Отопление промышленных объектов на отработанном масле
Опубликовано: 06 августа 2010 г.
391
А. Михайлов, С. Ивахненко
В любом промышленном городе найдется немало предприятий, где скапливаются большие объемы отработанного масла. С годами его становится всё больше, а проблема всё острее. Внедрение отопительного оборудования, использующего в качестве топлива отработанное масло, поможет решить эту проблему, как и проблему отопления производственных и административных зданий.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
С ростом экономики, открытием новых производств вопросы организации обогрева промышленных объектов приобретают всё большую актуальность. Рынок современного теплотехнического оборудования предлагает немало решений, позволяющих оперативно и экономично решать задачи, связанные с отоплением производственных помещений. Одно из перспективных направлений – системы, использующие в качестве топлива отработанное машинное масло. Их применение позволяет предприятию сократить расходы на теплоснабжение за счет отказа от услуг энергоснабжающих организаций, потребления традиционного газового или жидкого топлива, а также не тратить деньги на утилизацию отработанного масла как опасного промышленного отхода. При этом снижается и нагрузка на окружающую среду: сжигание «отработки» с помощью высокотехнологичного оборудования экологически безопаснее её неконтролируемой «утилизации». Содержание вредных соединений в продуктах сгорания горелок на отработанном масле должно соответствовать нормативам, установленным для горелочных устройств на обычном дизтопливе.
Современное тепловое оборудование на отработанном масле появилось на российском рынке около восьми лет назад и было представлено такими европейскими производителями, как Giersch, Kroll (Германия) и Ar-Co (Италия). В последние четыре года стала приобретать популярность и продукция американских марок Clean Burn и EnergyLogic.
Важнейшим компонентом теплогенераторной установки на отработанном масле является система подготовки топлива. Водогрейные котлы EL-200B и EL-500B (максимальная мощность – 58,3 и 146 кВт) фирмы EnergyLogic оснащены двумя топливными баками. В первом происходит отстаивание нерастворимых примесей и твердых частиц. После этого через фильтр, задерживающий частицы размером более 100 мкм, масло попадает 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 отработанного масла по такой технологии сопоставимо со сжиганием обычного печного топлива. Блок подогрева топлива изготовлен из специального сплава. Его очистку следует проводить примерно раз в два месяца. Система подачи топлива EnergyLogyc включает в запатентованный дозирующий насос, регулирующий подачу горючего в зависимости от его характеристик – для обеспечения оптимальных условий горения. Насос может подавать топливо на расстояние до 45 м.
Котел EL имеет двухходовую конструкцию с полностью водоохлаждаемой топкой. В дымогарные трубки встроены турбулизаторы из нержавеющей стали. Корпус котла имеет теплоизоляцию из плотного слоя стекловолокна. Крышка дымосборной камеры – съемная, что облегчает осмотр, техническое обслуживание и очистку внутренних поверхностей котла. При этом не требуется демонтировать горелку. Котел оснащен змеевиком для подготовки горячей воды, а при необходимости подключается также к отдельному бойлеру.
Фирма EnergyLogic производит и воздухонагреватели с горелками на отработанном масле. Нагревательная камера расположена горизонтально, теплообменники изготовлены из специальной нержавеющей стали. Для предотвращения отрыва пламени от горелки и возникновения эффекта обратной тяги предусмотрена автоматическая система регулирования по разряжению в дымоходе.
Очистка теплообменных поверхностей теплогенераторов EnergyLogic производится при помощи промышленного пылесоса каждые 2–6 мес. Для обеспечения экономичной эксплуатации агрегатов производитель рекомендует использовать термометр дымных газов. Регулярный контроль температуры дымных газов позволяет распознать необходимость чистки теплообменных поверхностей и повышает безопасность эксплуатации теплогенератора.
Воздухонагреватели EnergyLogic могут быть установлены под потолком обогреваемого помещения, прикреплены к стене, размещены на платформе из негорючего материала либо расположены на специальных стойках на топливном баке. Конструкция аппаратов позволяет подавать нагретый воздух в разных направлениях, разделять воздушные потоки и направлять их в систему вентиляции. Для обогрева больших помещений возможно проектирование коллекторной системы подачи топлива к нескольким горелкам.
Принцип работы горелок на отработанном масле 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. Такая технология позволяет добиться наиболее полного сгорания топлива и до минимума снизить загрязнение форсунки и выбросы в окружающую среду. Конструкции горелок различных фирм могут отличаться устройством компрессора (у большинства горелок он встроенный) и типами
используемых фильтров.
На российском рынке представлены универсальные (способные сжигать различное топливо, в том числе – отработанное масло) горелки фирмы Kroll (номинальная тепловая мощность – от 28,5 до 195 кВт; расход топлива – 2,4–16,5 кг/ч), горелки Giersch мощностью от 51 до 200 кВт (расход топлива – 4,3–16,5 кг/ч). «Рекордсменами» по мощности можно назвать универсальные горелки итальянской фирмы Ar-Co. Их типоразмерный ряд включает модели мощностью от 23 до 1395 кВт. Самая мощная горелка этого ряда расходует 120 кг топлива в час, а ее габариты составляют 1520×920×600 мм. В последнее время 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 – 275×300×475 мм; потребляемая электрическая мощность – 0,35 кВт).
Как уже говорилось, все упомянутые выше горелки являются универсальными, т. е. могут работать как на отработанном масле, так и на дизельном и печном топливе, мазуте, а также на рапсовом и растительном масле. Форма факела – правильный овал, близкий к сфере. При переходе с одного вида топлива на другое не требуется демонтаж горелки, необходимо лишь произвести регулировку подачи первичного и вторичного воздуха, а также температуры предварительного разогрева топлива. Температура нагрева должна обеспечивать вязкость, необходимую для оптимального сгорания конкретного горючего. Например, отработанное масло требует подогрева до 70 °С при вязкости 7 °Е, а дизельное топливо – до 20 °С (вязкость – 1,6 °Е). От вида топлива зависит содержание СО2 и сажи в дымовых газах. Содержание углекислого газа должно составлять 8–14 %, а сажи – 1–2,5 (по шкале Бахараха). Корректировка этих значений возможна изменением количества воздуха в смеси. Температура отходящих газов – примерно 260 °С.
Конструкция горелок для сжигания отработанного масла предполагает возможность их работы с различными котлами и воздухонагревателями. Впрочем, при сжигании масла в чугунном котле в результате действия турбулентных потоков и шероховатости происходит оседание сажи, а иногда и масляных остатков, на теплообменных поверхностях, что может привести к неустойчивому горению и хлопкам. На некоторых горелках предусмотрен передвижной фланец, позволяющий регулировать глубину входа в теплообменник.
Добиться повышения надежности и эффективности теплогенераторов на отработанном масле, улучшения экологических их характеристик позволяет дополнительное фильтрующее оборудование. Например, ГК «Маэстро» предлагает использовать установку МФС-500-70, предназначенную для очистки топлива от механических примесей и перекачивания горючих масел. Сначала закачиваемое с помощью шестеренчатого насоса масло проходит через «фильтр-грязевик», отделяющий примеси размером до 800 мкм, затем – через фильтр средней (150 мкм) очистки, а после него – на один из двух фильтров тонкой (70 мкм) очистки. Показания манометров позволяют определить степень загрязненности фильтров. Максимальная производительность установки – 0,5 м3/ч; габаритные размеры – 720×500×800 мм; потребляемая электрическая мощность – 0,25 кВт.
За рубежом использование отработанного масла – хорошо налаженный процесс, регулируемый четкой законодательной базой. Правительства многих стран поддерживают применение «отработки» вместо дорогих энергоносителей. В России же этот процесс пока не имеет под собой четкой законодательной базы.
Соответствующее оборудование сертифицируется как отопительное, работающее на жидком топливе. Для организации системы теплоснабжения на отработанном масле необходимо составить проект, учитывающий воздействие на окружающую среду всего объекта в целом.
В России не существует налаженной системы сбора, восстановления и утилизации отработанного масла, а действующие перерабатывающие предприятия из собранных масел восстанавливают солидол и низкосортные масла, которые в технике на сегодняшний день малоприменимы. Благодаря этому использование «отработки» для отопления в нашей стране весьма перспективно.
Цены на оборудование данного вида довольно высоки: средняя стоимость горелки Giersch или Clean Burn мощностью 50 кВт составляет около 2,5 тыс. евро, воздухонагревателя EnergyLogic (146 кВт) – 13 тыс. евро. Это объясняется тем, что производство их остается штучным, а требования к качеству выпускаемой продукции высоки.
Сегодня «отработка» – предмет купли-продажи на рынке сырья и ресурсов. По оценкам специалистов, средняя цена на отработанное масло в 2–3 раза ниже, чем на дизельное топливо, при почти одинаковой калорийности. Поэтому использование этого топлива оказывается рентабельным независимо от объемов собственного «производства» масла. Конечно, при проведении технико-экономического обоснования применения отопительного оборудования на отработанном масле необходимо учитывать затраты на проведение регулярных регламентных работ по очистке нагревателей и теплообменных поверхностей.
На сегодняшний день основными пользователями данного вида тепловой техники являются автосервисы и другие предприятия транспортного хозяйства.
Статья напечатана в журнале «Аква-Терм» #3(37) 2007