124984 (Котел пищеварочный электрический), страница 2

Немодулированные пищеварочные котлы имеют цилиндрическую форму варочного сосуда. Секционные модулированные котлы и котлы функциональные емкости имеют варочный сосуд в виде прямоугольного параллелепипеда.

В настоящее время промышленность выпускает варочные котлы твердотопливные, с электрическим, газовым и паровым обогревом.

Газовые пищеварочные котлы применяются для приготовления первых, вторых и третьих блюд. В настоящее время промышленность выпускает серийно стационарные (неопрокидывающие) котлы типа КПГ-КПГ-250, опрокидывающие КПГ-40М, КПГ-60М и опрокидывающие секционно-модулированные КПГСМ-60.

Вес газовые пищеварочные котлы имеют приборы газовой автоматики безопасности и регулирования. По принципу действия газовая автоматика бывает следующих видов: электромагнитная, дилатометрическая пневматическая.

Котел пищеварочный электрический опрокидывающий КПЭ-160 стоит из цилиндрического варочного сосуда, изготовленного из нержавеющей стали, наружного корпуса, покрытого теплоизоляцией и облицовкой. Образованное между ними пространство называется пароводяной рубашкой.

В нижней части наружного корпуса прикреплено съемное дно, в котором установлены три тэна и электрод «сухого хода». Корпус котла укреплен посредством двух цапф на чугунной вилкообразной станине и может поворачиваться вокруг горизонтальной оси.

На правой стороне станины расположен маховик червячного механизма для опрокидывания котла во время разгрузки варочного сосуда.

В арматурной стойке размещены предохранительный клапан с рычагом и конденсатосборником, электроконтактный манометр и воронка с краном. Кроме этого котел имеет автоматическую защиту тэнов от «сухого хода», исключающую возможность работы тэнов при недостаточном уровне воды в водяной рубашке котла. Предусмотрено автоматическое отключение тэнов от электросети при опрокидывании котла.

а б

Рисунок 3. Электрические пищеварочные котлы с косвенным обогревом и цилиндрической формой варочного сосуда: - а стационарные (КПЭ-100 ), б-опрокидывающийся (КПЭ-60)

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;

1. необходимы транспортные средства для перевозки;

2. необходимы склады для хранения топлива;

3. 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.

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 котел марки КПЭ - 60 с емкостью 60 л.

Предлагается разработать аналогичный котел с емкостью 250 л.

3. Описание разрабатываемого пищеварочного котла

3.1 Назначение оборудования

Котлы пищеварочные электрические КПЭ-250 широко применяются на предприятиях общественного питания.

Котлы пищеварочные электрические КПЭ-250 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 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 края с сеткой. На котле установлена контрольно-измерительная и предохранительная арматура, которая служит для контроля и регулирует величину давления пара в пароводяной рубашке.

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.

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.

3.4 Технические характеристики пищеварочного котла КПЭ-250

4. Расчетная часть

4.1 Конструктивный расчет

где V- объема варочного сосуда, мЗ