 |
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.
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 160 л, продолжительность нагрева его содержимого до температуры кипения - 75...80 мин при расходе 11 кг полусухих дров или 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 – 2,6 м2.
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.
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 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.
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.
Тепловой расчет котла
Исходные данные
Расчет производится для режима нагревания до кипения и режима тихого кипения содержимого котла.
Полезная емкость котла 250 л.
Диаметр защитного кожуха (от наружных стенок) Dзк=760 мм.
Диаметр наружного котла (от внутренних стенок) Dнк=655 мм.
Диаметр внутреннего котла (от внутренних стенок) Dвк=605 мм.
Высота постамента, Нп=500 мм.
Высота расчетная наружного котла, Ннк=530 мм.
Высота кожуха котла, Нзк=505 мм.
Высота внутреннего котла, Нвк=510 мм.
Толщина стенки внутреннего котла, 3 мм.
Толщина стенки наружного котла, 4 мм.
Толщина стенки кожуха котла, 1,5 мм.
Рабочее давление пара в пароводяной рубашке котла, 0,5 атм.
Изоляция теплоизолирующего кожуха – мятая алюминиевая фольга.
Тепло, выделенное нагревателями котла, расходуется на следующие статьи:
Q=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5,
Где Q1 – тепло, идущее на разогрев воды во внутреннем котле, кДж;
|
|
|
Q2 – тепло, израсходованное на нагревание конструкции котла, кДж;
Q3 – тепло, расходуемое на парообразование в пароводяной рубашке, кДж;
Q4 – тепло, расходуемое на испарение воды содержимого котла, кДж;
Q5 – потери тепла наружными поверхностями котла в окружающую среду, кДж.
Определяем полезно использованное тепло:
Q1=СG·(tк - tн)=49406,6 кДж;
Где С=4,187 – теплоемкость жидкого содержимого котла кДж/(кг°С);
G=125 кг – вес содержимого котла, кг;
tк , tн – конечная и начальная температура содержимого котла, °С.
В процессе слабого кипения (варки) тепло расходуется только на испарение содержимого при кипении и на потери в окружающую среду.
3.1 Определяем расход тепла на разогрев конструкций, парообразование в пароводяной рубашке, и на испарение содержимого котла.
Q2= Q2м+ Q2из,
Где Q2м – тепло, затраченное на нагревание металлоконструкций котла, кДж;
Q2м=СG(tк - tн)
Где С=0,5 – теплоемкость металлоконструкций котла, кДж/(кг°С);
G=125 кг – вес металлоконструкций котла, кг;
tк=100°С – средняя температура нагрева металлоконструкций котла, °С
tн=20°С – начальная температура металлоконструкций котла, °С.
Q2м=5024,4 кДж.
Определяем расход тепла на нагревание изоляции:
Q2из=Сиз Gиз (tк - tн)
Где Сиз – теплоемкость изоляции, Сиз=0,2кДж/(кг°С);
Gиз – вес изоляции, G=2 кг (по опытным данным);
tк =(tвн + tкож)/2,
tвн – температура частей изоляции, касающихся наружного котла;
tкож – температура частей изоляции, касающихся кожуха;
tк =(100 + 50)/2=75 °С;
tн – начальная температура альфоли, равная температуре окружающей среды, tн =20 °С;
Q2из=11,5 кДж.
Q2= Q2м+ Q2из=5037 кДж.
|
|
|
