Belyaev_M_I_Teplovoe_oborudovanie_OP

http://mppnik.ru

количество газа, выходящее за эта время в атмосферу через дыхательное сопло, опасности не представляет. Автоматика не срабатывает на запуск при открытом кране 3, так как почти весь газ из обводного канала будет свободно выходить в атмосферу через насадку горелки и по обе стороны мембраны не возникнет разности давлений.

После срабатывания: автоматики отпускают кнопку; открывают кран горелки и зажигают ее от запальной горелки. При аварийном прекращении подачи газа гаснут основная и запальная горелки, перестает обогреваться дилатометр и усиливается нажим толкателя на рычаг. В результате этого открывается вход в нижнюю импульсную трубку и давление по обе стороны мембраны выравнивается. Тарелка под действием силы тяжести перекрывает проход газу через клапан. Автоматика сработает на отключение; период срабатывания — 60 с.

Эта автоматика проще и надежней электромагнитной, так как в ней нет электрических цепей. Однако она также является одноканальной и контролирует только наличие пламени.

Газовая автоматика пневматического действия. Автоматика безопасности и регулирования 2АРБ (рис. 8.14) состоит из исполнительного органа, датчиков системы безопасности и регулирования. Исполнительный орган составляют два последовательно установленных унифицированных блока (блок безопасности АБ и блок регулирования АР). Датчики безопасности через канал защиты соединены импульсными трубками с блоком безопасности (первым по ходу газа), а датчики регулирования через канал регулирования — с блоком регулирования.

При открытии входного крана газ поступает в блок защиты АБ; вначале под заслонку 3 клапана-отсекателя и одновременно по каналу / через сопло источника давления 4 в полость 5 реле-инвертора, а затем по каналу /// — в полость Б клапана-отсекателя. В этот период благодаря давлению в полости Б и массе заслонки 3 клапан-отсекатель закрыт.

При нажатии на пусковую кнопку 2 газ по каналу // подается в подмембранную полость А клапана-отсекателя первого блока и далее по каналу IV — к запальнику. Одновременно он поступает под заслонку клапана-отсекателя блока регулирования АР и заполняет импульсные каналы /, //, V. В канале // блока АР вместо пусковой кнопки смонтирован регулировочный винт //. По этому каналу газ проходит в подмембранную полость А блока АР и далее к закрытому крану 13 горелки.

По каналу / через сопло источника давления, полость В и канал /// газ подается в надмембранную полость Б блока АР. Поскольку давление в полости А и Б уравновешивается, клапан-отсекатель при этом остается закрытым за счет массы заслонки.

Через канал V и соответствующие дроссели заполняются газом каналы регулирования

VII и защиты VIII.

При закрытом датчике регулирования в канале регулирования VII и полости Д давление возрастает, благодаря чему заслонка реле-инвертора, преодолевая усилие пружины, переходит в нижнее положение, дренажное сопло открывается, а сопло источника давления закрывается.

Давление в полости Б падает, так как газ по каналу /// через полость В, дренажное сопло, канал VI и линию эвакуации IX сбрасывается в атмосферу. При этом мембрана клапанаотсекателя блока АР выгибается кверху и заслонка, поднимаясь, открывает проход газу к газовой горелке. Нагреваясь пламенем запальника, датчик пламени 16 закрывается, давление в клапане защиты возрастает и обеспечивает срабатывание блока АБ в описанной последовательности.

Если срабатывает один из датчиков защиты, канал защиты открывается, что приводит к отключению блока АБ, прекращению подачи газа к основной горелке и запальнику.

При срабатывании датчика регулирования закрывается блок АР, а запальник продолжает гореть, так как газ к нему проходит по каналу IV. Основная горелка переходит на малый режим, поскольку газ к ней подается по каналу // через зазор малого сечения между отверстием и иглой регулировочного винта.

Блоки автоматики АБ и АР могут использоваться порознь в комплекте со своими датчиками: блок АБ — для контроля параметров безопасности, блок АР — для регулирования теплового режима газопотребляющего аппарата.

http://mppnik.ru

Рис. 8.14. Принципиальная схема газовой автоматики 2АРБ:

А, Б, А1, Б1 — соответственно подмембранная и надмембранная полости блоков АВ и АР; В, Г, Д, В', Гэ, Д' — соответственно нижняя, средняя и верхняя полости блоков АБ и АР; /, /' — перепускные каналы источников давления; //, //' — перепускные каналы подмембранных устройств; ///, III'— перепускные каналы из главного клапана в реле-инверторе; IV—газопровод запальника; V, V, V" — импульсные трубки давления; VI, VI' — импульсные трубки линии эвакуации; VII — канал регулирования; VIII — канал защиты; IX — линия эвакуации; 1 — входной кран; 2 — кнопка пуска; 3 — заслонка клапана-отсекателя; 4 — сопло источника давления реле-инвертора; 5, 6, 7 — пружина, заслонка и дренажное сопла релеинвентора; 8 — кнопка останова; 9, 10 — дроссели; 11 — регулируемый дроссель; 12 — датчик давления; 13 — кран горелки; 14 — горелка; 15 — запальник; 16, 17, 18 — соответственно датчики пламени, тяги и положения котла

http://mppnik.ru

Прибор 2АРБ имеет двухпозиционное регулирование, рассчитанное на максимальный или минимальный расход газа. Кроме того, в приборе 2АРБ в связи с двухпозиционным принципом регулирования имеет место значительная инерция процесса. Объясняется это длительными переходными процессами набора или сброса давления в надмембранной полости реле-инвертора блока АР. Поэтому разработан прибор автоматики регулирования типа АРП-1, в котором расход газа снижается по мере повышения регулируемого параметра.

Автоматика регулирования АРП-1 (рис. 8.15) состоит из нормально открытого исполнительного блока 2 и нормально закрытого датчика регулирования 11. В исполнительном блоке находится заслонка 3, жестко связанная с седлом 4 и подвижной мембраной 8, разделяющей блок на надмембранную 7 и подмембранную 9 полости. Перепускной канал 5 с дросселем 6 соединяет газопровод с надмембранной полостью исполнительного блока. В датчике регулирования расположен нормально закрытый клапан 12. Датчик соединен с исполнительным блоком импульсной трубкой 10 и с атмосферой линией эвакуации 14.

Рис. 8.15. Принципиальная схема газовой автоматики АРП-1

Автоматика работает следующим образом: после того как кран 1 на подводящем газопроводе открыт, газ через нормально открытый клапан поступит в подмембранную полость (полость исполнительного блока) и одновременно по перепускному каналу через дроссель в надмембранную полость. Так как датчик в нормальном (нерабочем) состоянии закрыт, давление над и под мембраной исполнительного блока становится равным давлению газа в газопроводе. Газ идет к газовой горелке. По мере повышения давления (например, в рубашке котла) мембрана блока регулирования прогибается влево и клапан 12 начинает уходить от седла 13, в результате чего происходит сброс газа из надмембранной полости исполнительного блока через импульсную трубку, датчик регулирования и линию эвакуации в атмосферу. По достижении определенного значения перепада давления газа над и под мембраной исполнительного блока мембрана с клапаном начинает перемещаться вверх и постепенно уменьшать сечение для прохода газа. Расход газа постепенно, уменьшается до величины, необходимой для поддержания регулируемого параметра на заданном уровне.

Отсутствие в автоматике АРП-1 реле-инвертора упрощает конструкцию исполнительного блока и повышает надежность работы системы.

Котел газовый пищеварочный с непосредственным обогревом. Газовые пищеварочные котлы с непосредственным газовым обогревом отличаются простотой конструкции и малой металлоемкостью. Котел (рис. 8.16) состоит из внутреннего варочного сосуда полусферической формы и корпуса. В нижней части варочного сосуда установлен патрубок со сливным краном. Во избежание засорения крана вход в патрубок закрыт съемной решеткой. Патрубок для отвода продуктов сгорания имеет поворотный шибер с отверстиями для вентиляции камеры сгорания. С целью равномерного обогрева поверхности варочного сосуда продуктами сгорания под патрубком для их отвода предусмотрена перегородка, препятствующая прямому выходу продуктов сгорания в дымовую трубу.

http://mppnik.ru

Рис. 8.16. Котел газовый пищеварочный с непосредственным обогревом:

1 — съемная решетка; 2 — перегородка; 3 — патрубок с шибером для отвода продуктов сгорания; 4 — откидывающаяся крышка; 5 — варочный сосуд; 6—сливной кран; 7 — газогорелочное устройство; 8 — корпус; 9 — регулируемая по высоте ножка

Котел снабжен открывающейся крышкой. В камере сгорания установлено газогорелочное устройство, состоящее из двух инжекционных газовых горелок разной производительности. При доведении содержимого котла до кипения работают обе горелки, далее на режиме тихого кипения оставляют работающей одну из них.

Полусферическая форма и значительная толщина стенок варочного котла, а также расположение горелок на значительном расстоянии от поверхности нагрева создают условия для равномерного обогрева котла.

Котел снабжен газовой автоматикой безопасности электромагнитного типа.

Котлы пищеварочные газовые стационарные с косвенным обогревом КПГ-160 и

КПГ-250. Котлы имеют принципиально одинаковое устройство и уличаются только размерами. Котел КПГ-250 (рис. 8.17) имеет индивидуальный парогенератор в виде двух концентричных карманов, вставленных один в другой. Парогенератор соединен с паровой рубашкой котла. Внутренняя стенка внутреннего кармана является стенкой топочной камеры, в которой установлены газовые горелки. Кольцевой щелевой канал между карманами образует первый газоход, а канал между наружным карманом и кожухом котла — второй газоход. Карманы заполняются водой. Они имеют окна для прохода продуктов сгорания газа. Окна расположены на противоположных сторонах карманов и вместе со стыками карманов образуют удлиненный газоход для более полного использования теплоты уходящих топочных газов. Продукты сгорания из топочной камеры направляются через окно к стенке внутреннего кармана в первый кольцевой газоход, далее через окно в наружном кармане во второй кольцевой газоход и с помощью дымового патрубка отводятся в вытяжную трубу, на которой для регулирования

тяги установлена заслонка с просверленными в ней отверстиями.

Принципиальное отличие конструкции парогенератора котла КПГ-250 от парогенератора котла КПГ-160 заключается в наличии второго кольцевого газохода между наружным карманом и кожухом, а также существенно меньшей высоте топочной камеры, днище которой является глухим. Наличие дополнительного газохода объясняется более высокой температурой топочных газов, которую снижают удлинением пути конвективного тракта газохода. Снижение температуры уходящих продуктов сгорания позволяет снизить потери теплоты и повысить кпд котла.

http://mppnik.ru

Рис. 8.17. Котел стационарный газовый пищеварочный с косвенным обогревом:

а — общий вид; б — парогенератор котла: 1,2— газовые инжекционные горелки; 3 — топочная Камера; 4 — кольцевой газоход; 5 — концентрические карманы; 6 — дымовой патрубок; 7 — кожух; 8 — соленоидный клапан; 9 — кнопка; 10 — электромагнитный клапан; // — кран; 12

—кран вспомогательной горелки; 13—переносной запальник; 14—кран основных горелок; 15 — термопара; 16 — стационарный запальник; 17, 22

—окна для выхода продуктов сгорания; 18, 19, 29, 21 — Стенки парогенератора (поверхность нагрева). Стрелками указано направление движения продуктов сгораний

http://mppnik.ru

Газогорелочное устройство котла включает две инжекционные газовые горелки, запальную горелку и термопару. На подводящем газопроводе установлены приборы газовой автоматики электромагнитного действия (термомагнитный клапан и соленоидный клапан). Контрольно-измерительная и предохранительная арматура котла включает электроконтактный манометр, наполнительную воронку, двойной предохранительный клапан и клапан-турбинку.

Котел пищеварочный газовый секционный модулированный КПГСМ-250. Котел

(рис. 8.18) выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда а имеет варочный сосуд в форме горизонтального полуцилиндра. Форма варочного сосуда предопределяет коридорную форму топки и щелевых газоходов.

Топку образуют три кармана парогенераторах. 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.

Рис. 8.18. Котел пищеварочный разовый 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

Для увеличения поверхности нагрева по всей длине газохода расположены два дополнительных кармана, высота которых меньше высоты основного газохода.

Таким образом, три основных кармана и два дополнительных создают компактный парогенератор с малым заполнением его водой (около 26 л) и развитой поверхностью нагрева (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-

http://mppnik.ru

(рис. 8.20) выполнен в виде параллелепипеда. Он состоит из внутреннего цилиндрического варочного сосуда, наружного корпуса и малоемкого парогенератора.

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.

Рис. 8.20. Котел пищеварочный газовый секционный модулированный 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; // — патрубок; 12— кожух; 13 — горелка; 14— топка; 15 — кольцевые газоходы; 16 — парогенератор; 17 — наружная облицовка котла

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 контрольноизмерительной арматурой, аналогичной арматуре котла КПГ-60М.

http://mppnik.ru

8.5. ПАРОВЫЕ ПИЩЕВАРОЧНЫЕ КОТЛЫ

На предприятиях общественного питания используются паровые пищеварочные котлы КПП100, 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.

Котел КИП-100 (рис. 8.21, 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.

Рис. 8.21. Котел пищеварочный паровой КПП-100:

а — общий вид; б — сливной кран; в — изменение толщины пленки конденсатора и коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальней стенки: 1— варочный сосуд; 2 — наружный корпус; 3 — основание; 4 — вентиль; 5 — конденсатоотводчик; 6 — кран; 7 — мановакууметр; 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

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

http://mppnik.ru

парового котла.

Конденсация паров бывает пленочной или капельной.

При пленочной конденсации на поверхности тела образуется жидкостная пленка, при капельной конденсации образуются капли. Нужно отметить, что при картельной конденсации процессы теплопередачи происходят в 10—20 раз интенсивнее, чем при пленочной.

Образуемая пленка представляет собой основное термическое сопротивление переходу теплоты от пара к твердому телу. Более того, пленка, стекая по вертикальной поверхности, утолщается за счет конденсации пара по всей поверхности твердого тела. Утолщение пленки по высоте приводит к увеличению ее термического сопротивления.

Всвязи с тем, что толщина пленки на стенке котлов увеличивается к нижней части, наиболее высокий коэффициент теплоотдачи от пара к стенке котла будет в верхней части котла. Характер изменения толщины пленки конденсата и коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальной стенки показан на рис. 8.21, в. Для уменьшения толщины пленки конденсата на вертикальной стенке можно устанавливать слезниковые кольца, с которых пленка конденсата будет стекать в виде капель.

Вобщем виде критериальное уравнение, характеризующее теплообмен при конденсации, может быть представлено в следующем виде:

где Рr — критерий Прандтля (Pr=ф/a); Ga — критерий Галилея (Ga = gl3/н2); А— критерий теплового подобия при изменении агрегатного состояния. Он определяется по следующей формуле:

где Δt — разность температур (Δt=tп — tст); r — теплота парообразования (теплота конденсации), Дж/кг; с — теплоемкость, Дж/ (кг · К) .

Входящие в уравнение (8.2) критерии Рr и Ga определяют по параметрам пленки конденсата. Критерий А представляет собой меру отношения теплового потока, затрачиваемого на фазовое превращение, к теплоте перегрева фазы при температуре ее насыщения.

Значение коэффициента с в уравнении (8.2) зависит от вида поверхности, на которой происходит конденсация. Для вертикальных стенок и труб с=0,943, для горизонтальных труб

с=0,728.

Вцелях упрощения расчетов уравнение (8.2) можно решить относительно коэффициента теплоотдачи б. После выражения критериев через входящие в них величины и некоторых сокращений формула для определения б примет вид

жl t

где λж; ηж; ρж— соответственно коэффициенты теплопроводности, Вт/(м·К), динамической вязкости жидкости, Па·с, и плотности жидкости, кг/м3; g— ускорение свободного падения, м/с2; l — определяющий размер, м (l для вертикальных стенок и труб равен их высоте, для горизонтальных труб — их диаметру).

Следует отметить, что на скорость переноса теплоты при конденсации пара существенно влияет наличие в паре примесей воздуха и неконденсирующихся газов. Так, содержание в паре 1 % воздуха приводит к уменьшению коэффициента теплоотдачи на 40%, 6...8% воздуха —на

80%.

При работе паровых котлов необходимо правильно организовать отвод конденсата из рубашки. Для этих целей в днище котла монтируется конденеатоотвадчик поплавкового или сильфонного типа, который отводят из рубашки только конденсат и не пропускает пар. Это исключает наличие так называемого пролетного пара, который, не сконденсировавшись, уходит из рубашки в конденсатопровод.