Wikipedista:Teplo Bez Starostí/Pískoviště

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

1. Ropa


Ropa je jedním z důležitých energetických zdrojů, který má lidstvo k dispozici. Její původ je v současnosti vysvětlován pomocí 2 teorií. Jedna tvrdí, že ropa pochází z rozložených zbytků těl prvohorních živočichů a rostlin, které se hluboko v zemi vlivem nepřístupu vzduchu a vysokého tlaku během dlouhého období přeměnily v ropu, tak jak ji známe dnes. Druhá teorie říká, že se v nitru Země nacházejí velké zásoby uhlovodíků, jež se posouvají směrem k povrchu, a stává se z nich ropa.


Objem celosvětové těžby ropy čítá v současnosti kolem 4,38 miliardy tun ročně. Rezervy (tzn. objem, který jsme schopni za přijatelných nákladů vytěžit pomocí současných technických prostředků) se odhadují na 243 miliard tun. K tomu přidejme dalších 448 miliard tun zdrojů, které prokazatelně existují, ale nejsou v současnosti technicky a/nebo hospodárně dosažitelné a další neprokázaná, ale geologicky možná a v budoucnu potenciálně vytěžitelná množství. To vše dohromady pokrývá energetické nároky ještě mnoha generací.

Ropa se skládá z velkého počtu uhlovodíků, které se odlišují svojí skladbou. Tyto sloučeniny se skládají především z prvků uhlík (C) a vodík (H), mohou ale obsahovat i síru (S), dusík (N) a další chemické prvky. Podle kombinace uhlíkových atomů a jejich vzájemných chemických vazeb rozlišujeme čtyři základní skupiny uhlovodíků:

§  parafíny

§  cykloparafíny

§  olefiny (alkeny)

§  aromáty


Struktura uhlovodíků[editovat | editovat zdroj]

  • Parafíny jsou nasycené uhlovodíky, u kterých jsou atomy uhlíku seřazeny buď v jednom přímém řetězu (normální parafíny, n-parafíny) nebo v řetězu s rozvětvením (isoparafín, i-parafín).
  • Cykloparafíny jsou nasycené uhlovodíky, ve kterých jsou atomy uhlíku seřazeny do prstence. Proto se jim říká cykloparafíny. Prstence jsou nejčastěji složené z pěti, šesti nebo sedmi uhlíkových atomů.
  • Olefiny (alkeny) se odlišují od parafínů tím, že jsou nenasycené (vyznačují se minimálně jednou chemickou dvojnou vazbou).
  • Aromáty jsou nenasycené prstencovité uhlovodíky, jejichž charakteristickým rysem je benzenový kruh. Tento kruh se skládá ze šesti atomů uhlíku, z nichž každý má k jednomu sousedovi jednoduchou a k druhému dvojitou vazbu.


2. Výroba topného oleje EL


Po vytěžení se ropa přepravuje pomocí ropovodů nebo tankerů až na místo, kde se zpracovává do podoby konečných produktů, jako jsou topné oleje, motorová paliva atd. Protože ropa pochází z mnoha míst po celé Zemi, má i rozdílné složení. Před dalším zpracováním tak chemici v rafineriích stanoví jeho optimální průběh tak, aby bylo beze zbytku využito vše, co surovina obsahuje.


Zpracování ropy na konečné produkty probíhá v několika na sebe navazujících krocích.


Postupy k tomu používané se dají rozdělit do třech skupin:

  • rozdělení ropy na frakce pomocí destilace
  • přeměna uhlovodíků na větší, menší nebo jinak strukturované molekuly (konverze)
  • oddělení nežádoucích příměsí (např. síry) rafinací

Destilace[editovat | editovat zdroj]

Základním procesem v rafinerii je destilace ropy. Během něj je ropa rozložena (frakcionována) na různé složky – frakce. Nejprve se ropa předehřeje v tepelných výměnících a následně je v trubkových pecích ohřáta na destilační teplotu. V hlavní věži následuje rozdělení na jednotlivé skupiny produktů, které se vyznačují odlišnými destilačními rozsahy (body varu). Např. benzín vře mezi 50° a 180 °C, střední destiláty (ke kterým patří topný olej EL) oproti tomu při 170° až 370°C. Směs par a tekutin se odděluje při atmosférickém tlaku v destilačních věžích vysokých až 50 metrů. Páry stoupají ve věžích nahoru. Čím jsou těžší, tím rychleji opět zkapalní.


Na patrech destilátoru, která jsou opatřena mnoha otvory, se vytvářejí vrstvy tekutin. Stoupající páry prostupují těmito otvory a mísí se s již kondenzovanými složkami. Při tomto mísení lehkých a těžkých složek dochází k následující výměně: těžší součásti stoupajícího proudu jsou zadrženy a lehčí, které byly ještě zadržovány v tekuté vrstvě, se opět odpaří a stoupají nahoru. Část kapaliny je svedena opět na další takové patro k posílení látkové výměny.


Jedna destilační věž obsahuje značný počet takovýchto pater. Nejlehčí produkty proudí destilační kolonou přímo nahoru a vystoupají do hlavy kolony jako plyny. Z pater ve středu věže jsou odváděny střední destiláty. Neodpařené nejtěžší součásti odtékají na dno kolony, odkud jsou odčerpávány. Vznikající usazeniny se používají jako těžký topný olej nebo jako další produkt při vakuové destilaci.

                                                                                                                           

Postup konverze[editovat | editovat zdroj]

                                                                                             

Druh produktů, které chceme získat pomocí destilace, se dá ovlivňovat výběrem druhu ropy. Stále se zvyšující potřeba lehkých produktů, jako např. benzín, a klesající poptávka po těžkém topném oleji, vyžadují postupy, které mohou uhlovodíky s vysokým bodem varu změnit na uhlovodíky s nízkým bodem varu. Tento proces se odehrává v krakovacích zařízeních, kde se molekuly s dlouhým řetězcem štěpí na kratší. Tři druhy těchto postupů jsou termické krakování, katalytické krakování a hydro-krakování.


Odsíření


Síra je v ropě obsažena v mnoha různých formách, od sirovodíku až po velmi komplexní molekulární struktury. Odsířeny musí být zvláště produkty získané z ropy bohaté na síru. To se děje v zařízení zvaném hydrorafinační reaktor. Proudy produktu přicházející z předchozích kroků zpracování se v reaktoru mísí s vodíkem a při teplotě cca 400 °C a tlaku od 25 do 70 bar jsou vedeny přes katalyzátor. Přitom se vodík spojuje se sírou obsaženou v produktu. Takto vznikající sirovodík se odvádí do tzv. Clausových jednotek, kde se po částečném shoření mění na elementární síru a vodu.

Směšovací zařízení[editovat | editovat zdroj]

Topné oleje se míchají z více komponentů, aby vyhověly stanoveným vysokým požadavkům. Kvalita těchto smíchaných produktů se kontroluje analýzou v laboratořích. Teprve když jsou splněny všechny požadavky, je produkt uvolněn do distribuce.


3. Vlastnosti produktu a požadavky na topný olej EL


Topný olej EL je ušlechtilým palivem pocházejícím se zpracování ropy. Podle použitých surovin a zvoleného postupu zpracování se jedná o zcela individuální produkt s pevně stanovenými kvalitativními vlastnostmi. Někdy jsou rozdíly mezi jednotlivými druhy topného oleje postřehnutelné pouhým okem. Mezi spotřebiteli rozšířený názor, že světlý topný olej EL je lepší, než tmavší, je ale mylný, protože „vzhled“ je závislý na druhu použité ropy ve spojení s látkami použitými k označení topného oleje, např. červeným barvivem. Během výrobních procesů a distribuce jsou neustále odebírány a analyzovány vzorky, aby bylo možné zaručit vysoký standard kvality topných olejů, které jsou na trhu prodávány.

Normovaná kvalita[editovat | editovat zdroj]

Minimální požadavky na kvalitu topného oleje EL jsou stanoveny v normě DIN 51603-1. Tato norma popisuje důležité kvalitativní vlastnosti, které jsou významné z hlediska používání produktu.


U moderních olejových zařízení došlo v minulosti k výrazným změnám. Především je třeba jmenovat:

  • přechod z dvou- na jednotrubkový systém přívodu paliva ke kotli z důvodu ochrany vodních zdrojů
  • moderní olejové kotle se sníženou spotřebou paliva a dočasnou odstávkou zařízení během nočního útlumu při vytápění
  • delší doba skladování u spotřebitele kvůli výrazně snížené spotřebě paliva
  • náročnější požadavky na kvalitu topného oleje kvůli moderním hořákům s redukovanými emisemi
  • menší olejová zařízení s citlivými součástkami
  • rozšiřující se počet moderních olejových kondenzačních kotlů


K tomuto narůstajícímu technickému pokroku a vývoji vysoce efektivních olejových zařízení je přihlédnuto v normě pro topné oleje EL. V úpravách normy v roce 2003 byly poprvé kompletně sepsány požadované vlastnosti topného oleje EL nízkosirného. Kromě obsahu síry max. 50 mg/kg byla předepsána i dostatečná mazivost dle DIN ISO 12156-1 (hraniční hodnota max. 460 mm) a použití aditiv bez složek tvořících popílek. Dosud běžný topný olej EL je od té doby označován jako topný olej EL Standard.


Oba druhy topných olejů jsou extralehká a bezpopílková paliva. Hlavní složky tvoří uhlík s průměrným podílem 86,5% a vodík s průměrným podílem 13,3%. Topný olej EL má, vztaženo k objemu, velmi vysoký obsah energie a skladuje se jako zásoba energie ve speciálních tancích.

Spalné teplo min. 45,4 MJ/kg odpovídá výhřevnosti min. 42,6 MJ/kg = 36,2 MJ/l = 10,08 kWh/l

Vysoká výhřevnost a v dlouhodobém srovnání příznivá tržní cena dělají z topného oleje EL jedno z nejekonomičtějších ušlechtilých paliv pro vytápění. S bodem vznícení přes 55 °C je topný olej EL produkt, který umožňuje relativně snadné skladování a manipulaci. Od srpna 2008 platí následující úpravy v požadavcích dle normy:

  • snížení obsahu síry na max. 1000 mg/kg u topného oleje EL Standard
  • povinnost provedení zkoušky k potvrzení termické stability
  • obsah energie vztažený ke spalnému teplu min. 45,4 MJ/kg


DIN 51603-1 závazně předepisuje, že topný olej EL je čistý produkt zpracování ropy, který předtím nesměl být použit k žádnému jinému účelu. V rámci dodavatelského řetězce je od ledna 2008 v topném oleji EL přípustný obsah biokomponentů v množství max. 0,5%. Přepracovaný použitý olej, příměsi látek obsahujících chlór a anorganické kyseliny tedy v topném oleji EL nejsou obsaženy. Bází pro prodej topného oleje EL podle DIN 51603-1 je specifikace v této normě, která je součástí kupní smlouvy mezi výrobcem příp. dodavatelem a odběratelem.

Vybrané požadavky normy DIN 51603-1 na topný olej EL

(stav srpen 2008)

Vlastnost Požadavek Zkouška dle
min max
Hustota při 15°C                                    kg/m3 860 DIN 51757
Spalné teplo                                           MJ/kg 45,4 DIN 51900-1, -2 nebo –3 nebo výpočet
Bod vznícení                                              °C 55 DIN EN 22719
Kinematická viskozita při

20°C                                                     mm2/s

6,00 DIN 51562-1
Cloud Point (bod zákalu)                            °C 3 DIN EN 23015
Cold Filter Plugging Point

(hraniční hodnota teploty pro filtrovatelnost)

DIN EN 116
- při bodu zákalu = 3°C                             °C -12
- při bodu zákalu = 2°C                             °C -11
- při bodu zákalu £1°C                             °C -10
Koksový zbytek v 10% dest. zbytku   % m/m 0,3 DIN 51551,DIN EN ISO 10370
Obsah síry pro topný olej

EL-1-Standard                                      mg/kg

ñ 50 1000 DIN EN 24260, DIN EN ISO 8754, DIN EN ISO 14596
Obsah síry pro topný olej

EL-1-nízkosirný                                     mg/kg

50 DIN 51400-11, DIN EN 24260, DIN EN ISO 14596
Zajištění mazivosti u topného oleje

EL-1- nízkosirný                                        mm

460 DIN EN ISO 12156-1
Obsah vody                                          mg/kg 200 DIN 5177-1 nebo

ISO/DIN 12937

Celkové znečištění                                 mg/kg 24 DIN EN 12662
Popílek                                                % m/m 0,01 DIN EN ISO 6245
Termická stabilita (sediment)              mg/kg je stanovena E DIN 51371


Obsah síry


Přirozený podíl síry chemicky vázané v topném oleji EL se označuje jako obsah síry. Organické sloučeniny síry jsou přirozenou složkou topných olejů, ze které při spalování vzniká oxid siřičitý (SO2). SO2 patří k látkám znečišťujícím ovzduší, jeho emise jsou tak snižováním obsahu síry v palivech kontrolovány. Přípustné množství síry obnáší pro topný olej EL Standard od roku 2008 max. 0,1%. Lehký topný olej může být označován za nízkosirný, když jeho obsah síry nepřekročí 50 mg/kg (0,005% m/m).


Cca 1-3% množství SO2 vznikajícího při spalování se v topeništi mění na SO3 a spolu s vodní párou vzniklou při spalování tvoří aerosol kyseliny sírové. Ten může při překročení rosného bodu kyseliny sírové kondenzovat a způsobit vyvíjení tzv. kondenzačních korozních produktů. V závislosti na obsahu síry může tato kondenzační koroze zasáhnout napojené tahy kotle, kde se pak usazeniny (sulfáty železa) drží a omezují výměnu tepla. Při čištění kotle se tyto usazeniny odstraňují.


V závislosti na obsahu síry jsou v normě DIN 51603-1 stanoveny dvě kvality:

  • Topný olej EL Standard

Extra lehké palivo skládající se z uhlovodíků, jehož obsah síry leží mezi 50 mg/kg a 1000 mg/kg (0,1% m/m)

  • Topný olej EL Nízkosirný

Extra lehké palivo skládající se z uhlovodíků, jehož obsah síry nepřekračuje 50 mg/kg. Topný olej EL může být podle této normy označen za nízkosirný, když obsah síry nepřekročí 50 mg/kg.

Hustota[editovat | editovat zdroj]

Hustota je podíl hmoty k objemu a udává se v g/ml, kg/l nebo kg/m3. Je závislá na teplotě a v normě je vztažená k teplotě 15°C. DIN: max. 860,0 kg/m3.


Hustota je důležitá jednak pro přepočet objemu na hmotu pro celní a daňové účely, jednak odráží příslušný poměr uhlíku a vodíku (C/H) v palivu. Je vodítkem pro určení struktury v něm obsažených uhlovodíků. Technicky bezvadně fungující hořák umožňuje bezkouřové spalování topných olejů, jen když jejich hustota leží na horní hranici DIN.


Spalné teplo HS


Spalné teplo je množství tepla, které se uvolní při úplném spálení látky, přičemž je zohledněno kondenzační teplo vodní páry vzniklé při spalování. Udává se v MJ/kg. DIN: min. 45,4 MJ/kg, což odpovídá přibl. 10,74 kWh/l.


Se stoupající hustotou klesá spalné teplo na kilogram, stoupá ale počítáno na objem (objemové spalné teplo). Zároveň znamená vyšší hustota oleje „více tepla v nádrži“. Spalné teplo vzniká ochlazením spalin na teplotu, kterou původně měly látky, podílející se na spalování.


spalné teplo = výhřevnost + kondenzační teplo


U topného oleje EL je spalné teplo cca o 6,5% vyšší, než výhřevnost HI.


Výhřevnost HI*

Výhřevnost již není součástí DIN 51603-1. Výhřevnost je množství tepla, které je využitelné při úplném shoření, kondenzační teplo vodní páry vzniklé při hoření se přitom nezohledňují.

* HI (I znamená inferior) a  HS (S znamená superior) jsou oficiální evropské zkratky platné pro výhřevnost resp. spalné teplo.

Výpočet spalného tepla můžeme provést podle následujícího vzorce:

Hs (MJ/kg) = 59 - (15.78 * d15 [kg/m3] / 1000) – (0,337 *w(S))


Kde znamená:

d15 hustota topného oleje při 15 oC v kg/m3, w(S) obsah síry v hmotnostních procentech.


Vliv hustoty na spalné teplo je zřejmý na následujícím příkladu. Jako obsah síry je dosazena hodnota 0,10%.

d15 = 840 kg/m3:      Hs = 45,71 MJ/kg = 38,40 MJ/l

d15 = 860 kg/m3:      Hs = 45,40 MJ/kg = 39,04 MJ/l


Bod vzplanutí[editovat | editovat zdroj]

Bod vzplanutí je nejnižší teplota, při které se v uzavřeném kelímku z jedné z testovaných tekutin při stanovených podmínkách vyvine takové množství par, že se vytvoří vznětlivá směs par a vzduchu zažehnutelná cizím zdrojem. DIN: přes 55 °C


Dle bodu vzplanutí se kapalná paliva klasifikují do jednotlivých technických a bezpečnostních kategorií. Tato veličina se používá především při skladování, dopravě a použití kapalných paliv. Topný olej EL s bodem vzplanutí přes 55 °C není klasifikován jako nebezpečný ve smyslu předpisů o nebezpečných látkách a provozních bezpečnostních předpisů.

Viskozita[editovat | editovat zdroj]

Jako viskozitu označujeme sílu vnitřního odporu, kterým tekutina působí proti posunutí svých molekul. U topného oleje EL je to stejně jako hustota veličina závislá na teplotě; udává se v mm2/s při 20 oC. Při použití dříve obvyklé jednotky cSt vycházejí stejné hodnoty. DIN: max. 6,00 mm2/s.

Viskozita je jeden z ukazatelů tokových vlastností topného oleje v potrubí a určuje také rozprašitelnost oleje v tryskách olejového hořáku. Možné nevýhody vysoké viskozity s ohledem na rozprašování mohou být kompenzovány předehřátím oleje. Tím se silně omezují produktově specifické rozdíly ve viskozitě, které se mohou vyskytovat při běžné teplotě. K tomu příklad:


Viskozita při 20 oC              Viskozita při 50 oC

4,0 mm2/s                    2,1 mm2/s

6,0 mm2/s                    3,0 mm2/s


Při 20 oC existující rozdíl viskozit 2,0 mm2/s je při 50 oC již jen 0,9 mm2/s.

Popel[editovat | editovat zdroj]

Anorganické zbytky hoření se označují jako popel. Vznikají z kovových sloučenin rozpuštěných v palivu. Topný olej EL díky svému výrobnímu postupu neobsahuje substance tvořící popel. DIN: max. 0,01 hmotnostních procent *).

*) Zadání nižších hraničních hodnot není u předepsaného zkušebního postupu přípustné. Skutečný obsah popela leží o 10 až 100 jednotek pod touto hodnotou.

Koksový zbytek[editovat | editovat zdroj]

Jako koksový zbytek označujeme tendenci oleje tvořit olejový koks, která se může projevit při extrémních podmínkách s nedostatkem vzduchu. Určování se neprovádí pro olej samotný, ale pro jeho 10% destilační zbytek Koksový zbytek se udává v hmotnostních procentech (% m/m). DIN: max. 0,3 hmotnostních procent.

Tento ukazatel se týká především použití v olejových pecích (zplyňovacích hořácích) a není nijak relevantním kritériem pro použití v hořácích s tlakovým rozprašováním oleje.

Obsah vody[editovat | editovat zdroj]

Obsah vody vyjadřuje podíl vody v topném oleji EL. DIN: max. 200 mg/kg


Topný olej EL z rafinerie je v maximální možné míře odvodněný. Schopnost topného oleje EL přijímat vodu je závislá na teplotě a velmi omezená. Topný olej EL typicky obsahuje méně než 0,01% (100 mg/kg) vody. Pokud je přítomno více vody, usazuje se nerozpustná voda na dně nádrže. Pokud se vyskytne voda v nádržích spotřebitelů, pochází zpravidla z kondenzace vzdušné vlhkosti, přirozeného a neovlivnitelného procesu.

Sedimenty a celkové znečištění[editovat | editovat zdroj]

Celkové znečištění je definováno jako suma všech přítomných neolejových pevných látek (např. rez, písek a prach). Tento ukazatel se týká i všech nerozpustných součástí vzniklých ze samotného oleje a zahrnuje všechny pevné částice větší než 0,7 µm. DIN: max. 24 mg/kg


Topný olej EL podléhá přirozenému stárnutí, které může být urychleno působením tepla, kyslíku, světla, vody, mikroorganizmů jakož i kovů (zvláště barevných kovů) a jejich oxidů. Tím může dojít k tvorbě v oleji nerozpustných produktů stárnutí, které klesají ke dnu nádrže. Tyto produkty mohou, jsou-li nasáty olejovým čerpadlem, vést k ucpání filtru nebo trysky hořáku. Těmto poruchám je možno zabránit a často k nim vede umístění nasávání oleje příliš nízko u dna nádrže a zanedbání údržby nádrže. Kromě toho dochází k poruchám, je-li sedlina rozvířena při plnění nádrže a ke spuštění hořáku dojde potom dříve, než se znovu stačí usadit u dna.

Postup destilace[editovat | editovat zdroj]

Jako postup destilace se označují různé pevně stanovené teploty v destilačním rozsahu určité látky, při kterých se odpařují určitá množství. Objasňuje množstevní složení různě velkých uhlovodíkových molekul v produktu a umožňuje zhodnotit, z jakých komponentů se produkt skládá. V tabulce normovaných požadavků na topný olej (DIN 51603-1) jsou hraniční hodnoty stanoveny pro dvě teplotní oblasti.


Pro daňově právní klasifikaci (ohraničení od středních destilátů po benzín na jedné straně a zbytkových olejů na straně druhé) se destilační množství vztahují k teplotám 250 oC (smí se odpařit max. 65 objemových procent) a 350 oC (musí se odpařit minimálně 85 objemových procent). Z pohledu technického použití je důležitý začátek varu, konec varu a teploty varu destilátu ve fázích vždy po 10%. Z tohoto se dá rozpoznat rovnoměrnost rozložení uhlovodíků, která je významná pro optimální spalování topného oleje.

Vlastnosti topného oleje při nízkých teplotách[editovat | editovat zdroj]

Nízkoteplotní vlastnosti topného oleje je možno charakterizovat pomocí předepsaných testovacích postupů prováděných v laboratoři. Při nich jsou vzorky vždy za definovaných podmínek ochlazeny, aby bylo dosaženo následujících třech charakteristických teplotních hodnot, které nastávají po sobě: Cloud Point (CP), Cold Filter Plugging Point (CFPP) a Pour Point.

Cloud Point (CP)[editovat | editovat zdroj]

CP je teplota, při níž se za stanovených laboratorních podmínek čirý, tekutý produkt stává kalný nebo obláčkovitý kvůli výskytu parafínových krystalů. DIN: max. +3  oC.


CP sám o sobě nevypovídá nic o použitelnosti topného oleje při nízkých teplotách, protože zakalení topného oleje nemá žádný vliv na jeho použitelnost. Určující pro definici nízkoteplotních vlastností topného oleje EL je kombinace Cloud Point a hraniční hodnoty filtrovatelnosti (CFPP).

Cold Filter Plugging Point (CFPP)[editovat | editovat zdroj]

Teplota, při které se za definovaných podmínek zkušební filtr ucpe vytvořeným parafínem se označuje CFPP. Hraniční hodnoty pro CFPP jsou stanoveny v závislosti na CP.

DIN: max. –12 oC při CP +3 oC

        max. –11 oC při CP +2 oC

max. –10 oC při CP £1 oC.


Pro použití topného oleje EL, zvláště při přepravě a skladování, je důležité chování za nízkých teplot. Prostřednictvím zlepšovačů tekutosti (přesněji filtrovatelnosti) přidávaným většinou už v rafineriích nebo skladech, se dosahuje toho, že topný olej EL je použitelný i při teplotách výrazně pod bodem CP. Sám bod CP se těmito aditivy nemění. Kombinace hraničních hodnot CP a CFPP podle DIN umožňují v praxi získat kvalitní produkt s vyhovujícím chováním při nízkých teplotách (platí pro zařízení umístěná v nezámrzných prostorech).

Pour Point[editovat | editovat zdroj]

Pour Point není součástí DIN 51603-1. Jako Pour Point označujeme nejnižší teplotu, při které je topný olej EL právě ještě tekutý, pokud je ochlazován při stanovených podmínkách.


Pour Point je čistě laboratorní hodnota a popisuje dolní hranici použitelnosti, týkající se protékání topných olejů potrubím. Pro praxi nemá tento údaj přílišnou vypovídací hodnotu, protože např. nezohledňuje, že se olejový filtr může ucpat již při teplotě, která PP přesahuje. Kvůli tomu již není součástí normy DIN.

Dodatečné požadavky dle DIN 51603-1 na topný olej EL nízkosirný[editovat | editovat zdroj]

Po rozsáhlém předběžném průzkumu byly v normě DIN 51603-1 stanoveny následující dodatečné požadavky na topný olej EL nízkosirný.


Aditiva

Topný olej EL nízkosirný je zpravidla nabízen se speciálně vyvinutými sadami aditiv (stejně jako topný olej EL Standard), aby bylo dosaženo zlepšení určitých kvalitativních vlastností. Aby byla zajištěna provozní bezpečnost zvláště těch olejových spalovacích zařízení, které se vyznačují kompaktní konstrukcí a minimem otvorů v odvodu spalin pro optimalizaci přenosu tepla, nejsou povolena aditiva tvořící popel.


Použití aditiv je přípustné za účelem zlepšení kvality. Vhodná aditiva bez známých škodlivých vedlejších účinků, zvláště bez složek tvořících popel, mohou být ve vhodných koncentracích přidána.

Mazivost

Kvůli značné redukci obsahu síry je nyní v normě pro topný olej nízkosirný požadována dostatečná mazivost kvůli provozní bezpečnosti čerpadel olejových hořáků. Aby bylo dosaženo splnění tohoto požadavku, je produkt podle potřeby upravován tzv. lubrikačními aditivy.


Na základě dosud získaných zkušeností můžeme o dostatečné mazivosti mluvit tehdy, není-li překročena hraniční hodnota 460 mikrometrů podle DIN EN ISO 12156-1.

4. Druhy topných olejů


Na základě technického pokroku ve vývoji tepelné techniky a stále náročnějších požadavků spotřebitelů je lehký topný olej EL průběžně dále zdokonalován. To vedlo v důsledku k diferenciaci produktů, takže (podobně jako u automobilových paliv) jsou k dispozici produkty specifických spalovací vlastností, vhodné pro ten který případ použití nebo přání zákazníka.

Topný olej EL Standard[editovat | editovat zdroj]

V současnosti jsou všechna olejová zařízení, až na velmi malé výjimky, určena pro použití topného oleje EL Standard podle DIN 51603-1. Zpravidla je tento standardní topný olej v rafinerii upravován s ohledem na zlepšení nízkoteplotních vlastností, obsah síry leží od 50 mg/kg do maximálně 100 mg/kg (0,1% m/m). Toto kvalitní normované palivo splňuje všechny vyjmenované požadavky dle DIN 51603-1 a je na základě své značné hospodárnosti a díky příznivým provozním nákladům na spalování dlouhodobě jedním z nejdůležitějších a nejpoužívanějších paliv při vytápění budov.

Topný olej EL Standard se speciálními aditivy[editovat | editovat zdroj]

Na trhu je navíc nabízen další druh topného oleje. I tato „prémiová kvalita“ (označovaná různě dle výrobce) odpovídá samozřejmě DIN 51603-1. Oproti „standardní kvalitě“ jsou zde vlastnosti relevantní pro použití upravovány speciálními sadami aditiv, jak již bylo popsáno. Tato aditiva jsou přimísena do topného oleje při tankování do nádrží přímo u spotřebitele. To umožňuje přesné dávkování, jakémukoliv předávkování, které by mohlo vést k poruchám zařízení, je tímto zabráněno. Zákazník si na místě může vybrat mezi topným olejem EL Standard a speciálně aditivovaným topným olejem EL Standard.


Součástí sad aditiv jsou zpravidla stabilizátory (pro zlepšení termické a skladovací stability), deaktivátory kovů a tzv. překrývače pachu. Mezi aditivy přidávanými do topného oleje EL standard patří i zlepšovače hoření.

Topný olej EL nízkosirný[editovat | editovat zdroj]

Jeden z důvodů pro zavedení tohoto nového produktu jsou mimo jiné požadavky moderních olejových kotlů. Již dnes jsou nabízeny olejové kotle, které byly vyvinuty speciálně pro tento druh paliva. V přepracované normě DIN 51603-1 z roku 2003 byly poprvé stanoveny požadavky na nízkosirný topný olej EL.


Podle této normy se topný olej EL označuje jako odsířený, když obsah síry nepřekročí 50 mg/kg. To znamená redukci obsahu síry v porovnání s maximálně přípustným obsahem síry u topného oleje Standard o koeficient 20. Spalováním tohoto topného oleje se produkuje velmi nízká úroveň emisí SO2, která je srovnatelná pouze se zemním plynem.


Topný olej EL nízkosirný se zpravidla nabízí se speciálními sadami aditiv, které stejně jako u speciálně upraveného topného oleje EL Standard vedou ke zlepšení vyjmenovaných kvalitativních vlastností.


Aby byla zajištěna provozní bezpečnost zvláště těch olejových spalovacích zařízení, které se vyznačují kompaktní konstrukcí a minimem otvorů v odvodu spalin pro optimalizování přenosu tepla, nejsou povolena aditiva tvořící popel.


Kromě toho je v normě pro nízkosirný topný olej požadována dostatečná mazivost kvůli provozní bezpečnosti čerpadel olejových hořáků. Aby bylo dosaženo splnění tohoto požadavku, je produkt podle potřeby upravován tzv. lubrikačními aditivy.

       

Kvalitativní vlastnosti různých druhů topného oleje EL – srovnání

Standardní topný olej EL Topný olej EL se speciálními aditivy Topný olej EL nízkosirný
Kvalitní palivo s danými parametry X X X
Splnění požadavků DIN 51603-1 pro topný olej EL X X X
Splnění požadavků DIN 51603-1 pro topný olej EL odsířený - - X
Aditiva ke zlepšení/nastavení vlastností za chladu, přídavek v rafinérii X X X
Speciální sady aditiv ke zlepšení stability a zakrytí pachu - X

(dávkování většinou na cisterně)

X
Odvod kondenzátu z vyhřívacích zařízení: požadavek na neutralizaci často (podle lokálních vyhlášek o odpadní vodě) často (podle lokálních vyhlášek o odpadní vodě) v budoucnosti se očekává úprava
celoplošná použitelnost X X

(speciální kvality se nabízejí pod různými značkami)

X
Poznámky - Doporučeno mnohými výrobci zařízení především kvůli prokazatelně lepší stabilitě, zvláště vhodné pro moderní systémy s malým výkonem a malým průměrem trysek, jakož i při dlouhém skladování topného oleje. Dodatečně k přednostem „speciální kvality“ ještě omezená tvorba korozivních produktů a usazenin. První spalovací kotle určené speciálně pro tento druh paliva jsou již v nabídce.


Záměna příp. mísení jednotlivých druhů topných olejů EL[editovat | editovat zdroj]

Pro provoz kotle na topný olej EL nízkosirný není třeba žádných zvláštních úprav. Vždy se ale doporučuje maximálně dopotřebovat zásobu dosud používaného topného oleje. Kromě toho je smysluplné před přechodem na topný olej v nízkosirné kvalitě provést vyčištění kotle a údržbu hořáku, aby se výhody tohoto paliva maximálně uplatnily. Pro informaci pracovníků provádějících servis zařízení a čištění komína opatří dodavatel oleje po naplnění topným olejem EL nízkosirným kotel a nádrž příslušnou nálepkou, ze které je patrné datum dodání, dodané množství a název firmy obchodníka s minerálními oleji.


Pokud musí být kotel provozován pouze s topným olejem EL nízkosirným (např. podle předpisu výrobce nebo u kondenzačních kotlů bez neutralizačního zařízení), je třeba toto zohlednit při objednávce topného oleje. Pokud jsou v nádrži s topným olejem EL nízkosirným ještě zbytky topného oleje Standard, informují výrobci zařízení o maximálním přípustném poměru směsi. Je-li podle výrobce zařízení mísení různých kvalit oleje nepřípustné, musí se před naplněním skladovací nádrže olejem nízkosirným odstranit všechny zbytky oleje standardního.


Olejové kotle, které smí být provozovány výhradně s topným olejem EL nízkosirným, jsou označeny zeleným uzávěrem plnicí trubky a zelenou nálepkou na přístroji nebo nádrži. Tím je zajištěno, že kondenzační kotle bez neutralizačního zařízení nebudou spalovat standardní topný oleje.


5. Perspektivy „bio-topného oleje“


Kapalná paliva z obnovitelných zdrojů mohou v budoucnu snížit potřebu fosilních paliv. V současnosti probíhají ve spolupráci mezi výrobci minerálních olejů a topných zařízení testovací programy, ve kterých se zkoumá nasazení tekutých biokomponentů (rostlinné oleje, metylester mastné kyseliny – FAME) jako příměsí do topného oleje EL nízkosirného při použití ve stávajících olejových kotlích. Cílem je nasazení do biopaliv, jako obnovitelného zdroj energie zcela ve smyslu cílů energetické politiky: zvýšit diferenciaci energetických zdrojů a navýšit podíl energie z obnovitelných zdrojů.


Z technického pohledu je třeba se zaměřit především na to, aby „nová tekutá paliva“ byla kompatibilní se stávajícími olejovými zařízeními na trhu. V předběžné normě pro alternativní a biologické topné oleje, DIN V 51603-6, jsou definovány první specifické požadavky na produkt - cílem je, aby tato nová paliva byla kompatibilní se stávajícími zařízeními. Norma upravuje minimální požadavky, zkušební postupy, hraniční hodnoty i pojmenování alternativních topných olejů. Správné označení pro příměs např. 20 objemových procent FAME (metylesteru mastné kyseliny) zní: topný olej DIN V 51603-6 EL A Bio 20. Receptury pro specifické poměry míchání však v normě předepsány nejsou.


Předběžná norma vzniká tehdy, když praktické zkušenosti všech zainteresovaných stran s produktem ještě nejsou plně a dostatečně zhodnoceny. Předběžná norma si neklade za cíl úplnost, nýbrž stanovuje jen takové vlastnosti, které se během dosavadní diskuse ukazují jako nezbytné pro dosažení dostatečné kvality. Předběžná norma pro bio-topný olej dává výrobcům olejových zařízení a jejich součástek zatím rámcové podmínky dosažení způsobilosti pro použití bio-topných olejů v jejich výrobcích.


6. Přísady do topného oleje (aditiva)  


Přísady topných olejů se většinou označují jako aditiva. Na trhu se nabízejí hlavně stabilizátory, zlepšovače tekutosti a spalování. V mnoha druzích aditiv se kombinují různé účinné látky. Při použití aditiv je bezpodmínečně nutné respektovat údaje od výrobce, zvláště s ohledem na dávkování. Topný olej EL je kvůli požadovaným nízkoteplotním vlastnostem zpravidla upraven již z rafinerie.

Zlepšovače tekutosti[editovat | editovat zdroj]

Zlepšovač tekutosti příp. zlepšovač filtrovatelnosti se do topného oleje EL přidává již v rafinerii. Omezuje růst parafínových krystalů při nízkých teplotách. Tím zůstává topný olej EL filtrovatelný i při zakalení parafínovými krystaly.


U zařízení, kde v rozporu s normou DIN 4755 není možné zajistit stálé skladování topného oleje v prostředí chráněném proti mrazu, může pomoci použití dodatečného zlepšovače tekutosti. Přidání do topného oleje EL má smysl jen tehdy, dokud tvorba parafínových krystalů nezačala. Tato aditiva se skládají z bezpopílkových polymerů, které se v topném oleji EL rozpustí a omezují růst parafínových krystalů. Hraniční hodnota filtrovatelnosti (CFPP) v běžně obchodovaném topném olej EL tím může být oproti hodnotám nastaveným z rafinerie snížena. Počátek tvorby parafínových vyloučenin (CP) se použitím zlepšovačů tekutosti nesnižuje.

Stabilizátory[editovat | editovat zdroj]

Topný olej EL může při dlouhém skladování podléhat přirozenému stárnutí. Tento proces je závislý především na čase a v běžných podmínkách skladování není nijak kritický. Přesto může být tento proces urychlen v závislosti na působení některých faktorů jako světla, kyslíku, tepla a barevných kovů. Moderní kotle navíc spotřebovávají málo topného oleje, čímž se skladovací doby ve stávajících olejových nádržích prodlužují. Pokud jsou případné vzniklé produkty stárnutí nasáty do hořáku, může dojít ke zhoršení provozní bezpečnosti zařízení. Tvorbu produktů stárnutí lze omezit speciálními aditivy.


Jako aditiva jsou nasazovány např. antioxidanty, které zpomalují stárnutí topného oleje při skladování vlivem reakce se vzdušným kyslíkem. Detergenty a dispergátory jsou schopné vázat přítomné produkty stárnutí v topném oleji a udržet tak olejovou nádrž dlouhý čas bez usazenin.


Aby bylo vyhověno rostoucím požadavkům na vysokou využitelnost energie uložené v palivu a zároveň klesající emise škodlivých látek, používají se v moderních hořácích tzv. předehřívače oleje. Přitom dosahují jednotlivé součásti hořáku teplot materiálu až 900 oC, což ovlivňuje ohřívání topného oleje v držáku trysky, zvláště po vypnutí hořáku. Může pak dojít k zesílené termické zátěži topného oleje v oblasti předehřívání oleje a olejových tryskách. Toto může v jednotlivých případech vést k tvorbě usazenin.


Tepelná stabilita a chování při dlouhodobém skladování topného oleje EL mohou být pozitivně ovlivněny použitím speciální aditiv, souhrnně označovaných jako stabilizátory. Tvorba produktů stárnutí je omezena, tepelná stabilita topného oleje EL značně navýšena a negativní vliv kovů je kompenzován deaktivátory kovu. Použití stabilizátorů je vítáno i mnoha výrobci zařízení, protože se tím zvyšuje bezpečnost provozu.

Zlepšovače spalování[editovat | editovat zdroj]

Zjednodušeně řečeno - základem těchto aditiv jsou převážně organické sloučeniny kovu rozpustné v topném oleji EL s katalytickou schopností zamezit tvorbě sazí, případně snížit teplotu spalování sazí již přítomných.


Používání zlepšovačů spalování v moderních hořácích s recirkulací spalin (např. u tzv. modrých hořáků) není nutné, protože tato technologie umožňuje permanentní spalování bez sazí. Tradiční žluté hořáky mohou oproti tomu s narůstající dobou provozu a z různých jiných důvodů změnit svůj pracovní bod, původně optimálně nastavený servisním technikem. Účinné zlepšovače spalování obvykle umožňují zredukovat nárůst množství sazí a omezit tvorbu povlaků v kotli.


Stejně tak se může s jejich pomocí vyrovnávat působení změn v okolním prostředí (např. kolísání tahu v komíně), které ovlivňují kvalitu spalování, jako. Díky zlepšovačům spalování může být dlouhodobě udržován optimální stav zařízení.


Zlepšovače spalování jsou vhodné i pro použití ve zplyňovacích hořácích (olejových pecích).  Typickým znakem při použití paliva se zlepšovačem spalování je lehce červenohnědý neškodný povlak na stěnách topeniště, jehož množství je velmi omezené. Množství popílkotvorných látek přidaných prostřednictvím aditiv s obsahem kovu (zlepšovače spalování) je tak redukované, že při normovaném dávkování nejsou povolené hodnoty popílku podle DIN 51603-1 ani zdaleka dosahovány. V topném oleji EL nízkosirném však přesto není přídavek aditiv obsahující kovy přípustný.

Důležitá upozornění k použití aditiv[editovat | editovat zdroj]


  • Při použití aditiv je třeba dbát údajů výrobce, zvláště s ohledem na dávkování.
  • Stabilita a tím vlastnosti topného oleje EL při dlouhodobém skladování mohou být vylepšeny prostřednictvím speciální aditiv.
  • Pokud existuje podezření na poruchy hořáku způsobené přidáním aditiv, je nutné znát složení aditiva. Jen tak se dá objasnit otázka, zda se použití aditiv spolupodílelo na závadě na zařízení.
  • U dnes používaných nově vyvinutých sad aditiv není známa vzájemná nesnášenlivost.
  • Dodatečné přidání zlepšovačů tekutosti nemůže odstranit již existující ucpání filtru parafínovými krystaly.
  • Žluté zbarvení filtračního papíru při měření množství sazí neznamená nutně přítomnost zbytků paliva ve spalinách. Pokud zbarvení přetrvává i po vyprání filtru v ředidle (acetonu), jedná se o oxidy železa z použitého zlepšovače spalování.


7. Skladování topného oleje EL


Při skladování topného oleje EL v nádržích spotřebitele došlo v minulých letech ke změnám. Díky moderním, úsporným kotlům a hořákům a snížení energetické náročnosti budov klesá i spotřeba topného oleje. Zásoby spotřebitelů dnes vydrží při stejném objemu výrazně déle než v minulosti. V závislosti na skladovacích podmínkách se může tvořit omezené množství v oleji nerozpustných částic, které se ukládají na dno nádrže společně s kondenzační vodou.


Vznik těchto produktů stárnutí je kromě času podporován i dalšími různými faktory, mezi něž můžeme zařadit:

  • teplo, které na produkt působí
  • ozáření produktu světlem
  • kontakt se vzdušným kyslíkem prostřednictvím odvětrávacího zařízení olejové nádrže nebo volným vypouštěním topného oleje ze zpětného potrubí do nádrže při dvoutrubkovém systému
  • katalytické působení barevných kovů a jejich chemických sloučenin


Ochrana před mrazem je nutnost[editovat | editovat zdroj]

Topný olej EL, který není transportován nebo skladován v prostředí chráněném proti mrazu, může vytvářet parafíny, které při ochlazení pod 0 oC mohou vést k ucpání olejového potrubí a filtru a tím vést k poruše olejového zařízení.


V normě DIN 4755 je proto požadováno, aby sklad oleje jakož i vedení olejového potrubí bylo chráněno před mrazem.


Pokud olejová nádrž stojí ve sklepě, je tato podmínka splněna. Problém mohou způsobit nádrže, které stojí v tepelně neizolovaných přístavbách, přístřešcích nebo volně ve venkovním prostředí. Zde může v zimě, kdy teploty klesnou pod 0 °C, dojít k problémům. Kritické mohou být také podzemní nádrže, které jsou sice mrazuvzdorně uložené, ale jejichž přívod je při nesprávné instalaci vystaven chladu.


Příčina tvorby krystalů parafínu je v přirozené složce topného oleje, která se označuje jako normální parafíny. Ty se skládají z uhlovodíkových molekul s dlouhým řetězcem, které se vyznačují vynikajícím chováním při spalování. Při podkročení určité teploty mění skupenství z tekutého na pevné a zakalují topný olej EL (viz také Cloud Point). Pokud teplota stoupne, pevné části se znovu rozpustí.

Tipy pro správné skladování[editovat | editovat zdroj]


  • Transparentní plastové nádrže je třeba uložit chráněné před světlem (DIN 4755). Je třeba zamezit i dopadání světla např. ze sklepního okna.
  • Pro dodávku topného oleje k hořáku je upřednostňován jednotrubkový systém s odvzdušňovacím ventilem před dvoutrubkovým systémem. Stabilita skladovaného topného oleje nebude ovlivněna nazpět přivedeným topným olejem EL a tedy možným přísunem kyslíku. Při skladování bez ochrany proti mrazu může být naopak dvoutrubkový systém výhodnější, protože vlivem nižší transportní rychlosti proudění olejovým potrubím v jednotrubkovém systému může dojít k ucpání potrubí parafínovými krystaly.
  • Je třeba dbát požadavku na ochranu proti mrazu při skladování topného oleje EL. U podzemních nádrží je kritickým místem často oblast revizní (kupolové) šachty. Sací i zpětné potrubí musí být také dobře izolovány proti mrazu. Uzavírací ventily, které z izolace vyčnívají, představují teplotní most.
  • Ochranná vnitřní vrstva u ocelových nádrží zamezuje tvorbě koroze. Po natření vnitřního povrchu nádrže je třeba dodržet výrobcem udanou čekací dobu k zatvrdnutí.
  • Doporučuje se celkový nátěr, protože při částečném nátěru se na neošetřeném vrchním dílu nádrže může tvořit nálet rzi, který se v topném oleji EL jen těžko usazuje a může být zdrojem potíží při dopravě oleje k hořáku.
  • Neplnit nádrž žádnými ve vodě rozpustnými antikorozními přípravky, příp. instalovat magneziové anody. Tím by se mohly vytvořit emulze a sedimenty, které by mohly být nasáty olejovým čerpadlem a vést k poruchám zařízení. Pokud jsou ve vodě rozpustné antikorozní přípravky již v nádrži přítomné, měla by být bezpodmínečně vybavena (i dodatečně) plovoucím sáním topného oleje.
  • Vyvarovat se dlouhého vedení pro zásobování palivem mezi olejovou nádrží a hořákem. U extrémně dlouhých vedení používat místo mědi ocelové nebo hliníkové trubky určené pro stavební účely.
  • V odstupu několika let se v době před dalším doplněním doporučuje spotřebovat celou zásobu topného oleje v nádrži. Tím se sníží i průměrná doba, po kterou zůstává topný olej v nádrži. Díky tomu snížíme riziko vzniku usazenin.
  • Průměrná roční spotřeba topného oleje a chování spotřebitele při doplňování zásob mají vliv na nutnost čištění nádrže. Opakovaná ucpání filtru kvůli usazeninám každopádně naznačují, že je třeba provést odborné vyčištění nádrže.
  • Při čištění olejové nádrže se doporučuje vypláchnout také olejové vedení k hořáku.
  • Díky plovoucímu sání můžeme zabránit nasátí usazenin ze spodní části olejové nádrže, které způsobují ucpání filtrů.


8. Filtry


Filtry v olejovém potrubí mezi nádrží a tryskou mají za úkol chránit citlivé součásti hořáku jako čerpadlo, předehřívač a trysku před nečistotami a zabránit závadám na hořáku.

Primární filtr[editovat | editovat zdroj]

Primární filtry se zpravidla nacházejí ve filtrační transparentní nádobě a liší se materiálem, propustností (jemností) a povrchem. Nejhrubší jsou zpravidla vložky ze spékaného bronzu a síťky z nylonu nebo kovového drátu. Filtrační prvky ze slinutých umělých hmot vykazují se svojí velikostí pórů od 30 do 75 µm vysokou jemnost. Vyznačují se mimo toho velkou plochou povrchu a vysokou trvanlivostí a měly by být používány přednostně.


Plstěné filtry jsou velmi citlivé na mechanickou zátěž. Při jejich použití se mohou uvolnit nejjemnější vlákna a dostat se až do tangenciálních drážek trysky a narušit její funkci.


Tam, kde se požaduje obzvlášť jemné filtrování, mohou ke slovu přijít i speciální konstrukce. Nejpoužívanější je přitom konstrukce podobná filtru motorového oleje osobního automobilu. Ve filtrační nádobě z plechu se nachází skládaný jemný filtrační papír s velkým povrchem.

Čerpadlový filtr[editovat | editovat zdroj]

Čerpadlové filtry jsou tvořeny síťovinou, jejíž velikost ok je větší, než u primárního filtru. Tento filtr chrání čerpadlo jedině před hrubšími částicemi, a jemnější pevné částečky, které prošly primárním filtrem, zde nejsou zachyceny.

Tryskový filtr[editovat | editovat zdroj]

Tryskové filtry vyrobené z filcu nebo slinutých umělých hmot jsou přibližně tak jemné, jako primární filtry. Usazeniny z tryskového filtru jsou podle zkušeností buď výjimečně jemné částečky, které prošly předcházejícími filtry a následně se shlukly do větších částic nebo, mnohem častěji, pevné látky, které se vytvořily až za primárním filtrem, v oblasti uchycení trysky.


Když se topný olej EL, který se nachází v trysce, dodatečně ohřeje zpětným vyzařováním kotle, mohou se za nepříznivých podmínek tvořit usazeniny, které se dále působením tepla rozloží a vytvoří látky s koksovitou strukturou. V tomto případě se tryska musí vyměnit.

Stručné informace k filtrům[editovat | editovat zdroj]

Ucpávání filtrů se dá úspěšně zabránit, pokud jsou respektovány následující rady:

  • Konec sacího potrubí v olejové nádrži by měl mít minimální vzdálenost ode dna nádrže (ca 10 cm, příp. i více, dle geometrie nádrže). Usazeniny na dně filtrační nádoby mohou ukazovat na nedostatečný odstup sacího potrubí ode dna nádrže. Většinou stačí sací potrubí nadzvednout resp. zkrátit o několik centimetrů. Alternativně je možné použít i plovoucí sání.
  • Nejúčinnější primární filtry jsou ty ze slinutých umělých hmot.
  • Filcový filtr by neměl při montáži být zachycen na plášti, nýbrž na přepážce na dolním konci. Tím se zabrání uvolňování nejjemnějších vláken.
  • Zřetelná hlučnost čerpadla hořáku může být znamením ucpaného filtru nebo blokovaného olejového vedení.
  • Tmavé zbarvení primárního filtru nebo jednotlivé bodové usazeniny nejsou důkazem znečištěného topného oleje EL ani nejsou důvodem pro výměnu filtru. Ta je nutná až v případě, že usazeniny tvoří na filtru pravidelný povlak, přes který již není viditelná struktura filtru.
  • V normálních případech se provádí výměna primárního filtru v rámci roční prohlídky zařízení.


9. Olejové rozprašovací trysky

Olejová rozprašovací tryska je jedním z nejdůležitějších a zároveň nejcitlivějších komponentů olejového hořáku. Pomocí ní je topný olej EL rozprášen do nejjemnějších kapiček, což je nezbytné pro dobré spalování. Zúžení již tak velmi nepatrného průřezu v tangenciálních drážkách a průchodu, jakož i usazeniny na kuželu trysky nebo ve vířivé komoře, mohou vést k narušení rozprašovací schopnosti. Častou příčinou znečištění trysky jsou teplem způsobené koksové usazeniny nebo mechanické znečištění.


Špatné rozprašování je někdy výsledkem neodborných pokusů o čištění trysky. Při něm může dojít k ucpání průchodu vlákny a nečistotami, není vyloučena ani deformace výstupu z průchodu.


K poruchám může ale vést i přeskočení zápalné jiskry na trysku při špatném nastavení zapalovacích elektrod. Pečlivé seřízení servisním technikem tuto závadu odstraní. Trysky jsou - stejně jako filtry - spotřební součásti, které se nemohou čistit a musí se pravidelně měnit.

Upozornění[editovat | editovat zdroj]


  • Černý potah na hlavě trysky je často následkem vadného rozprašování nebo dokapávání trysky.
  • Vroubkované změny na hlavě trysky jsou následkem přeskakování zápalné jiskry mezi tryskou a zapalovací elektrodou.
  • Černé usazeniny na výstupu z předehřevu a na filtru trysky mohou ukazovat na vysoké termické zatížení topného oleje. Příčinou je často zpětné záření žhavých součástí hořáku a kotle. V takovém případě může pomoci snížení teploty předehřevu topného oleje.


10. Spalování topného oleje EL

Cílem spalování topného oleje EL je přeměnit chemickou energii v něm vázanou na využitelné teplo. Aby se mohly beze zbytku využít všechny hořlavé složky paliva, je třeba zajistit dostatečné množství kyslíku ve vzduchu, který kotel nasává. Je-li dodáno jen přesně takové množství vzduchu resp. kyslíku, které je nutné pro tuto spalovací reakci, mluvíme o stechiometrickém spalování, resp. o stechiometrickém poměru vzduchu a paliva λ = 1.


Stechiometrické spalování topného oleje EL za přívodu stejného poměru paliva a vzduchu je ovšem teoretický model, kterého v praxi nelze dosáhnout. Topný olej EL je v praxi spalován při mírné převaze vzduchu. Jedná o nadstechiometrické spalování (λ > 1). Poměr paliva a vzduchu λ = 1,2 znamená 1,2-násobný stechiometrický poměr vzduchu a paliva, resp. přebytek vzduchu o 20%.


Při spalování topného oleje EL vznikají jako hlavní produkty oxid uhličitý (CO2) a voda (H2O).


Obsah CO2 ve zplodinách je měřítkem kvality spalování. Vysoký podíl CO2 ve spalinách ukazuje na optimální spalování: čím větší obsah CO2, tím menší je tzv. komínová ztráta, tzn. tím menší množství tepla se ztrácí spalinami. Při stechiometrickém spalování (λ = 1) topného oleje EL obnáší podíl CO2 ve zplodinách 15,4%. Tato hodnota je však jen teoretické povahy, protože spalování topného oleje EL probíhá - jak již bylo zmíněno - za přebytku vzduchu.


Se vzrůstajícím přebytkem vzduchu dochází k redukci spalin a podíl CO2 klesá. Nadbytečné množství vzduchu je rovněž ohříváno a bez užitku odchází spolu se spalinami. Optimální spalování je tak vždy kompromis mezi - pokud možno - omezeným přebytkem vzduchu a co nejlepšího vzájemného promísení paliva a vzduchu.


Ve spalinách se kromě oxidu uhličitého a vody nachází především dusík (N2) a zbytkový kyslík (O2) ze vzduchu použitého při spalování. Ve velmi omezeném množství mohou při spalování topného oleje EL vznikat škodlivé látky. Můžeme jmenovat oxid siřičitý (SO2), oxidy dusíku (NOx), oxid uhelnatý (CO) jakož i aromatické uhlovodíky (CxHy) a saze. Tyto emise je nutné udržovat na co nejnižší úrovní.

K dosažení úplného spálení je třeba - jak již bylo zmíněno - dodat se vzduchem takové množství kyslíku, aby byly všechny hořlavé složky paliva zcela přeměněny na energii. Pro stechiometrické spálení jednoho litru topného oleje je třeba kolem 11m3 vzduchu. Z tohoto důvodu je nutné zajistit dostatečný přívod spalovacího vzduchu ke kotli.

Specifikace míry účinnosti – rozdíl je v měrných veličinách[editovat | editovat zdroj]

Vztaženo k výhřevnosti Hi dosahují nízkoteplotní kotle na topný olej EL a zemní plyn stupně účinnosti cca. 93%. Zbylých 7% je množství tepla qA, které zdroj tepla nijak nevyužije a které společně se spalinami odchází komínem, přičemž nevyužité kondenzační teplo vodní páry vzniklé při spalování není zohledněno. Ztráta ze spalin může být přibližně spočítána jedním z následujících vzorců:

ztráta ze spalin

naměřená teplota spalin v oC

naměřená teplota spalovacího vzduchu v oC

naměřený podíl oxidu uhličitého na objemu spalin v %

naměřený podíl kyslíku na objemu spalin v %


                                                                     


Při úplném rozboru ztráty ze spalin včetně kondenzačního tepla zjistíme u nízkoteplotních kotlů ztráty 13% u topného oleje EL a 18% u zemního plynu, protože u zemního plynu leží spalné teplo přibližně 11% nad výhřevností, zatímco u topného oleje EL tento rozdíl představuje kolem 6%.



Pokud jsou použity kondenzační kotle, dochází ve vztahu k výhřevnosti k matoucím údajům o stupni účinnosti přesahujícím 100%. Důvodem je měrná veličina „výhřevnost“ sama o sobě.


Dříve se množství tepla, které je ve vodní páře a uniká komínem spolu se spalinami, nijak nezohledňovalo (výhřevnost). Avšak u kondenzačních kotlů jsou technické předpoklady jiné. To proto, že část energie obsažené ve vodní páře ve spalinách se díky kondenzačnímu zařízení podaří získat zpět. Při počítání stupně účinnosti kondenzačního zařízení se však neužívá veličina spalné teplo (spalné teplo = výhřevnost + kondenzační teplo), ale zůstává se u veličiny výhřevnost. Výsledek: dostaneme více tepla, než by podle výhřevnosti bylo vůbec možné. Teoreticky využitelné množství tepla se u topného oleje EL zvyšuje o ca. 6% a u zemního plynu o ca. 11%. Stupeň účinnosti plynových kondenzačních kotlů se tedy zdá být vyšší, než účinnost olejových kondenzačních kotlů.          


Pokud vztáhneme využití energie fyzikálně správně ke spalnému teplu příslušného paliva, vyjde nám teoreticky a technicky správné maximální využití energie ve výši 100% a ukáže se, že kondenzační technika je pro obě paliva stejné efektivní.

Upozornění[editovat | editovat zdroj]

Zákonem předepsané maximální emisní limity moderních olejových kotlů jsou bezpečně dodrženy, pokud je dbáno následujících zásad:

  • Znamením závadného, nehospodárného a životní prostředí nepřípustně zatěžujícího spalování jsou vedle přílišného přebytku vzduchu i příliš vysoká teplota spalin, množství sazí a hodnoty CO a aromatických uhlovodíků ve spalinách.
  • Usazeniny sazí v topeništi mohou ukazovat na vadné rozprašování olejové trysky nebo nevyhovující seřízení hořáku. Nános sazí zhoršuje výměnu tepla a snižuje účinnost kotle. Náprava se zjedná novým seřízením hořáku po odborném vyčištění kotle.
  • Pravidelná roční revize topného zařízení přispívá k dodržování limitních hodnot a nízké spotřebě topného oleje EL.


11. Porucha na kotli – co dělat?


Ačkoliv se na pravidelně kontrolovaném olejovém kotli běžně žádné problémy nevyskytují, nedají se případné poruchy zcela vyloučit.


Při poruše by mělo být nejprve zkontrolováno, zda nebyla nasáta voda nebo nečistoty. Pohled do průzoru primárního filtru toto objasní.


Odvětráním „dýchá“ každá olejová nádrž. Vlhkost z vnějšího vzduchu, která se do nádrže odvětráváním dostane, může na chladných stěnách kondenzovat a ukládat se na dně nádrže.


Topný olej EL podléhá i bez vnějších vlivů přirozenému stárnutí. Přitom se v oleji tvoří nerozpustné produkty stárnutí, které se s postupem času ukládají jako usazeniny na dně nádrže. Tento proces stárnutí může být urychlen teplem, kyslíkem, světlem, vodou, mikroorganismy i kovy (zvláště barevnými kovy jako např. měď) a jejich oxidy. Ke zpomalení těchto procesů může být do topného oleje EL přidáno aditivum zlepšující stabilitu oleje při skladování.


U odborně instalovaného olejového zařízení se konec sacího potrubí nachází ca. 10 až 15 cm nad dnem nádrže. Tak není nasávána voda ani sedimenty. Pokud je vzdálenost příliš malá, měla by se patřičně upravit. Pokud jsou i přes tuto úpravu dále nasávány sedimenty a voda, mělo by být provedeno vyčištění nádrže.


Filtry, které se ucpou bezprostředně po naplnění olejové nádrže zpravidla ukazují na to, že byly nasáty sedimenty rozvířené ode dna nádrže během plnění. Toto ucpání rozhodně není jistou známkou toho, že byl dodán znečištěný topný olej EL.


Olejové zařízení by mělo být během plnění nádrží odstaveno z provozu. Poté se doporučuje dodržet čekací dobu minimálně 2 hodiny, než bude zařízení uvedeno znovu do provozu.


V případech, kdy olej bez problémů prochází primárním filtrem, ale potom dochází k ucpání tryskového filtru nebo trysky, může přinést zlepšení zařazení velmi jemného primárního filtru.


Olejové nečistoty v trysce při současně čistém primárním filtru mohou být známkou toho, že se usazeniny vytvořily až v uchycení trysky. Příčinou může být příliš vysoký výkon předehřevu a/nebo příliš vysoké zpětné vyzařování tepla ze spalovací komory.


Příčinou poruchy topného zařízení bývá často přerušení dodávky paliva. Může se, jak již bylo popsáno, vyskytnout ucpání filtru, ale mohou být i částečně ucpané tangenciální drážky olejové trysky, takže dochází k nedostatečnému rozprašování topného oleje. Protože důkladné vyčištění těchto komponentů není možné, je nutná jejich výměna.

Za nízkých teplot[editovat | editovat zdroj]

Parafíny (uhlovodíky s dlouhým řetězcem) jsou přirozenou součástí topného oleje EL. Vykazují velmi dobré vlastnosti při spalování. Při ochlazení pod určitou teplotu ztrácejí svoji tekutost a srážejí se v topném oleji jako bílý zákal nebo vločky. Začátek tvorby parafínových krystalů může nastat již při teplotách nad 0 oC  a je označován jako Cloud Point. Zakalení topného oleje nemá zpravidla ještě žádný vliv na jeho použitelnost.


Riziku poruch olejového kotle spojených s výskytem parafínových krystalů čelí dodavatelé topného oleje přidáváním zlepšovačů tekutosti a filtrovatelnosti do topného oleje. Tím je dosahováno toho, že i při podkročení Cloud Point zůstává produkt filtrovatelný a manipulace při dopravě, stáčení a částečně i použití tak může probíhat bez problémů.


Kromě možnosti vytvoření parafínových krystalů je dalším faktorem, který může omezit použitelnost při klesajících teplotách, zvyšující se viskozita topného oleje.


Aby se zabránilo poruchám na kotlích způsobených nízkými teplotami, je třeba skladovací nádrže na topný olej, olejové potrubí a konstrukční prvky instalovat chráněné proti mrazu. Pokud tento požadavek nemůže být dodržen, existuje možnost vyloučit vznik parafínových krystalů instalací elektrického vyhřívání nádrže a souběžného ohřívání potrubí s topným olejem.

Při dodávkách topného oleje[editovat | editovat zdroj]


  • Při nízkých venkovních teplotách (pod 0 oC ) se vyvarovat dlouhých cest mezi naplněním cisternového vozu a stáčením.
  • Netankovat cisternový vůz s předstihem, pokud neexistuje možnost odstavení cisterny v místě chráněném před mrazem.
  • Vyvarovat se dodávek z volně stojících nadzemních nádrží, kde již mohou být přítomné parafínové krystaly (kontrola teploty). Případně nádrž zaizolovat nebo dokonce ohřívat.
  • Při dodávkách zákazníky upozorňovat na nebezpečí, pokud je u nich zjevné, že nádrže nebo vedení topného oleje může promrznout.
  • Při doplnění olejové nádrže studeným topným olejem může dojít k parafinování zbytku oleje v zákazníkově nádrži. Ke zpětnému rozpuštění parafínu dojde vždy, jakmile teplota topného oleje dosáhne 5 až 10 oC.
  • V zimě neprovádět doplňování olejových nádrží v nevytápěných novostavbách, pokud topení není následně trvale uvedeno do provozu.
  • Přídavek aditiv (zlepšovačů tekutosti) by měl působit proti zakalení parafíny. Jejich dodatečné přidání však značně omezuje jejich působení. V takovém případě zlepšovače tekutosti nezabraňují tvorbě parafínových vyloučenin ani nerozpouštějí vyloučeniny již vzniklé. Je bezpodmínečně nutné dodržet dávkování doporučené výrobcem. Předávkování může dokonce působit negativně. Míra zlepšení chování topného oleje za chladu v závislosti na dodaných aditivech se liší olej od oleje a není neomezená. Garance definovatelného zlepšení ve stupních Celsia (zjistitelné jen při laboratorních testech) není možná. Ze zásady nepředstavuje přidání aditiv alternativu ke správnému skladování s ochranou proti mrazu.
  • Pohotovostní kanystry jsou nutným předpokladem pro to, aby na žádost zákazníka resp. servisní služby bylo bezodkladně zajištěno nouzové zásoby topného oleje.


Při montáži a servisu zařízení[editovat | editovat zdroj]


  • Při montáži je nezbytné dbát na to, aby instalované olejové potrubí bylo chráněno proti mrazu a aby byla dodržena dostatečná vzdálenost sání ode dna nádrže.
  • Při opakovaných závadách kvůli ucpanému filtru zkontrolovat vzdálenost sacího potrubí ode dna nádrže a případně ji zvětšit, u nadzemních nádrží nově vybavit zařízení plovoucím sáním. Pokud závady přetrvávají, je nevyhnutelné čištění nádrže.
  • Pravidelná prohlídka by se neměla omezovat jen na kotel a hořák. Přezkoušení (a příp. oprava) olejového vedení, zvláště s ohledem na ochranu proti mrazu, k ní patří také.
  • U podzemních nádrží musí být olejové potrubí v oblasti kopulové (revizní) šachty zvlášť dobře izolováno. Z izolace vyčnívající uzavírací ventily představují pro chlad tepelný most. Účinná je dodatečná montáž termostatem řízeného, samostatného dodatečného topení, minimálně do hloubky 80 cm, která již platí za mrazuvzdornou.
  • Při skladování oleje ve sklepě: průběh potrubí před (příležitostně otevřeným) sklepním oknem způsobuje ohrožení mrazem. I zde by mělo být zaizolováno.
  • Je třeba dbát i na správné dimenze olejového potrubí podle zadání výrobce hořáku. Příliš velký vnitřní průměr by mohl vést ke zvýšenému výskytu parafínových krystalů, protože vede ke snížení rychlosti proudění v potrubí a tím k prodloužení doby, kdy topný olej v potrubí stojí.
  • Často jsou instalovány jednohubkové vedení oleje ke kotli. Toto vede k výrazně nižší rychlosti proudění oleje potrubím, resp. násobí dobu, kdy olej stojí v potrubí až 20x. S ohledem na možné provozní poruchy způsobené chladem podmíněným výskytem parafínových krystalů je třeba v takových případech z důvodu provozní bezpečnosti dovybavit zařízení ohřevem nádrže, příp. průběžným ohřevem potrubí.
  • Při poruchách způsobených parafínem: ohřát potrubí a filtrační misku horkovzdušnou pistolí, aby se vyloučený parafín znovu rozpustil. Případně přechodně vyměnit stávající filcový filtr nebo filtr ze slinutých plastů za hrubší síťový filtr nebo filtr ze spékaného bronzu.
  • Na překlenutí doby mezi poruchou a následným odstraněním její příčiny zajistit nouzové zásobování prostřednictvím havarijního sudu s topným olejem.


Řešení reklamací zákazníků[editovat | editovat zdroj]

Zařízení, která opakovaně „padají do poruchy“ rozčilují zákazníka a poškozují pověst olejového vytápění. V případech, kdy existuje podložené podezření, že topný olej EL má na závadě podíl, měl by servisní technik kontaktovat dodavatele topného oleje, aby mohli příčinu společně co nejdříve odhalit. Dodavatel topného oleje má potom mj. možnost nechat přezkoušet jeho kvalitu. Důvěryhodné firmy z oboru topných olejů disponují dobře vybavenými laboratořemi, aby mohly jednoznačně analyzovat, zda byla porucha na zařízení způsobena nedostatečnou kvalitou topného oleje.