Масляные теплообменники активно используются в тех отраслях, где необходима высокая температура теплоносителя без высокого давления – это химическая, пищевая, деревообрабатывающая, нефтеперерабатывающая промышленность и другие направления. В таких системах в качестве теплоносителя применяются термомасла (синтетические или минеральные), которые способны стабильно работать при температурах свыше 200 °C, а иногда – и выше 300 °C. Однако у этого решения есть и обратная сторона: при перегреве масло начинает разрушаться, теряет свои теплофизические свойства, окисляется и образует осадки, углеродистые отложения и даже может воспламениться.

Перегрев масла в теплообменнике – это не просто потеря ресурса теплоносителя. Это реальный риск пожара, поломки оборудования и дорогостоящего простоя. Причём в большинстве случаев перегрев происходит из-за ошибок в проектировании, недостаточной циркуляции, засоров или отсутствия систем контроля.

Основные причины перегрева масла в теплообменнике

Перегрев масла может происходить по нескольким причинам, и важно понимать, что чаще всего это комплексная проблема – то есть сочетание нескольких негативных факторов.

· Первая и самая распространённая причина – недостаточная циркуляция. Если теплоноситель движется слишком медленно, он не успевает забирать тепло от нагревательного элемента или камеры. В зоне контакта с нагревателем (например, в электрических маслонагревателях или змеевиках) образуются "горячие точки", в которых масло перегревается локально, но очень сильно – до разложения и даже коксового отложения на стенках.

· Вторая причина – неправильный подбор мощности нагревателя. Если нагреватель слишком мощный по сравнению с реальной производительностью системы, масло нагревается быстрее, чем его успевают отводить. Особенно опасно это при пуске, когда масло ещё холодное и вязкое, а мощность нагрева сразу включается на максимум.

· Третья типичная причина – отсутствие или неисправность термоконтроля. Даже самое качественное масло не выдерживает температур выше своего допустимого рабочего предела (обычно 280–320 °C). Без надёжного термодатчика, автоматики отключения и аварийной сигнализации оборудование может продолжать нагрев даже после достижения критических значений.

Технические решения для предотвращения перегрева

Чтобы защитить масло и оборудование от перегрева, необходимо предусмотреть систему многоступенчатой защиты и мониторинга, включающую в себя как конструктивные, так и автоматические элементы.

Во-первых, циркуляция масла должна быть непрерывной и соответствовать расчётным значениям. Насосы должны быть подобраны с запасом по производительности и устойчивы к высоким температурам. Желательно использовать частотное регулирование скорости, чтобы адаптировать поток под текущую тепловую нагрузку. Также важно следить за чистотой фильтров, ведь любое сопротивление или засор резко снижает объём проходящего теплоносителя.

Во-вторых, в системе обязательно должен быть установлен многоуровневый температурный контроль:

  • рабочие термодатчики на входе и выходе из теплообменника;

  • аварийные термовыключатели, блокирующие нагрев при превышении предельной температуры;

  • индикация и сигнализация на пульте управления, с возможностью дистанционного мониторинга.

В-третьих, при использовании электрических нагревателей в масляных котлах критично важен правильный подбор плотности теплового потока на поверхности ТЭНов. Если мощность слишком велика по сравнению с площадью поверхности, на ней моментально возникают зоны локального перегрева. Поэтому производители термомасляных нагревателей строго ограничивают допустимую ваттность на квадратный сантиметр.

Также не стоит забывать про расширительный бак, который позволяет компенсировать температурное расширение масла. Его наличие помогает предотвратить избыточное давление и перегрев при резких температурных изменениях.