязкости;
- кислотное число, фракционный состав.
Что касается температуры, в характеристиках масла производители указывают несколько стадий. В их числе показатель температуры, при которой продукт вспыхивает в закрытом тигле, и при которой он самовоспламеняется. Содержание механических примесей и воды в смазке должно быть строго нулевым, так как даже малейшие включения непредсказуемым образом влияют на ее свойства.
Достоинства масел-теплоносителей
Изготавливаемые в соответствии с современным стандартами масла-теплоносители имеют весьма большой ряд преимуществ. В первую очередь это широкий диапазон температур, при которых продукт сохраняет эксплуатационные характеристики – от +50 до +410°C. Есть и другие достоинства:
- равномерное распределение тепла, чем обуславливается высокая эффективность нагрева;
- высокое тепловыделение – на один нагреватель приходится до 45 МВт тепловой мощности;
- безопасность для природы, выбросы в атмосферу исключены благодаря закрытому циклу;
- готовность к использованию в заводском виде – не нужно изменять химический состав;
- высокий коэффициент отдачи тепла, большая теплоемкость в сравнении с паром и водой;
- за счет высокой точки кипения масла не нуждаются в поддержании высокого давления.
Большой плюс масел-теплоносителей в том, что они работают не только как аккумулятор тепловой энергии, но и как защита металлических деталей котельных и теплоносительных установок от коррозии. Использование качественных продуктов АМТ увеличивает срок службы оборудования.
Исходя из рассмотренных преимуществ, можно сделать вывод, что масла-теплоносители – куда более перспективный и предпочтительный вариант по сравнению с водой и водяным паром. За счет этого смазочные материалы такого плана применяются в химической, металлургической, пищевой, бумажной, строительной и других отраслях промышленности как в России, так и в других странах.
Сферы применения продуктов АМТ
Из-за большого числа преимуществ ароматизированные масла-теплоносители получили крайне широкое распространение в различных отраслях промышленности. Они используются в агрегатах:
- Масляные термостаты. Устройства для поддержания заранее установленной оператором температуры на каландрах и пресс-формах. Термостаты применяются в разных процессах промышленности, в том числе в металлообработке для ковки, экструзии и литье металлов. В этих условиях ароматизированное масло-теплоноситель работает при нагреве до +300°С.
- Воздухонагреватели. В таких установках термомасло непрерывно циркулирует по трубкам, через которые мощными вентиляторами нагнетаются потоки воздуха – холодного либо комнатной температуры в зависимости от условий эксплуатации. В результате контакта с горячими трубками воздух нагревается и устремляется в помещение.
- Парогенераторы косвенного нагрева. Оборудование, используемое для относительно простого и недорого получения горячего водяного пара, который далее используется в процессах производства. Как правило, в таких тяжелых условиях применяются специальные марки АМТ, рассчитанные на эксплуатацию при экстремально высоких температурах пара.
- Теплоносительные установки. Особую популярность установки такого плана нашли на территории западных стран. Там оборудование, работающее на теплоносительном масле, применяется для стабильного выделения тепла для нагрева при температурах вплоть до +450°С. Соответственно, для заправки этих установок применяются особые марки масла.
- Термомасляные котлы. Используются в качестве альтернативы обычных паровых котлов на промышленных предприятиях. Выполняют такие задачи, как нагрев мазута в цистернах и нефтехранилищах для дальнейшего слива, выделение тепла для химических реакций, нагрев для непрямого производства горячего водяного пара, горячее прессование.
- Котельные термального масла. Оборудование, распространенное в бумажной, химической, обрабатывающей и прочих отраслях промышленности. Преимущество таких котельных в том, что они производят нагрев до температуры +350°С при относительно низком давлении в трубах – не более 6 бар, что делает их эксплуатацию недорогой и безопасной.
Масла-теплоносители также используются для заправки комплексов верхнего разогрева и слива продуктов нефтяной переработки. Такое оборудование используется для обработки нефти, мазута и битума из железнодорожных цистерн, используемых для транспортировки нефтепродуктов. Для нагрева и длительного сохранения тепла в этих установках как раз эксплуатируются продукты АМТ, которые при меньшем давлении показывают более высокую эффективность, нежели вода и пар.
В случае с комплексами верхнего разогрева и слива теплоносительные масла показывают в 5 раз больший срок эксплуатации по сравнению с синтетическими смазками. В среднем это 10 000 часов до замены против 2000 часов соответственно. Это преимущество актуально исключительно в случае правильной эксплуатации теплоносительного оборудования.
Особенности теплоносителей типа АМТ
Одним из лучших выборов в сфере ароматизированных масел-теплоносителей являются продукты брендов Shell. При их применении важно учитывать ряд деталей:
- Теплоемкость очищенных теплоносительных масел становится выше с увеличением температуры до значения в +150°С. Наибольший рост показывает теплоемкость продуктов, что обуславливается отсутствием ароматических углеводородов в их составе. Что касается теплопроводности, при нагреве до +150°С она падает и уравнивается.
- Термическое воздействие на масло приводит к стремительному испарению углеводородов, отвечающих за теплоемкость продукта. В связи с этим последний параметр увеличивается.
- Рекомендуемая периодичность замены масла-термоносителя в циркуляционных системах, работающих при температуре в районе +300°С составляет не менее одного раза в 5 лет.
- Термическая стабильность масел Shell Heat Transfer Oil S2 превосходит другие продукты, а также значительно превышает аналогичный показатель у теплоносительных материалов таких марок, как Башнефть АМТ-300, Газпромнефть МТ-300.
- Теплоносительные смазки, в составе которых превалируют очищенные масла, при температуре +20°С имеют конкурентное преимущество перед экстрактными продуктами по теплоемкости – разница достигает 25%. Однако вместе с этим они несколько уступают последним по параметру теплопроводности, но не более, чем на 6%. Этот недостаток нивелируется значительно меньшей испаряемостью масел при эксплуатации в циркуляционных системах, что существенно уменьшает потери материала.
Важно не экономить на покупке ароматизированного масла-теплоносителя и соблюдать частоту замены, рекомендуемую производителем теплоносительного оборудования. В противном случае преимущества продуктов АМТ раскрываются не на 100%, а их покупка становится нерациональной.