Отопление на отработанном масле

Идея использования отработанных масел (ОМ) в качестве топлива для отопления в ряде зарубежных стран эксплуатируется уже достаточно давно и весьма эффективно и регулируется четкой законодательной базой. В США это целая индустрия: около 60 % собранной «отработки» отправляется на вторичную переработку, остальное утилизируется, в том числе сжигается в теплогенераторах малых и средних отопительных систем. Во многих странах ЕС существует полный запрет на сжигание ОМ. В целом в западно-европейских странах собирается около 75 % «отработки» – при этом 25 % регенерируется, а 50 % используется в качестве топлива.

В России также не существует налаженной системы сбора, восстановления и утилизации ОМ, а действующие перерабатывающие предприятия из собранных масел восстанавливают солидол и низкосортные масла, которые в технике на сегодняшний день малоприменимы. Однако использование «отработки» для отопления в нашей стране весьма перспективно, потенциал топливной базы на основе отработанных технических масел от автотранспорта и иных видов техники в России составляет до 500 млн т/год и более. Повторно используется меньше половины (40–48 %): 14–15 % из них идет на регенерацию, остальное используется как топливо.

Одно из самых перспективных направлений утилизации ОМ подразумевает использование его в качестве топлива для обогрева промышленных объектов. Такой подход позволяет предприятию сократить расходы на теплоснабжение за счет отказа: от услуг энергоснабжающих организаций, потребления традиционного газового или жидкого топлива, затрат на утилизацию отработанного масла как опасного промышленного отхода. При этом снижается и нагрузка на окружающую среду – сжигание «отработки» с помощью высокотехнологичного оборудования экологически безопаснее ее неконтролируемой «утилизации». Содержание вредных соединений в продуктах сгорания горелок на ОМ должно соответствовать нормативам, установленным для горелочных устройств на обычном дизтопливе.

Очевидно, что для таких предприятий, как автотехцентры, судоремонтные верфи, автопарки, насосные станции, где постоянно идет сбор ОМ, его использование для обогрева собственных производственных помещений особенно выгодно. В то же время, по оценкам специалистов, средняя цена на отработанное масло в два–три раза ниже, чем на дизельное топливо, при почти одинаковой калорийности. Поэтому использование этого топлива оказывается рентабельным даже независимо от объемов собственного «производства» масла. Конечно, при проведении технико-экономического обоснования применения отопительного оборудования на ОМ необходимо учитывать затраты на проведение регулярных регламентных работ по очистке нагревателей и теплообменных поверхностей.

Печи, работающие на ОМ, обычно не отличаются большой мощностью и используются для обогрева отдельных помещений автомастерских, складов запчастей и др. В этих теплогенераторах сжигание топлива производится в камере сгорания в особой чаше, обычно чугунной, топливо на которую подается капельным способом. Под действием высокой температуры масло выпаривается, а образовавшиеся пары смешиваются с воздухом и сгорают. Воздух в камеру сгорания подается принудительно под небольшим давлением, что обеспечивает стабильный режим горения.

В частности, нагнетательным вентилятором оснащены теплогенераторы на отработанном масле ЖАР-25 и ЖАР-100. В этих устройствах вентилятор управляется электронным контролером, и благодаря этому появляется возможность изменения мощности, что приводит к более экономному расходованию топлива. К тому же блок управления таких теплогенераторов снабжен функцией автоматического поддержания температуры.

Продукты сгорания топлива нагревают теплообменник и отводятся на улицу по дымоходу, который должен иметь протяженность не менее 4 м. Тепло отдается с теплообменника печи излучением или отводится с помощью вентилятора.

 Безопасность работы теплогенератора обычно обеспечивается с помощью датчика температуры, защищающего печь от перегрева, и датчика перелива топлива.

Датчик температуры размещается на внутренней стенке корпуса и включается в цепь привода насоса подачи топлива. В случае срабатывания датчика насос отключается, топливо перестает подаваться в камеру сгорания, горение прекращается.

При нарушении режима горения возможен перелив топлива через края тарелки. В этом случае срабатывает датчик перелива и также отключает насос подачи топлива.

При освоении топливной ниши ОМ в России изначально распространение получили печи зарубежных производителей, такие как Kroll W401, W401L (США), Thermobile AT 306, 307, 400, 500 (Нидерланды). Появились и аналоги отечественного производства – например, отопители нa отработанном масле «Tеплон Т 603» (ЗАО «Беламос»), «Тайфун ТГМ 300» (ООО «Фирма Биляр»), «Жар 25» (ООО «Лепта») и др.

Более эффективного сжигания топлива в печах на «отработке» удается добиться с помощью распыления его тонким слоем. В этом случае ОМ подается из встроенного или внешнего бака дозирующим насосом в камеру сгорания, где и происходит распыление. Насосом создается давление в 4–5 атм, за счет подключения к магистрали сжатого воздуха, что и вызывает сверхтонкое распыление.

При установке особого устройства подачи топлива такой теплогенератор способен работать в полностью автоматическом режиме (без ручной дозаправки). Данное устройство имеет в своем составе поплавок, контролирующий уровень топлива в баке отопителя, и схему управления, которая включает насос стандартного агрегата подачи топлива Kroll или Euronord при снижении уровня топлива в баке ниже заданного.

Отопление на отработанном масле может быть не только воздушным, но и водяным. Примером такого котельного оборудования могут служить водогрейные котлы EL-200B и EL-500B (максимальная мощность – 58,3 и 146 кВт) фирмы EnergyLogic. Они оснащены двумя топливными баками, в первом из которых происходит отстаивание нерастворимых примесей и твердых частиц. Масло после отстаивания подается через фильтр, задерживающий частицы размером более 100 мкм, в основной питающий бак. Перед подачей на форсунку горелки топливо еще раз очищается на фильтре тонкой очистки, разогревается до температуры 50–75 °С, в зависимости от состава масла, и смешивается в форсуночном блоке с первичным воздухом, нагнетаемым встроенным компрессором. В зону горения от вентилятора горелки поступает также вторичный воздух. Качество сжигания ОМ по такой технологии сопоставимо со сжиганием обычного печного топлива. Блок подогрева топлива изготовлен из особого сплава. Его очистку следует проводить примерно раз в два месяца.

Принцип работы большинства горелок на ОМ европейского производства схож с описанным выше. Встроенный топливный насос закачивает горючее в герметичную промежуточную камеру с электронагревателем. После нагрева масла до температуры, на которую настроен регулировочный термостат, включается роторно-компрессорная группа горелки. Вращающийся в гильзе ротор с лопатками осуществляет забор первичного воздуха из помещения и смешивает с ним топливо из промежуточной камеры. Затем готовая топливно-воздушная эмульсия через форсунку подается под давлением в камеру сгорания. Вентилятор горелки нагнетает вторичный воздух.

Горелки с ротационными форсунками выпускает и немецкая компания Saacke. Высокая эффективность сжигания топлива (в том числе битумов, гудронов и остатков тяжелых минеральных масел) при их использовании обеспечивается за счет качественной регулировки различных потоков топлива. Подаваемый в горелку воздух разделяется на первичный (25 %), распыляющий топливную пленку после кромок вращающегося стакана, вторичный (70 %), обеспечивающий сгорание основной массы топлива, и третичный (5 %), защищающий вращающиеся лопатки от перегрева и препятствующий отложению продуктов сгорания.

Ротационные горелки обладают широким диапазоном регулирования (1:10), причем избыток воздуха остается практически неизменным при снижении нагрузки до 20 % номинальной.

Появились и отечественные разработки в этой области. Так, ООО «Общемаш» производит автоматическую горелку ОМС-600 мощностью 11,8–117,7 кВт (расход топлива – 1,2–11,3 кг/ч; габаритные размеры – 275х300х475 мм; потребляемая электрическая мощность – 0,35 кВт).