Aktualności

Metody badań i kryteria oceny nośnika ciepła (oleje grzewcze)

03-09-2018

Jedną z najważniejszych cech charakteryzujących przydatność oleju grzewczego w eksploatacji jest jego odporność termiczna i termooksydacyjna.  Na odporność termiczną zasadniczy wpływ ma struktura bazy olejowej, mniejszy natomiast dodatki. Odporność termooksydacyjna nośnika ciepła można znacznie zwiększyć przez dobór dodatków i właściwą eksploatację w instalacjach grzewczych.

W celu określenia stabilności olejów grzewczych stosuje się następujące metody:

a) Odporność termooksydacyjną metodą PN-67/C-04080 . Określoną ilość oleju wprowadza się do próbówek i umieszcza w łaźni o temperaturze 180°C. W próbówkach znajduje się katalizator procesu utleniania - miedź o czystości 99,99%. Oznaczenie prowadzi się przy przepływie powietrza  z szybkością 5l/h w ciągu 16 godzin. Miarą jakości oleju w tej metodzie jest iloraz lepkości w 50°C przed i po próbie, różnica pozostałości po koksowaniu i osady na płytce miedzianej.

b) Badanie skłonności oleju do tworzenia osadów w wysokich temperaturach. Oznaczenie wykonywane jest w zaadoptowanym do tego celu aparacie Panel-Coking. Prowadzi się je w temperaturze 330°C, przy przepływie powietrza 30 l/h w ciągu 8 godzin. Kryteria oceny to przyrost lepkości produktu i przyrost masy na płytkach określony w miligramach. Procesy starzenia oleju grzewczego badane są w teście statycznym i w teście dynamicznym.

c) Test statyczny - określoną ilość oleju odgazowanego pod próżnią wprowadza się do ampułki ze szkła lub stali nierdzewnej o pojemności 40 ml; po zamknięciu ampułki pod próżnią wprowadza się ją do pieca z temperaturą regulowaną z dokładnością do 1°C. Czas trwania badania zmienia się w zależności od założonej temperatury; o ile temperatura jest wyższa, o tyle czas trwania próby jest krótszy. Następnie ampułkę chłodzi się, wkłada do zestawu, w którym się ją rozbija, mierzy się ciśnienie gazów i analizuje ich skład metodą chromatograficzną. Test ten pozwala no określenie temperatury, przy której zaczynają się tworzyć nierozpuszczalne gudrony z rozkładu oleju.

d) Test dynamiczny - pomiar odbywa się w aparacie typu ,,mikropętli" o objętości użytkowej ok. 100 ml. Aparat składa się z zamkniętej pętli z elementem grzejnym usytuowanym w dolnej części obwodu pętli. Układ taki pozwala na cyrkulację badanego oleju na skutek gradientu temperaturowego pomiędzy częścią gorącą, nagrzewaną, a częścią zimną, nieogrzewaną. Temperatura układu jest regulowana i ustalana przed pomiarem. Układ wyposażony jest w manometr, pozwalający obserwować wzrost ciśnienia pochodzący od rozkładu oleju grzewczego. Po ukończonym teście określa się skład oleju metodą chromatograficzną oraz jego własności fizykochemiczne.

OLEJE GRZEWCZE

Procesy przenoszenia ciepła realizowane są głównie na drodze:

  • bezpośredniego ogrzewania źródłem ciepła
  • przenoszenia ciepła przez wodę lub parę wodną
  • przenoszenia ciepła przez nośniki ciepła w stanie ciekłym lub gazowym

Nośniki ciepło powinny charakteryzować się:

  • wysoką stabilnością termiczną
  •  wysoką odpornością na utlenianie
  • dobrą zdolnością przenoszenia ciepła
  • stabilnością własności fizycznych w trakcie eksploatacji
  • brakiem działania korozyjnego
  • brakiem działania toksycznego
  • dla nośników przeznaczonych dla energetyki jądrowej wymagana jest odporność na promieniowanie

Klasyfikację nośników ciepła w oparciu o kryterium temperatury pracy opracował Geiringer.  Klasyfikację przedstawia poniższa tabela. Grupy  l  i ll obejmują  nośniki ciepła typu gazów, ciekłych metali oraz stopionych soli, które są przeznaczone do pracy w temperaturach rzędu  400°C do 1100°C. Olejowe nośniki ciepła uszeregowane według maksymalnych temperatur pracy objęte są grupami od lll do V.

Tabela 21 - Klasyfikacja nośników ciepła wg Geiringera:

Grupa

I

II

II

IV

V

Zakres temperatur pracy °C

540 do 1090

400 do 540

313 do 400

260 do 313

260 do 315

Typy nośników ciepła

Gazy ciekłe

metale

Ciekłe metale

stopione sole

Ciecze organiczne

Ciecze organiczne

Ciecze organiczne

/system ciśń./

Przykłady nośników ciepła

Powietrze

Dwutlenek węgla

Hel

Wodór

Azot

Chlorek glinu

Gal

 

Bizmut

Ołów

Stop bizmut-ołów

Sód

Stop sód-potas

Stop azotyn sodu-azotyn potasu

Dwufenyl w postaci pary

Dowtherm w postaci pary

Silany arylowe

Krzemian fenylo-rezorcynowy

Fluorowęglowodory

Fluororwane aminy alkilowe

Etery polifenolowe

czterofenyle

 

Krzemiany arylowe

Chlorowany dwufenyl

Silikony

Borany arylowe

Oleje mineralne

Krzemiany alkilowe

p-Cymen

o-dwuchloro-benzen

Silikony

Glikole Poli-alkilenowe

Oleje minelarne

 

Czynnikiem determinującym maksymalną temperaturę pracy olejowych nośników ciepła jest stabilność termiczna. W wysokiej temperaturze substancje organiczne ulegają procesowi degradacji termicznej, w wyniku której powstają niskocząsteczkowe produkty rozkładu, powodujące wzrost ciśnienia w układzie oraz odkładanie się substancji stałych typu koksu na powierzchniach wymienników ciepła, utrudniających proces wymiany ciepła. Ważnym czynnikiem decydującym o długotrwałości  eksploatacji olejowych nośników ciepła w wysokich temperaturach jest także stabilność termo oksydacyjna. W wysokich temperaturach procesy utlenienia prowadzą głównie do powstawania wysokocząsteczkowych żywic, asfaltenów i koksów, powodujących wzrost lepkości oleju oraz tworzących osady i laki na powierzchniach układu grzewczego.

W celu ochrony olejowych nośników ciepła przed utlenianiem wprowadzany jest do układów grzewczych gaz ochronny, np. azot, jednak w wielu przypadkach kontakt olejowego nośnika ciepła z powietrzem jest nieunikniony. W celu zahamowania procesu utleniania konieczne jest więc stosowanie odpowiednich inhibitorów.

W przypadku zapytań dotyczących doboru oleju grzewczego prosimy o kontakt  z  Działem  Technicznym tel. +48 81 820 07 88   lub   e-mail: biuro@gorner.pl

Działamy na terenie województw: dolnośląskie, mazowieckie, lubuskie, śląskie, opole, małopolskie, kujawsko-pomorskie, podlaskie, pomorskie, podkarpackie, łódzkie, warmińsko-mazurskie, świętokrzyskie, lubelskie, wielkopolskie, zachodniopomorskie.

W ciągu 24 godzin nasze produkty wysyłamy firmą spedycyjną  do takich miast jak: Warszawa, Białystok, Gdańsk, Gorzów Wlkp., Katowice, Kielce, Kraków, Lublin, Łódź, Olsztyn, Opole, Poznań, Rzeszów, Toruń, Wrocław, Bydgoszcz, Zielona Góra, Szczecin.