Lorsque des températures élevées sont nécessaires dans un processus industriel, deux options courantes sont les systèmes à vapeur et à huile thermique. Lorsque la vapeur se condense, elle transfère une grande quantité de chaleur ; L’huile thermique, en revanche, peut atteindre des températures élevées avec une pression de système relativement faible. Le bon choix doit être fait en fonction de la température cible, du contrôle du processus, de la distance entre les installations, de la sécurité, de la maintenance et du coût total de possession.
Aucun système unique n’est supérieur dans toutes les applications. La vapeur et l’huile thermique peuvent également être utilisées ensemble pour différents processus dans la même usine.
Caractère de fonctionnement du chauffage à vapeur
L’eau est évaporée sous pression dans la chaudière à vapeur. Lorsque la vapeur se condense au point d’utilisation, elle transfère sa chaleur latente. Étant donné que la température de la vapeur saturée dépend de la pression, une température de processus stable peut être obtenue grâce au contrôle de la pression.
Vapeur ; Il est courant dans les aliments, le textile, le papier, la chimie, la stérilisation et de nombreux processus de chauffage en raison du transfert de chaleur rapide, du transport d’énergie sur de longues distances et de l’utilisation directe. Système; Cela nécessite une préparation de l’eau, un retour des condensats, une purge et un contrôle périodique.
Caractère de fonctionnement du chauffage au huile thermique
Dans la chaudière à fioul chaud, le fluide thermique circule par une pompe en circuit fermé. Le fioul se réchauffe dans la chaudière, cède son énergie au processus et revient pour être réchauffé.
Le système à huile thermique peut fournir une température élevée à une pression inférieure par rapport au système eau-vapeur. Cette fonctionnalité ; Il peut créer un avantage dans les réacteurs chimiques, les séchoirs, les presses, les asphaltes-bitumes, les panneaux de bois, les textiles et les fours industriels.
Comparaison de base
| Critères | Système vapeur | Système d’huile thermique |
|---|---|---|
| Transfert de chaleur | Élevé avec chaleur latente de condensation | Avec chaleur sensible ; en fonction du débit d’huile et de la différence de température |
| Contrôle de la température | Lié à la pression, peut être stable | La température d’entrée-sortie peut être contrôlée avec précision |
| La pression à haute température | La pression augmente à mesure que la température augmente | Une température élevée est possible à une pression relativement basse |
| Pompage | La vapeur avance avec pression ; le condensat est pompé | L’huile est pompée en continu |
| Préparation des fluides | Le conditionnement de l’eau et le dégazeur sont importants | La sélection, le remplissage et l’analyse de l’état de l’huile sont importants |
| Points de perte | Fuite, purge, vapeur de revaporisation, condensat | Électricité de la pompe, perte de surface, dégradation de l’huile |
| Risque pour la sécurité | Récipient sous pression, vapeur chaude et coup de bélier | Huile inflammable, fuite, température excessive et faible débit |
| Utilisation directe du procédé | Possible avec une qualité appropriée | Chauffage généralement indirect |
Sélection en termes de température et de pression
À mesure que la température du processus augmente, la pression requise pour la vapeur saturée augmente. Haute pression ; affecte la classe de pression de la chaudière, de la tuyauterie, des vannes et de l’équipement de contrôle. L’huile thermique peut supporter des températures élevées avec une pression de circuit plus faible ; Cependant, la température du film et la limite maximale de fonctionnement de l’huile ne doivent pas être dépassées.
Il ne suffit pas de regarder la température cible du produit. La température d’approche sur la surface de transfert de chaleur, la température du film d’huile, la perte de pression de vapeur et la charge du processus doivent être calculées.
Efficacité énergétique et coûts d’exploitation
La vapeur peut fournir un flux thermique élevé dans l’échangeur compact grâce à la condensation. L’eau et la chaleur peuvent être réutilisées si les condensats sont récupérés. D’un autre côté, les pertes par purge, fuites et vapeur de revaporisation doivent être bien gérées.
L’huile thermique fonctionne en boucle fermée et ne nécessite pas de purge. Cependant, les pompes de circulation consomment constamment de l’électricité ; À mesure que l’huile vieillit, la viscosité et le transfert de chaleur peuvent changer. Une température de surface élevée accélère la décomposition thermique.
La comparaison doit être effectuée sur le coût total par an de la chaleur utile :
- Carburant et électricité
- Eau, produits chimiques et eaux usées
- Renouvellement/filtration thermique de l’huile,
- Entretien et inspection
- Perte d’isolation et de distribution
- Temps d’arrêt et redondance imprévus.
Contrôle des processus
Côté vapeur, la sélection de la vanne de régulation de pression, du purgeur et de l’échangeur thermique détermine la température du processus. Le fait que le condensat ne s’évacue pas de l’échangeur à faible charge peut provoquer une instabilité de la température.
La vanne à trois voies, le débit de la pompe et la modulation de la chaudière sont utilisés dans l’huile thermique. L’inertie thermique du système peut être élevée ; Les processus nécessitant un refroidissement rapide nécessitent une évaluation séparée.
Différences de sécurité
La haute pression, le faible niveau d’eau, la soupape de sécurité et les coups de bélier dans le système vapeur sont les principaux risques. L’arrêt du flux d’huile thermique, l’huile atteignant une température de film excessive, l’oxydation, les erreurs du vase d’expansion et les fuites d’huile vers la surface chaude présentent un risque d’incendie.
On ne peut pas dire que « l’huile thermique est totalement sûre car elle est à basse pression » ou que « la vapeur est sans risque car elle utilise de l’eau ». Les deux systèmes doivent être exploités avec une conception, une automatisation, une formation et une maintenance appropriées.
Dans quelle situation Steam se démarque-t-il ?
- Si le processus utilise directement de la vapeur,
- Si un transfert de chaleur rapide et élevé par condensation est requis,
- Si plusieurs utilisateurs distants doivent être alimentés à partir du même centre énergétique,
- Si une stérilisation, une humidification ou une réaction avec de la vapeur est nécessaire,
- Si le condensat peut être récupéré efficacement.
Dans quelle situation l’huile thermique se démarque-t-elle ?
- Si une température élevée est souhaitée avec une faible pression du système,
- Si une température de surface précise et homogène est requise,
- Si le processus n’entre pas en contact direct avec le fluide,
- Si une boucle fermée sans purge est souhaitée,
- Si une pompe appropriée, une expansion et une infrastructure de sécurité incendie peuvent être installées.
Données de processus nécessaires à la décision
Les températures d’entrée-sortie cibles, la puissance thermique, la durée de fonctionnement quotidienne, le taux de changement de charge, la distance de distribution, le carburant disponible, la qualité de l’eau, l’infrastructure électrique, la possibilité de maintenance et les exigences de sécurité doivent être évalués ensemble.
Hisarmak traite les systèmes à vapeur et à huile thermique en fonction des besoins du processus avant le nom du produit. Les sous-modèles peuvent être examinés sur les pages chaudières à vapeur et chaudières à huile thermique.
Questions fréquemment posées
Le système à huile thermique est-il plus économique que la vapeur ?
Pas toujours. Le coût annuel comprenant la température, la charge, l’électricité de la pompe, la récupération des condensats, la durée de vie de l’huile et la maintenance doit être calculé.
N’y a-t-il pas de pression dans le système d’huile thermique ?
Il y a la pression de la pompe, la charge statique et la dilatation thermique. Le fait que des températures élevées puissent être atteintes avec une pression inférieure à celle de la vapeur ne signifie pas que le système est sans pression.
Le système de vapeur ne peut-il pas atteindre des températures élevées ?
Cela pourrait sortir ; Dans la vapeur saturée, plus la température augmente, plus la pression augmente. De la vapeur surchauffée ou différents modèles de chaudières peuvent également être utilisés.
Deux systèmes peuvent-ils être utilisés dans la même installation ?
Oui. Si les modèles de température et d’utilisation des processus sont différents, une configuration d’installation hybride peut augmenter l’efficacité totale.