Лекция №9. Тема: Пути модернизации водогрейного оборудования
План лекции:
1. Назначение и условные обозначения кипятильников.
2. Устройство и принцип работы кипятильников непрерывного действия.
3. Характерные особенности кипятильников автоматизированных.
4. Модернизированные кипятильники КНЭ-25М и КНЭ-50М.
5. Тепловые и эксплуатационные показатели работы кипятильников и водонагревателей.
6. Техническое обслуживание кипятильников.
1. Назначение и условные обозначения кипятильников.
В пищевых предприятиях для приготовления пищи, мойки посуды и других целей используется большое кол-во горячей воды.
Для этого используются кипятильники и водонагреватели (в основном непрерывного действия).
В водонагревателях вода не доводится до кипения, но нагревается до t более 70C.
В кипятильниках вода должна быть доведена до t = 100C, т. е. до кипения.
Все кипятильники непрерывного действия относятся к группе “К” и в зависимости от вида обогрева делятся на 4 вида:
Электрические – КНЭ;
Газовые - КНГ;
Паровые - КНП;
Твёрдотопливные – КНТ.
Цифры в аббревиатуре обозначают часовую производительность аппарата по нормальному кипятку – 25,50,100 литров в час.
Наиболее хорошо используются кипятильники электрические.
Водонагреватели по принципу действия подразделяют на:
– проточные;
– ёмкостные;
В проточных, нагреваемая вода непрерывно протекает через аппарат.
Емкостные водонагреватели подают горячую воду к местам разбора по истечении времени, необходимого для нагревания воды до определённой температуры.
2. Устройство и принцип работы кипятильника непрерывного действия.
В кипятильниках непрерывного действия процесс приготовления кипятка и его разбор протекает непрерывно и одновременно.
Кипятильники непрерывного действия на любом виде обогрева работают по принципу сообщающихся сосудов. Этими сосудами являются: 1 – питательная коробка (бачок) и 2 – кипятильный сосуд с перекидной трубой.
3. Краткое описание конструкции кипятильника кнэ-50.
Кипятильник непрерывного действия состоит из следующих основных частей: корпуса, питательной коробки, кипятильного резервуара и сборника кипятка (рис. 2).
Корпус (обечайка) выполнен из листовой нержавеющей стали. Внутри корпуса располагается питательная коробка, подключенная к водопроводной сети. Через поплавковый регулятор уровня (поплавок-рычаг-клапан), уровень воды в питательной коробке поддерживается постоянным.
Коробка соединена питательной трубкой с кипятильным резервуаром, переходящим в верхней части в перекидную трубку. В кипятильном резервуаре расположены трубчатые электронагреватели и сливной патрубок с пробкой.
Вода в перекидной трубке согласно закону сообщающихся сосудов устанавливается на том же уровне, что и в питательной коробке, так как они соединены между собой питательной трубкой.
Верхняя кромка перекидной трубки располагается на 60-80мм выше уровня воды в питательной коробке.
Кипятильный резервуар представляет собой цилиндрическую обечайку со съемным днищем, которое соединено через фланцевое соединение с резиновой прокладкой. На днище крепятся ТЭНы, таким образом, что их греющая часть находится внутри резервуара, а токоподводящие контактные стержни со штуцером снаружи. Примерно на 2/3 высоты внутри обечайки кипятильного резервуара приваривается перегородка (крышка), переходящая в перекидную трубку, пространство между перекидной трубкой и внутренней обечайкой образует сборник кипятка.
Сборник кипятка имеет крышку-отбойник, закрепленную в верхней части сборника кипятка, и отверстие, через которое кипяток при переполнении сборника кипятка попадает в питательную коробку.
При переполнении сборника кипятка (неисправны питательный клапан и автоматика регулирования уровня кипятка), последний удаляется по сигнальной трубке в трап.
В нижней части сборника кипятка устанавливается кран для разбора кипятка. Снаружи в верхней части обечайки сборника кипятка приварено кольцо, которое с другой стороны приварено к внешней обечайке, пространство между которыми и образует питательную коробку. Верхняя часть питательной коробки имеет отбортовку, которая плотно одевается на корпус кипятильника, образуя одно устройство. Пространство между обечайкой кипятильного резервуара и корпусом заполнено воздухом, играющего роль тепловой изоляции.
Сверху кипятильник закрывается крышкой.
Кипятильник снабжен автоматикой регулирования (внутри сборника кипятка установлены два электрода верхнего и нижнего уровня), которая выключает ТЭНы при достижении верхнего уровня кипятка в сборнике и включает их, когда при отборе кипяток достигает нижнего уровня. Кроме того, в питательной коробка установлен электрод, контролирующий уровень воды (защита от “сухого хода”), который при снижении уровня воды в питательной коробке отключает ТЭНы (автоматика безопасности).
Принцип работы кипятильников непрерывного действия основан на законе о сообщающихся сосудах – “уровень жидкости в сосудах” обратно пропорционален плотности жидкости, заполняющей сосуды, т.е. при равной плотности уровень одинаков; если плотность жидкости в одном из сосудов меньше, то уровень ее повышается.
Рисунок 2 – Кипятильник непрерывного действия электрический КНЭ-50:
1 – отражатель; 2 – гайка крышки; 3 – крышка; 4 – поплавок; 5 – клапан регулятора уровня воды; 6 – ТЭН; 7 – блок автоматики управления; 8 – электроды уровня; 9 – питательная коробка; 10 – кран разбора кипятка; 11 – диафрагма; 12 – сливная (сигнальная) трубка; 13 – переливная трубка; 14 – питательная трубка; 15 – патрубок для промывки; 16 – трубопровод холодной воды; 17 – корпус; 18 – рычаг поплавка.
В начале работы открываем кран подачи холодной воды в питательную коробку, после заполнения кипятильника водой проверяют ее уровень в перекидной трубке, определяя правильность регулирования питательного клапана. Затем включаются ТЭНы, которые начинают нагревать воду в кипятильном резервуаре. В верхней части кипятильного резервуара и в перекидной трубке собирается более горячая вода из-за меньшей ее плотности, а в нижней части – более холодная. В верхней части резервуара вода быстро нагревается до кипения, так как в ней находится около трети теплоотдающей поверхности ТЭНов.
При нагреве воды происходит выделение из нее растворенного воздуха, и пузырьки пара, будучи намного легче воды, устремляются вверх и выбрасываются в перекидную трубку.
При температуре близкой к 100оС, интенсивность выделения воздуха и пузырьков пара столь велика, что наступает эффект псевдокипения, сопровождающийся выбросом воды (“ложный выброс”) в сборник кипятка. Поэтому считается, что процесс кипения начинается через 5 минут после появления “ложного выброса” нагретой воды.
Пузырьки пара поднимаются вверх по перекидной трубке и захватывают часть кипяченой воды, которая, ударяясь в крышку-отражатель, направляется в сборник кипятка, а из сборника по мере надобности кипяток разбирается через кран.
При кипении уровень воды в питательной коробке снижается, поплавок опускается вниз и открывает клапан, подключенный к водопроводу, за счет чего происходит восполнение воды, пошедшей на образование кипятка.