Реферат: Пищеварочные котлы техническая характеристика

--PAGE_BREAK--




Котел типа КПГСМ-60(рис. 2.9.) Котел выполнен в виде параллелепипеда. Он состоит из внутреннего цилиндрического варочного сосуда, наружного корпуса и малоемкого парогенератора.
<img width=«212» height=«251» src=«ref-2_660109979-13817.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027">
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660123796-5283.coolpic» v:shapes="_x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377">

Рис. 2.9. Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-60:

1 — дымоход; 2 — наружный корпус; 3 — варочный сосуд; 4-арматурный узел; 5-крышка; 6-кран уровня; 7 — маховичок; 8 — дверца; 9 — ножки, регулируемые по высоте; 10-рама; 11-патрубок; 12-кожух;13 — горелка; 14 — топка; 15 — кольцевые газоходы; 16 — парогенератор; 17 — наружная облицовка котла

Парогенератор выполнен в виде двух цилиндрических карманов разной высоты, наружные стенки которых образуют топку и два кольцевых газохода. Цилиндрическая внешняя стенка второго газохода не экранирована. Она переходит в нижнюю коническую торцевую стенку кольцевых газоходов. Наружный корпус котла покрыт теплоизоляцией и облицован плоскими эмалированными панелями. Под топкой в специальном цилиндрическом кожухе установлена газовая горелка с кольцевой насадкой и запальником. Для подсоса вторичного воздуха в днище топочной камеры имеются специальные отверстия.

Между задней стенкой котла и облицовочным листом установлен вертикальный дымоход прямоугольного сечения, обеспечивающий отвод продуктов сгорания.

В правой стойке котла смонтированы опрокидывающее устройство и подводящий газопровод. В левой — расположены трубопроводы горячей и холодной воды.

Котел снабжен газовой автоматикой безопасности и регулирования 2АРБ и контрольно-измерительной арматурой, аналогичной арматуре котла КПГ-60М.
Котел типа КПГСМ-250
Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-250. Котел (рис. 2.10) выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда и имеет варочный сосуд в форме горизонтального полуцилиндра. Форма варочного сосуда предопределяет коридорную форму топки и щелевых газоходов. Топку образуют три кармана парогенератора. Средний карман разделяет топку на две части, что увеличивает радиационную поверхность нагрева центрального кармана, который облучается пламенем с двух сторон. В топочной камере между карманами располагается двухтрубная горелка. Горелка имеет малогабаритный многосопловый смеситель с периферийной подачей газа. Продукты сгорания из открытых торцевых окон расходятся, поворачиваясь на 180° по двум прямолинейным газоходам, образованным наружными стенками двух основных карманов и стенками газохода. Для увеличения поверхности нагрева по всей длине газохода расположены два дополнительных кармана, высота которых меньше высоты основного газохода.

 

<img width=«696» height=«1073» src=«ref-2_660129079-5259.coolpic» v:shapes="_x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397"><img width=«142» height=«304» src=«ref-2_660134338-11854.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">  <img width=«341» height=«196» src=«ref-2_660146192-12908.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

Рис. 2.10. Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-250:
1 — облицовка;2 — изоляция; 3 — крышка; 4-варочный сосуд; 5- наружный корпус; 6-11 — прямолинейные карманы парогенератора; 7 — топка; 8 — горелка; 9 — короб; 10 — нижний дымоход; 12 — подвесные прямолинейные карманы парогенератора; 13 — стенки газохода; 14 — газоход. Стрелками указано направление движения продуктов сгорания газа

Таким образом, три основных кармана и два дополнительных создают компактный парогенератор с малым заполнением его водой (около <metricconverter productid=«26 л» w:st=«on»>26 л) и развитой поверхностью нагрева (<metricconverter productid=«2,1 м2» w:st=«on»>2,1 м2). Из газоходов продукты сгорания через короба выводятся в нижний дымоход. Снизу двухтоннельные газоходы и топка закрываются листом с щелевыми отверстиями для установки горелки и подсоса вторичного воздуха.

Котел снабжен газовой автоматикой безопасности и регулирования 2АРБ, контрольно-предохранительной арматурой и тепловой изоляцией.<img width=«696» height=«1073» src=«ref-2_660159100-5262.coolpic» v:shapes="_x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417">


Устройство и принцип действия твердотопливных и паровых пищеварочных котлов.

Котел пищеварочный твердотопливный (рис. 2.11) состоит из трех основных частей: варочного сосуда, парогенератора с рубашкой и наружного корпуса. Парогенератор котла представляет собой два концентрично расположенных кольцевых кармана, сообщающихся через отверстия в верхней части с рубашкой котла, и служит для получения насыщенного пара с давлением 140...150 кПа.

Кипяченая или дистиллированная вода в парогенератор заливается через специальную воронку до уровня, определенного контрольным краном уровня.

Рис. 2.11. Котел пищеварочный твердотопливный КПТ-160:
1 — варочный сосуд; 2 — пароводяная рубашка; 3 — сферическое дно корпуса; 4 — корпус с парогенератором; 5 — тепловая изоляция; 6,7 — кольцевые карманы; 8-топочная камера; 9 — зольниковая коробка; 10 — колосниковая решетка; 11 — ящик для сбора золы; 12 — дверца с жалюзи; 13 — горловина топки; 14 — топочная дверца; 15 — наполнительная воронка; 16-клапан-турбинка; 17-розетка-отражатель; 18-двухстенная крышка; 19 — дымоотводный патрубок; 20 — поворотная заслонка; 21 — кольцевой газоход; 22 — лючки для очистки газоходов; 23 — трубопроводы горячего и холодного водоснабжения; 24 — соединительный патрубок; 25 — сливная трубка.

Внутренняя стенка внутреннего кармана парогенератора образует топочную камеру, сводом которой служит сферическое дно варочного сосуда. В нижней части топочной камеры размещена колосниковая решетка. Под топочной камерой размещена зольниковая камера, в которой установлен выдвижной ящик для сбора золы. Для регулирования подачи воздуха под колосниковой решеткой рядом с зольником смонтирована дверца с жалюзи.

<img width=«696» height=«1073» src=«ref-2_660172137-5240.coolpic» v:shapes="_x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433 _x0000_s1434 _x0000_s1435 _x0000_s1436 _x0000_s1437">Горловина загрузочного окна топки закрывается топочной дверцей. Через стенки первого (внутреннего) кольцевого кармана проходит патрубок, концы которого вварены в стенки цилиндра. Кольцевое пространство между внутренними и наружными карманами является газоходом. Патрубок во внутреннем кармане служит для соединения топочной камеры с этим кольцевым газоходом. Последний через дымоотводный патрубок, снабженный поворотной заслонкой, с помощью которой регулируют тягу в процессе горения топлива, сообщается с дымовой трубой.

Такая конструкция топочной камеры и парогенератора снижает температуру уходящих продуктов сгорания и уменьшает потери теплоты, что приводит к увеличению кпд котла. Кольцевой газоход образует сложный конвективный тракт, по которому перемещаются продукты сгорания. При этом поток продуктов сгорания турбулизируется, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи. За счет наличия кольцевого газохода существенно удлиняется путь движения топочных газов, а конструкция парогенератора в виде двух карманов увеличивает его теплопередающую поверхность. Все это в совокупности способствует более полному использованию теплоты уходящих продуктов сгорания. При горении топлива в топочной камере пламя и горячие продукты сгорания обогревают внутреннюю стенку внутреннего кармана парогенератора. Далее продукты сгорания через патрубок во внутреннем кармане устремляются в кольцевой газоход и, двигаясь по нему, обогревают наружную стенку внутреннего кармана и внутреннюю стенку наружного кармана (направление движения топочных газов показано на рис. 8.10 стрелками). Пройдя по кольцевому газоходу-, остывшие продукты сгорания удаляются из котла через дымоход в окружающую среду.

В целях очистки кольцевого газохода от золы и сажи в боковой стенке второго кольцевого цилиндра имеются три лючка с крышками. Для наполнения котла водой служит поворотный кран, соединенный с трубопроводами горячего и холодного водоснабжения, которые скрыты под облицовкой каркаса. Между облицовкой и стенками наружного корпуса размещен слой тепловой изоляции.

На крышке котла смонтирован клапан-турбинка, а на арматурной стойке установлены заливочная воронка, двойной предохранительный клапан и манометр.

Полезная вместимость <metricconverter productid=«160 л» w:st=«on»>160 л, продолжительность нагрева его содержимого до температуры кипения — 75...80 мин при расходе <metricconverter productid=«11 кг» w:st=«on»>11 кг полусухих дров или <metricconverter productid=«6 кг» w:st=«on»>6 кг антрацита, кпд котла в процессе нагрева до кипения равен 30 %, в процессе «тихого» кипения — 49...55%.

Повторное использование котла сокращает время нагрева его содержимого до кипения на 15…20 мин, уменьшает расход топлива и повышает кпд до 47%. Габариты котла, мм: длина – 1210, ширина – 1190, высота – 1110. Объем парогенератора 63 дм3, площадь греющей поверхности котла – <metricconverter productid=«2,6 м2» w:st=«on»>2,6 м2.

<img width=«696» height=«1074» src=«ref-2_660177377-5235.coolpic» v:shapes="_x0000_s1438 _x0000_s1439 _x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1448 _x0000_s1449 _x0000_s1450 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1454 _x0000_s1455 _x0000_s1456 _x0000_s1457">Котел КПТ-100 имеет аналогичную конструкцию.

 Устройство и принцип действия паровых пищеварочных котлов

На предприятиях общественного питания используются паровые пищеварочные котлы КПП-100, КПП-160 и КПП-250. Они имеют аналогичную конструкцию и различаются только размерами. От неопрокидывающихся электрических и газовых котлов они отличаются тем, что пар, обогревающий варочный сосуд, образуется не в самом котле, а поступает в паровую рубашку по паропроводу извне.

<img width=«517» height=«326» src=«ref-2_660182612-10634.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">

Рис. 2.12. Котел пищеварочный паровой КПП-100:

а — общий вид; б — сливной кран; в — изменение толщины пленки конденсатора и коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальной стенки; 1 — варочный сосуд; 2 — наружный корпус; 3 — основание; 4 — вентиль; 5 — конденсатоотводчик; 6 — кран; 7 — мановакуумметр; 8 — перекидной кран; 9 — крышка; 10 — клапан-турбина; 11 — отражатель клапана-турбинки; 12 -  — резиновый уплотнитель; 13 — накидной рычаг- 14 — двойной предохранительный клапан; 15 — рычаг; 16- сливной кран; 17 — тепловая изоляция; 18 — облицовка.

Котел КПП-100 (рис. 2.12. а, б) состоит из варочного сосуда и наружного котла, покрытого изоляцией. Пространство между варочным сосудом и наружным котлом представляет собой паровую рубашку, в которую подается <img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660193246-5262.coolpic» v:shapes="_x0000_s1458 _x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468 _x0000_s1469 _x0000_s1470 _x0000_s1471 _x0000_s1472 _x0000_s1473 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477">по паропроводу пар. Количество подаваемого пара регулируется с помощью парозапорного вентиля. Варочный сосуд герметично закрывается откидной крышкой с резиновым уплотнителем. На крышке устанавливается клапан-турбинка. Котел снабжен двойным предохранительным клапаном, манометром, воздушным клапаном, конденсатоотводчиком и продувочным краном. Двойной предохранительный клапан и манометр, показывающий давление пара в паровой рубашке, установлены на арматурной стойке. Конденсатоотводчик и продувочный кран расположены в полости между дном паровой рубашки и днищем облицовочного кожуха и предназначены для отвода из паровой рубашки конденсата.

Нагрев варочного сосуда парового котла осуществляется за счет теплоты парообразования. Пар, попадая в рубашку котла, соприкасается с холодными стенками варочного сосуда и наружного котла и конденсируется. При этом выделяется скрытая теплота парообразования, которая идет на нагрев содержимого котла.

<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660198508-5267.coolpic» v:shapes="_x0000_s2279 _x0000_s2280 _x0000_s2281 _x0000_s2282 _x0000_s2283 _x0000_s2284 _x0000_s2285 _x0000_s2286 _x0000_s2287 _x0000_s2288 _x0000_s2289 _x0000_s2290 _x0000_s2291 _x0000_s2292 _x0000_s2293 _x0000_s2294 _x0000_s2295 _x0000_s2296 _x0000_s2297 _x0000_s2298">Паровые котлы обладают целым рядом преимуществ перед другими типами котлов. Использование централизованно приготовленного пара как теплоносителя позволяет упростить конструкцию котлов (отсутствие парогенератора). Коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара довольно высок, что также повышает эксплуатационные показатели парового котла.

2… Технико-экономическое обоснование.
Пищеварочные котлы с непосредственным обогревом очень просты по устройству и эксплуатации, но имеют существенные недостатки: низкий КПД, очень сложно регулировать тепловой режим, так как теплообмен между теплоносителем и термически обрабатываемой средой происходит через разделительную стенку, поверхность которой является активной поверхностью нагрева, и поскольку температура пламени и топочных газов высокая, то возможно пригорание продуктов к дну варочного сосуда. Наиболее прогрессивным способом обогрева пищеварочных котлов является косвенный обогрев. При нем исключается возможность местного пригорания продуктов, а также достигается хорошая колеровка кулинарных изделий и экономия жира.

Твердотопливные пищеварочные котлы просты по конструкции и работают, как правило, на местном топливе. Но они имеют ряд недостатков:

1)из-за больших потерь тепла с отходящими газами они обладают низким КГЩ;

 2) в процессе его эксплуатации трудно регулировать тепловой режим, поэтому              высокая температура стенок котла приводит к пригоранию продуктов;   

3) при использовании твердого топлива, особенно угля, очень трудно                  поддерживать надлежащие санитарно-гигиенические условия

            4)для обслуживания такого оборудования требуются специальные работники;

5)  необходимы транспортные средства для перевозки;

6)необходимы склады для хранения топлива;                                                      

7)повышенная по сравнению с другим оборудованием опасность пожара.

Газовые пищеварочные котлы по сравнению с твердотопливными имеют больший КГЩ, кроме тепла на предприятиях общественного питания позволяет автоматически регулировать степень нагрева аппаратов при приготовлении блюд, быстро включать и выключать тепловые аппараты, дает возможность децентрализовать технологический процесс приготовления пищи, широко внедрять автоматику в процессы производства и достаточно точно учитывать расход газообразного топлива при помощи газовых счетчиков.

Однако газ, как топливо обладает отрицательными свойствами. Основное из них — способность горючих газов к образованию взрывоопасной смеси с воздухом. Кроме того, некоторые компоненты искусственных газов, а также продукты неполного сгорания газов токсичны. Неправильная эксплуатация пищеварочных котлов с газовым обогревом может привести к пожарам и отравлениям.
<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660203775-5264.coolpic» v:shapes="_x0000_s2299 _x0000_s2300 _x0000_s2301 _x0000_s2302 _x0000_s2303 _x0000_s2304 _x0000_s2305 _x0000_s2306 _x0000_s2307 _x0000_s2308 _x0000_s2309 _x0000_s2310 _x0000_s2311 _x0000_s2312 _x0000_s2313 _x0000_s2314 _x0000_s2315 _x0000_s2316 _x0000_s2317 _x0000_s2318">По сравнению с другими котлами, наименьшая удельная металлоемкость, у котлов, работающих на паре (если сравнивать газовые, электрические, твердотопливные и паровые пищеварочные котлы одинаковой емкости). Но оборудование с паровым обогревом целесообразно использовать на промышленных предприятиях с котельными установками.

На предприятиях общественного питания широко применяются пищеварочные котлы с электрическим обогревом, так как этот вид энергии обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами энергии. К числу преимуществ относятся: сравнительно легкое преобразование электрической энергии в тепловую, быстрая и экономичная передача энергии на далекие расстояния, возможность точного учета, ее расхода, простота и надежность управления электротепловыми аппаратами, хорошие санитарно-гигиенические условия на производстве, относительно высокий КГЩ оборудования.

Так КГЩ твердотопливных тепловых аппаратов составляет 18-27%, газового оборудования около 40-70%, а электрических — около 50%. того применение газа в качестве источника

Пищеварочные котлы с электрическим обогревом обладают рядом существенных преимуществ, основными из которых являются:

1)быстрота включения и выхода на номинальную мощность;

2)возможность выделения большой тепловой мощности в малом объеме и достижения высокого уровня Температуры;

простота регулирования температурного режима при высокой степени равномерности нагрева;

возможность герметизации рабочего объема, а следовательно, создания в нем избыточного давления, вакуума или защитной атмосферы;

3)компактность электрических нагревателей;

удобство механизации и автоматизации работы;

улучшение условий труда;

высокая экологическая чистота.

    В качестве базовой модели принимается котёл марки КПЭ – 60 с ёмкостью 60 л.Предлагается разработать аналогичный катёл с ёмкостью 160 л.

3. Описание разрабатываемого пищеварочного котла

3.1 Назначение оборудования
Котлы пищеварочные электрические КПЭ-160 широко применяются на предприятиях общественного питания.

Котлы пищеварочные электрические КПЭ-160 предназначены для приготовления первых, вторых и третьих блюд. Котлы данного типа относятся к стационарным неопрокидывающимся с негерметичной крышкой. Допускается эксплуатация их при температуре окружающего воздуха от 10° до 40°С.

3.2 Устройство котла

Разрабатываемый котел имеет вместимость варочного сосуда <metricconverter productid=«160 литров» w:st=«on»>160 литров. Форма корпуса прямоугольная.

Котел представляет собой сварную конструкцию, состоящую из цилиндрического варочного сосуда с вогнутым днищем, наружного котла, покрытого теплоизоляцией и облицовкой.

Замкнутое пространство между варочным сосудом и наружным котлом служит пароводяной рубашкой котла.

К дну наружного корпуса приварена стальная коробка прямоугольной формы — парогенератор, внутри которого находятся шесть тэнов, кран уровня воды и электрод защиты «сухого хода».

Сверху варочный сосуд котла закрывается откидной крышкой, имеющей пружинный противовес, облегчающий подъем и удержание ее в открытом положении. Плотное прилегание крышки к варочному сосуду обеспечивает резиновая теплостойкая прокладка, уложенная по кольцевому пазу.
Для слива жидкости из варочного сосуда установлен сливной кран с сеткой. На котле установлена контрольно-измерительная и предохранительная арматура, которая служит для контроля и регулирует величину давления пара в пароводяной рубашке.

<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660209039-5274.coolpic» v:shapes="_x0000_s2319 _x0000_s2320 _x0000_s2321 _x0000_s2322 _x0000_s2323 _x0000_s2324 _x0000_s2325 _x0000_s2326 _x0000_s2327 _x0000_s2328 _x0000_s2329 _x0000_s2330 _x0000_s2331 _x0000_s2332 _x0000_s2333 _x0000_s2334 _x0000_s2335 _x0000_s2336 _x0000_s2337 _x0000_s2338">На котле установлены: электро-контактный манометр, края уровня, двойной предохранительный клапан и наполнительная воронка с запорным краном.

Манометр установлен для измерения давления в пароводяной рубашке котла. На котлах устанавливается электромагнитный манометр, с помощью которого можно автоматически устанавливать уровень давления в пароводяной рубашке и осуществлять управление тепловым режимом.

В таком манометре установлено три стрелки. Одна подвижная и две неподвижные, которые перемещаются при помощи специального ключа.

Подвижная стрелка постоянно показывает давление в пароводяной рубашке котла. Неподвижные стрелки перед началом работы устанавливаются на верхний и нижний предел давления пара в рубашке.

При включении парогенератора в работу, давление пара в пароводяной рубашке начинает возрастать, и при достижении верхнего заданного уровня давления подвижная стрелка совпадает с неподвижной, замыкаются их контакты, и котел автоматически переключается на 1/6 его мощности.

Давление в пароводяной рубашке начинает снижаться и при совпадении подвижной стрелки с нижней неподвижной, котел снова переключается на максимальную мощность. Таким образом, работа котла автоматически поддерживается в нужном заданном режиме работы.
Двойной предохранительный клапан состоит из двух клапанов — парового и вакуумного, — которые служат для аварийного сброса пара из пароводяной рубашки, когда давление возрастет свыше 0,05 МПА (0,5 кгс/см), и устранения разрежения в ней после окончания работы котла.
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660214313-5294.coolpic» v:shapes="_x0000_s1498 _x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517">3.3 Принцип действия разрабатываемого пищеварочного котла
Рабочая камера обогревается паром, образующимся в парогенераторе: при подводе тепла вода в парогенераторе нагревается до кипения и превращается в пар. Пар поступает в пароводяную рубашку и конденсируется на стенках варочного сосуда, отдавая теплоту парообразования и нагревая их, и в виде конденсата стекает обратно в парогенератор.

При повышении давления в пароводяной рубашке котла сверх допустимой величины пар через паровой колпак начинает выходить в атмосферу. Вакуумный клапан открывается под давлением наружного воздуха, когда в рубашке образуется вакуум. Вакуум в рубашке котла образуется при охлаждении котла в результате конденсации пара, так как удельный объем пара больше удельного объема воды (конденсата).
Кран уровня устанавливается в парогенераторе котла и контролирует верхний уровень воды, а нижний уровень контролирует электрод «сухого хода».

Наполнительная воронка с запорным краном предназначена для заполнения парогенератора дистиллированной или кипяченой водой. Она установлена в верхней части котла и имеет фильтрующую сетку с крышкой.

К котлу подведен трубопровод горячего и холодного водоснабжения, которые соединяются в одну поворотную трубу, заканчивающуюся краном с патрубком.

Рядом с котлом на стене устанавливается станция управления, которая представляет собой металлический ящик, внутри которого размещены клеммный щиток, два магнитных пускателя, кнопки «Пуск» и «Стоп», сигнальные лампы, реле, плавкие предохранители, переключатель режима работы котла, тумблеры с надписью «Автоматическая работа» и «Разогрев».
Клеммный щиток служит для соединения всех приборов станции управления к электросети. Магнитные пускатели и кнопки включают и выключают тэны котла, а плавкие предохранители защищают электрические цепи от короткого замыкания. Сигнальные лампы служат для контроля подключения котла к электросети и режим его работы. С помощью тумблеров включают требуемый режим работы котла.

Котел работает в двух режимах. В первом режиме котел работает сначала на полной мощности, а затем после повышения давления в рубашке да заднего верхнего предела переключается на слабый нагрев (1/9 мощности). После понижения давления до нижнего заданного предела котел вновь включается на полную мощность. Во втором режиме котел работает на полной мощности до тех пор, пока давление в рубашке не достигнет верхнего заданного предела. После этого нагревательные элементы полностью отключаются. Доведение до готовности продукта осуществляется за счет аккумулированного тепла.
<img width=«696» height=«1074» src=«ref-2_660219607-5238.coolpic» v:shapes="_x0000_s2359 _x0000_s2360 _x0000_s2361 _x0000_s2362 _x0000_s2363 _x0000_s2364 _x0000_s2365 _x0000_s2366 _x0000_s2367 _x0000_s2368 _x0000_s2369 _x0000_s2370 _x0000_s2371 _x0000_s2372 _x0000_s2373 _x0000_s2374 _x0000_s2375 _x0000_s2376 _x0000_s2377 _x0000_s2378">



3.4 Технические характеристики пищеварочного котла КПЭ-160



Параметры 

КПЭ-160

Полезная ёмкость, литров (не менее)

160

Продолжительность разогрева, мин. (не более)

55

Потребляемая мощность — разогрев, кВт

30

Потребляемая мощность — варка, кВт

5

Рабочее давление в пароводяной рубашке, МПа

0,05(0,5) 

Диаметр водопровода, мм

12

Габаритные размеры, мм:

 

Высота 

1100

Ширина 

1120

Длина 

1050

Масса, кг. 

283

Количество воды заливаемой в парогенератор, л 

12


<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660224845-5270.coolpic» v:shapes="_x0000_s2339 _x0000_s2340 _x0000_s2341 _x0000_s2342 _x0000_s2343 _x0000_s2344 _x0000_s2345 _x0000_s2346 _x0000_s2347 _x0000_s2348 _x0000_s2349 _x0000_s2350 _x0000_s2351 _x0000_s2352 _x0000_s2353 _x0000_s2354 _x0000_s2355 _x0000_s2356 _x0000_s2357 _x0000_s2358">




4. Расчетная часть
4.1 Конструктивный расчет
<img width=«468» height=«24» src=«ref-2_660230115-4300.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660234415-5271.coolpic» v:shapes="_x0000_s1558 _x0000_s1559 _x0000_s1560 _x0000_s1561 _x0000_s1562 _x0000_s1563 _x0000_s1564 _x0000_s1565 _x0000_s1566 _x0000_s1567 _x0000_s1568 _x0000_s1569 _x0000_s1570 _x0000_s1571 _x0000_s1572 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1576 _x0000_s1577">


где V- объема варочного сосуда, мЗ

К — отношение высоты сосуда к диаметру по конструктивным

эксплуатационным соображениям. К = 0,3 — 1,2;

К1 — отношение высоты стрелки к диаметру варочного сосуда,

конструктивным и эксплуатационным соображениям К = 0,05 — 0,1.

Тогда высота варочного сосуда и высота стрелки определяются

формулам:
<img width=«553» height=«139» src=«ref-2_660239686-8361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

Где η зап — коэффициент заполнения варочного сосуда, η зап = 0,8 — 0,85;

Затем определяются конструктивные размеры наружного задавшись предварительно диаметром, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на <metricconverter productid=«0,1 м» w:st=«on»>0,1 м, рассчитывается толщена изоляций, определяется диаметр защитного кожуха, высота крышки котла и высота постамента котла. При этом учитывают, что для удобства обслуживания высота котла не должна превышать <metricconverter productid=«1,2 м» w:st=«on»>1,2 м.
Принимаем:

давление в варочном сосуде — 0 кПа

Коэффициент заполнения варочного сосуда — 80 — 90% от объема(0,82)

Максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения — 135 кг

Варочный сосуд цилиндрической формы с вогнутым дном (К= 0,8, К1 =0,05) выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной — SBH= <metricconverter productid=«2 мм» w:st=«on»>2 мм Зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла — SPy6 = <metricconverter productid=«0,05 мм» w:st=«on»>0,05 мм
Найдем высоту варочного сосуда по формуле:

<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660248047-5289.coolpic» v:shapes="_x0000_s1578 _x0000_s1579 _x0000_s1580 _x0000_s1581 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585 _x0000_s1586 _x0000_s1587 _x0000_s1588 _x0000_s1589 _x0000_s1590 _x0000_s1591 _x0000_s1592 _x0000_s1593 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597">

    продолжение
--PAGE_BREAK--
<img width=«187» height=«26» src=«ref-2_660253336-1500.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> 0.743*0.08=0.594 м
Высота заполнения варочного сосуда определяется по формуле:

<img width=«206» height=«44» src=«ref-2_660254836-2029.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">

H
вн= 0,82 (0,8+0,5*0,05)*0,743=0,503 м
Определяем размеры наружного котла, задавшись предварительно его диаметром, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 это необходимо ля того, чтобы между варочным сосудом и наружным котлом образовалось пространство, представляющее собой рубашку для промежуточного теплоносителя.

Варочный сосуд выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной SBH= 2мм = 0,002м; наружный котел выполнен из углеродистой стали толщиной SH= Змм = 0,003м, зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла равен Spy6= <metricconverter productid=«0,05 м» w:st=«on»>0,05 м.
Диаметр наружного котла Dнвычисляем по формуле:
DH
=
D
вн
+2*(
S
руб
+
S
вн +
S
н
) = 0,743+2*( 0,005+0,002+0,003) = 0,853 м
Высота выпуклости наружного котла hравна:

H
н
=
D
н
* К
i
= 0.853*0.05 = 0.043 м
Устанавливаем толщину изоляции стенок наружного котла, для чего предварительно определяем удельные потери тепла изолированным котлом qкоэффициент теплоотдачи а от наружной поверхности котла воздуху для плоской стенки, температуру стенки наружного котла принимаем равной температуре пара (при избыточном давлении 0,4 атм — 140 кПа, ts109,3°С), температуру изолируемой стенки tkk= 60°С, так как температура на поверхности котла не должна превышать 60°С.
<img width=«315» height=«42» src=«ref-2_660256865-2974.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

где tв— температура воздуха в помещении, tвоз= 20°С.
а = 9,1 А + 0,07 * (60 — 20) = 12,54 (Вт./(м2°С))

<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660259839-5241.coolpic» v:shapes="_x0000_s2078 _x0000_s2079 _x0000_s2080 _x0000_s2081 _x0000_s2082 _x0000_s2083 _x0000_s2084 _x0000_s2085 _x0000_s2086 _x0000_s2087 _x0000_s2088 _x0000_s2089 _x0000_s2090 _x0000_s2091 _x0000_s2092 _x0000_s2093 _x0000_s2094 _x0000_s2095 _x0000_s2096 _x0000_s2097"><img width=«208» height=«36» src=«ref-2_660265080-1869.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

а=12,54 * (60 — 20) = 501,6 (Вт/м2)
Теплоизоляционный материал — альфоль, гофрированная, ее коэффициент теплопроводности λ находим по таблице, он определяется по следующей формуле:
λ= 0,059 + 0,00026 * (ср, (Вт/(м2 °С))

<img width=«160» height=«34» src=«ref-2_660266949-1503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">

tср= 0,5 * 109,3 + 60 = 87,7 °С

λ = 0,059 + 0,00026 * 84,7 = 0,081 Вт/(м2 °С)
Толщина изоляции Dкопределяется по выражению: диаметр защитного кожух будет равен:
<img width=«245» height=«36» src=«ref-2_660268452-1739.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">
<metricconverter productid=«0,5 мм» w:st=«on»>0,5 мм= <metricconverter productid=«0,0005 м» w:st=«on»>0,0005 м толщина листа кожуха, выполненного из листовой углеводородистой стали, покрытой светлой малью.

D=0.853+2*(0.008+0.0005)= 0.87 м

Учитывая, что для удобства обслуживания общая высота котла не должна превышать НобЩ<<metricconverter productid=«1,2 м» w:st=«on»>1,2 м, и принимая высоту сферической крышки Икр = Ьвн= 0,037м, определяем высоту постамента Нпост

Нпост= 1,2 – hвн– hн– hкр= 1,2-0,594-0,043-0,037 = <metricconverter productid=«0,526 м» w:st=«on»>0,526 м

4.2  Теплотехнический расчет

<img width=«696» height=«1073» src=«ref-2_660270191-5280.coolpic» v:shapes="_x0000_s2098 _x0000_s2099 _x0000_s2100 _x0000_s2101 _x0000_s2102 _x0000_s2103 _x0000_s2104 _x0000_s2105 _x0000_s2106 _x0000_s2107 _x0000_s2108 _x0000_s2109 _x0000_s2110 _x0000_s2111 _x0000_s2112 _x0000_s2113 _x0000_s2114 _x0000_s2115 _x0000_s2116 _x0000_s2117">


Расчет теплового баланса котла

Расчет теплового баланса котла на электрообогреве соответственно для нестандартного и стационарного режимов работы производится по формуле:
<img width=«488» height=«23» src=«ref-2_660275471-3325.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

<img width=«439» height=«27» src=«ref-2_660278796-3940.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">
где<img width=«24» height=«23» src=«ref-2_660282736-587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">— полезно используемое тепло, Дж;

<img width=«28» height=«25» src=«ref-2_660283323-598.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> -потери тепла в окружающую среду, Дж;

<img width=«28» height=«23» src=«ref-2_660283921-587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> -потери тепла на разогрев конструкций, Дж.

Полезно используемое тепло определяется для нестационарного, а условно полезно используемое тепло для стационарных режимов работы соответственно по выражениям:
Q1 = W C ( tkвод– tнвод) + W * r

Q יּ1 = Δ Wיּ * r
где W— максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения г| зал =0,82, кг;

С — теплоемкость воды, (Дж/(кг°С)), С = 4187 Дж/(кг °С)

( tн tk— соответственно начальная и конечная температура воды, °С; количество испарившейся воды, при нестационарном режиме работы котла

<img width=«88» height=«23» src=«ref-2_660284508-1037.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">

r— теплота теплообразования, кДж/кг.

Потери тепла ограждениями котла в окружающую среду рассчитываются для нестационарного и стационарного режимов работы по формуле:
<img width=«267» height=«41» src=«ref-2_660285545-2414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
где<img width=«30» height=«22» src=«ref-2_660287959-590.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">— коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2°С);

<img width=«21» height=«26» src=«ref-2_660288549-543.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055"> -площадь >го элемента поверхности аппарата, м2

<img width=«13» height=«21» src=«ref-2_660289092-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056"> -температура ^-го элемента поверхности аппарата, С;

т — время работы аппарата, с.

Потери тепла дном котла незначительны, и ими можно пренебречь.

Потери на разогрев конструкции рассчитывают по формуле:
<img width=«311» height=«37» src=«ref-2_660289579-2600.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">
где<img width=«22» height=«24» src=«ref-2_660292179-563.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">— масса ] -го элемента аппарата,

<img width=«19» height=«21» src=«ref-2_660292742-495.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1059"> — теплоемкость ^-го элемента аппарата, Дж/(кг °С);<img width=«65» height=«21» src=«ref-2_660293237-770.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">— конечная и начальная температура соответственно >го аппарата, °С
 Полезно используемое тепло при расчете пищеварочных котлов определяется из условий нагревания и кипения воды. Полезно используемое определяется для стационарного, а условно используемое тепло для стационарного режимов работы соответственно по выражениям:
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660294007-5279.coolpic» v:shapes="_x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669 _x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677">Q1 = WC( tkвод– tнвод) + W* r


Qj= ΔW* r

Где pвоз плотность воды, pвоз~ 1 кг/д3, при температуре tводн= 20 °С; tводк— температура кипения, tводк= 100 °С



<img width=«89» height=«21» src=«ref-2_660299286-1053.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061"> — для стационарного режима,<img width=«66» height=«23» src=«ref-2_660300339-820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">— для нестационарного;

<img width=«194» height=«43» src=«ref-2_660301159-1403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">

г= 2257,5 кДж/кг — теплота парообразования.

/>              = 205 * 4187 * (100 — 20) = 68,67 * 106 Дж;

/>              = 2,05 * 2257,2 = 4,63 * 106 Дж
Потери тепла ограждениями котла в окружающую среду определяются нестационарного и стационарного режимов по формуле:
<img width=«308» height=«43» src=«ref-2_660303128-2729.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">
Поверхность стенок кожуха котла определяется как боковая поверхность цилиндра по выражению:
 Fk=п*Dк *Hобщ

Рк= 3,14 * 0,8702 / 4 = 0,594 ( м2)
Поверхность крышки и верхней горизонтальной поверхности котла определяется приблизительно как площадь круга:
<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660305857-5244.coolpic» v:shapes="_x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681 _x0000_s1682 _x0000_s1683 _x0000_s1684 _x0000_s1685 _x0000_s1686 _x0000_s1687 _x0000_s1688 _x0000_s1689 _x0000_s1690 _x0000_s1691 _x0000_s1692 _x0000_s1693 _x0000_s1694 _x0000_s1695 _x0000_s1696 _x0000_s1697">Fкр=п*D2кр/4

<img width=«98» height=«33» src=«ref-2_660311101-994.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">

Fкр = 3,14 * 0,8702/ 4 = 0,594 (м2)
Начальная температура ограждений принимается равной температуре воздуха в помещении 11К = 1вод= 20 °С

Коэффициент теплоотдачи, может быть, рассчитал по формуле:
а = 9,74 + 0,07* (I ср] — (воз), (Вт/м2°С) — для нестационарного режима,

а' = 9,74 + 0,07 * (I ку — — 1в03), (Вт/м2оС) — для стационарного режима,

<img width=«177» height=«24» src=«ref-2_660312095-1647.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">

<img width=«420» height=«162» src=«ref-2_660313742-20304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">

Q5= [12,36 * 0,594 * (57,5 — 20) +11,14 * (40-20) * 3,28]*3900 = 3,924 * 106


0'5= [14,99 * 0,594 * (95-20) + 12,54 * 3,28 * (40-20)]*3600 — 8,327 * 106(Дж)
Потери тепла дном котла незначительны, и ими можно пренебречь.

Потерина разогрев конструкции определяются по выражению^

<img width=«270» height=«37» src=«ref-2_660334046-2616.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">

<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660336662-5271.coolpic» v:shapes="_x0000_s1698 _x0000_s1699 _x0000_s1700 _x0000_s1701 _x0000_s1702 _x0000_s1703 _x0000_s1704 _x0000_s1705 _x0000_s1706 _x0000_s1707 _x0000_s1708 _x0000_s1709 _x0000_s1710 _x0000_s1711 _x0000_s1712 _x0000_s1713 _x0000_s1714 _x0000_s1715 _x0000_s1716 _x0000_s1717">


Потери тепла на разогрев варочного сосуда котла определяем по формуле:

<img width=«308» height=«43» src=«ref-2_660341933-2879.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">

где<img width=«145» height=«23» src=«ref-2_660344812-1188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">— соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура варочного сосуда котла.
<img width=«465» height=«53» src=«ref-2_660346000-6188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">
Объем варочного сосуда определяют по формуле:

Плотность материала, кг/м — 7800.

Масса варочного сосуда, кг –
<img width=«121» height=«23» src=«ref-2_660352188-1223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072"> 

М вн = 0,0036 * 7800 = 28,08кг.
Конечная температура, X ш= 100°С.

Теплоемкость материала элемента, Дж/(кг°С) — 462.
Qвн6= 462 * 28,08 * (100 — 20) = 1037,8 * 103 Дж
Потери котла на разогрев крышки определяем по формуле:
<img width=«695» height=«1073» src=«ref-2_660353411-5289.coolpic» v:shapes="_x0000_s1718 _x0000_s1719 _x0000_s1720 _x0000_s1721 _x0000_s1722 _x0000_s1723 _x0000_s1724 _x0000_s1725 _x0000_s1726 _x0000_s1727 _x0000_s1728 _x0000_s1729 _x0000_s1730 _x0000_s1731 _x0000_s1732 _x0000_s1733 _x0000_s1734 _x0000_s1735 _x0000_s1736 _x0000_s1737"><img width=«294» height=«39» src=«ref-2_660358700-2751.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">

Где Скр, Мкр, tккр — соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура крышки котла.

Крышка котла изготовлена из нержавеющей стали.

Теплоемкость нержавеющей стали Сср = 462 Дж/(кг°С).

Плотность материала, кг/м3 — 7800. Конечная температура, °С X ккр = 95.

Вычислим объем крышки по формуле
<img width=«312» height=«26» src=«ref-2_660361451-2926.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">

<img width=«337» height=«32» src=«ref-2_660364377-3049.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">

<img width=«343» height=«30» src=«ref-2_660367426-3060.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">

<img width=«370» height=«54» src=«ref-2_660370486-5427.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">
Потери котла на разогрев наружного котла с парогенератором определяем по формуле:
<img width=«260» height=«36» src=«ref-2_660375913-2515.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">
где Сн, Мн, 1кн — соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура наружного котла с парогенератором. Наружный котел изготовлен из стали углеродистой.
Теплоемкость стали углеродистой Сн = 462 Дж /(кг°С).

 Плотность материала, кг/м3 — 7800.

Конечная температура, 1н = 109,3 ~ ^

Вычислим объем наружного котла с парогенератором по формуле:

<img width=«695» height=«1074» src=«ref-2_660378428-5264.coolpic» v:shapes="_x0000_s1738 _x0000_s1739 _x0000_s1740 _x0000_s1741 _x0000_s1742 _x0000_s1743 _x0000_s1744 _x0000_s1745 _x0000_s1746 _x0000_s1747 _x0000_s1748 _x0000_s1749 _x0000_s1750 _x0000_s1751 _x0000_s1752 _x0000_s1753 _x0000_s1754 _x0000_s1755 _x0000_s1756 _x0000_s1757"><img width=«591» height=«180» src=«ref-2_660383692-19930.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">
где Сиз, Миз, I киз — соответственно теплоемкость материала, масса,

конечная температура теплоизоляционной конструкции.

Материал элемента — асфоль.

Теплоемкость асфоли Сиз — 92 Дж/(кг°С).

Плотность асфоли, кг/м3 20

Конечная температура:
<img width=«360» height=«33» src=«ref-2_660403622-3337.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">    продолжение
--PAGE_BREAK--