2.4.3. Электрические парогенераторы и пароводонагреватели

Для обогрева и дезинфекции сельскохозяйственных помеще­ний, стерилизации молочной посуды, доильных установок и тан­ков, тепловой обработки кормов, обработки почвы защищенного грунта, разогрева двигателей тракторов и автомобилей зимой и других целей используют электрические парогенераторы и парово-донагреватели. По традиции парогенераторы часто называют па­ровыми котлами.

Наиболее эффективно применение парогенераторов в центра­лизованных системах горячего водо- и пароснабжения животно­водческих ферм, птицефабрик, механизированных дворов и дру­гих крупных объектов. На базе парогенераторов и электроводонаг­ревателей часто организуют центральные электрокотельные с ак-„кумуляцией теплоты.

Электродный паровой котел с регулированием мощности КЭПР (рис. 2.19, табл. 2.8) осуществляет изменение мощности в зависи­мости от разбора пара. Помимо электродной системы 5 в корпусе котла имеются парогенерирующая / и вытеснительная 2 камеры. На корпусе установлены поплавковый 9 и температурный 10 регу­ляторы.

205

Из водопровода

П ри нормальном давлении пара клапан терморегулятора 10 от­крыт и вода в парогенерирующей и вытеснительной камерах нахо­дится на одинаковом уровне, полностью закрывая электроды. При уменьшении разбора пара давление и температура его возрастают и, когда они превысят заданные значения, терморегулятор 10 пе­рекрывает сообщение между парогенерирующей 1 и вытеснитель­ной 2 камерами. Пар вытесняет воду из парогенерирующей каме­ры в вытеснительную. С понижением уровня воды между электро­дами мощность парогенератора уменьшается. Терморегулятор 10 открывает сообщение между камерами, что восстанавливает уро­вень воды в котле и увеличивает мощность.

10

Подпитку котла водой осу­ществляют с помощью поплав­кового регулятора уровня 9, от­куда она поступает в вытесни­тельную камеру 2.

Электродный парогенератор ЭЭП (рис. 2.20, табл. 2.8)) со-

Рис. 2.19. Электродный паровой котел КЭПР-250/0,4:

206

1, 2 — парогенерирующая и вытеснительная камеры; 3 — сепаратор пара; 4 — водомерное стекло; 5— электроды; 6— сливной патру­бок; 7—изоляторы и шпильки токоввода; 8— патрубки автоматической и ручной пода­чи воды; 11 — патрубок выхода пара; 9, 10 — регуляторы уровня воды (поплавковый) и температуры; 12 — датчик температуры; 13 — предохранительные клапаны пара и воды; 14— манометр

Рис. 2.20. Теплотехническая схема парогенератора типа ЭЭП:

/ — поплавковый клапан уровня воды; 2 — бак подпитки; 3 — регулятор давления; 4 — обрат­ный клапан; 5 — электродный паровой котел; 6 — предохранительный клапан; 7—электро­дный датчик уровня воды; 8— вентиль отбора пара; 9— сливной вентиль; 10,11 — электромаг­нитные клапаны; 12 — термический деаэратор; 13 — насос; 14— теплообменник

стоит из котла 5, питательного бака 2, термического деаэратора 12 и насоса 13, смонтированных на общем основании, а также щита управления. Вода из водопровода через фильтр и противонакип-ное устройство поступает в питательный бак 2, откуда насосом-дозатором 13 подается в электродный котел 5. В термическом де­аэраторе происходит ее дегазация и выпадение шлама. При про­дувке котла горячая вода проходит через теплообменник в пита­тельном баке и отдает часть теплоты питающей воде. Мощность парогенератора регулируется уровнем воды в межэлектродном пространстве и продувкой, то есть удалением части воды с высо­ким содержанием солей.

Паровые котлы КЭП-160 и КЭП-300 мощностью 160 и 300 кВт имеют по три фазных электрода, закрепленных при помощи то-копроводящих шпилек и проходных изоляторов в крышке. Элект­роды находятся внутри полого стального цилиндра, представляю­щего собой общий внешний электрод. Мощность регулируют из­менением уровня воды в рабочем пространстве котла.

В сельскохозяйственном производстве используют пар с низ­кими параметрами: давлением 70...600кПа и температурой 1О5...11О°С

5...110°С.

В расчетах общую суточную потребность в паре, кг/сут, опреде­ляют по удельным нормам расхода пара, массе и количеству про­дуктов, подлежащих обработке:

М„, (2.87)

1

где т — количество различных видов продуктов, подлежащих запариванию, или число процессов; д„ — удельный расход пара на /т-й процесс, кг( пара)/кг (продук­та); М„ — масса л-го продукта, подлежащего тепловой обработке, кг/сут.

207

где ЕС_тах — совмещенный максимум тепловых нагрузок с учетом потерь в тех­нологических агрегатах и паропроводах, кДж; т - продолжительность совме­щенного максимума, ч; л-тепловой КПД электродных паровых котлов (г\ =

Пример. Необходимо выбрать электрический паровой котел для тепловых телшыи^Р°е™^{Ка Ш 2}°° ^{Д0ЙНЫХ коров> имею1}«его молочный и кормоприготови-

При выборе электрического парового котла для указанного коровника счита­ем, что одновременно происходят следующие тепловые процессы: запаривание смешанных кормов в кормозапарниках общей производительностью 500 кг/ч-подогрев технологической воды — 200 л/ч; пропаривание молочных фляг —20шт/ч^: отопление молочного и кормоприготовительного цехов объемом 300 м³.

Решение. С помощью норм расхода пара, приводимых ниже, определяем по­требную часовую паропроизводительность в различных технологических про­цессах.

Удельный расход пара, кг/кг

0,16...0,20 0,40...0,50 0,30...0,40 0,12...0,15 0,12...0,15 0,50...0,75 0.20...0.25 0,18...0,20

Процессы

Запаривание 1 кг:

корнеклубнеплодов

измельченной соломы

смешанных кормов Варка зерновых, на 1 кг Пастеризация молока, на 1 кг

Отопление 1 м³ помещения кормоцеха и молочной в сутки Пропаривание одной молочной фляги Нагрев 1 л воды от 10 до 90 °С

208

Для удовлетворения нужд коровника выбираем электродный парогенера­тор ЭЭП-250И1 мощностью 250 кВт, паропроизводительностью до 315 кг/ч (см. табл. 2.8). При небольшой экономии может быть принят парогенератор ЭЭП-160И1 мощностью 160 кВт, паропроизводительностью 200 кг/ч.

В сельскохозяйственном производстве во многих случаях чаще необходим пар низкого давления с расходом всего 30...50 кг/ч, при продолжительности работы установки 2...6 ч в сутки. Получение такого количества пара с помощью мощных огневых или электри­ческих установок весьма неэкономично, особенно в летнее время. Поэтому для таких целей разработаны небольшие по мощности пароводонагреватели, в том числе передвижные. В качестве при­мера следует указать пароводонагреватели ЭПВ-25 (стационарный мощностью 25 кВт) и ЭПВ-25П (передвижной мощностью до 33 кВт [1]).

Пароводонагреватель ЭПВ-25П (рис. 2.21) состоит из рамы на колесах 1, электродного котла 2, струйного водонагревателя 3,

14-6572

1400

аккумулирующей емкости 4, бачка с постоянным уровнем воды, пульта управления, шкафа для укладки кабеля и шланга разбора пара или горячей воды 5. Аккумулирующая емкость дает возмож­ность агрегату работать в автономном режиме в течение одного-двух часов. Мощность и паропроизводительность могут плавно меняться от 10 до 33 кВт и от 12 до 42 кг/ч. Максимальная произ­водительность по горячей воде с температурой 65...85 °С — 480 л/ч. Давление пара — до 70 кПа, температура — 107 "С. Удельное элек­трическое сопротивление воды — 10...60 Ом • м.

В пароводонагревателе используют систему электродов в виде концентрических колец. Она обладает большой объемной мощно­стью при высокой равномерности электрического поля и является одной из наиболее эффективных с точки зрения скорости выхода котла на рабочий режим (одна минута вместо двадцати у ЭПВ-25). Специальные датчики, управляющие подпиткой воды и продув­кой котла, обеспечивают заданный диапазон рабочего сопротив­ления воды.

Для обеспечения технологических процессов пароводонагрева-тель перемещают к месту работы и подключают к водопроводу и электрической сети. В таком случае пароводонагреватель может работать в автоматическом режиме в течение всей рабочей смены. При необходимости получения горячей воды холодная вода из во­допровода нагревается в струйном водонагревателе, смешиваясь с паром.

Электропаровые установки и пароводонагреватели использу­ют для обогрева помещений и полов в животноводческих комп­лексах.

пасая теплоту на требуемое время работы в дальнейшем и не уча­ствуя в максимумах графиков электрических нагрузок.

Аккумулирование теплоты в установках может осуществляться с помощью твердых материалов: бетона, магнезита, шамота, кир­пича, чугуна и т. д., формируемых в блоки, а также жидких тепло­носителей: воды, солевых растворов, соляровых масел, антифри­зов, запасаемых в баках-аккумуляторах.

Аккумулирование теплоты твердыми материалами. На рисунке 2.22 показано устройство теплоаккумулирующей установки ЭОКС-150/0,5И1, предназначенной для подогрева воздуха в жи­вотноводческих помещениях [19]. Основные сборочные единицы установки: сердечник 3, состоящий из 30 теплоаккумулирую-щих блоков, выполненных из бетона с магнезитовым заполни­телем; нагреватели 2 в виде спиралей из нихромовой проволо­ки, установленные в каждом блоке; электрический калорифер СФО-40/1Т4; центробежный вентилятор б и система воздухово­дов — смесительное устройство 5 и байпасный канал 8. Теплоак-кумулирующие блоки помещены в металлический кожух, футе­рованный керамическими плитами и теплоизолированный ми­неральной ватой.

Воздух подается через каналы аккумулирующего сердечника вентилятором.

Работа установки имеет циклы зарядки и разрядки. В период зарядки включается нагревательное устройство, и температура теплоаккумулирующего сердечника повышается до 500...730 °С. При этом часть мощности устройства может расходоваться на на­гревание воздуха. В период разрядки нагревательное устройство

Холодный, воздух

2.4.4. ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ