Проектирование электрического пищеварочного котла емкостью 250 дм3 (стр. 5 из 8)
После окончания работы отключают котел от электросети при помощи красной кнопки «Стоп». Прежде чем открыть крышку выпускают пар из варочного сосуда путем поднятия турбинки вверх до отказа, затем ослабляют откидные винты-зажимы и плавно без рывков откидывают крышку котла.
После выгрузки готовой продукции, остывший варочный сосуд и крышку промывают горячей водой и протирают снаружи сухой чистой тканью.
Надо помнить, что использование котла с загрязненным или неисправным клапаном-турбинкой всегда приводит к аварийным случаям, с травмированием и ожогами обслуживающего персонала. При работе с пищеварочными котлами нужно строго выполнять правила техники безопасности и безопасность труда.
2.7 Ремонт и испытания котлов
Капитальный ремонт котлов производят в специализированных ремонтных цехах, оснащенных стендами для производства разборочно-сборочных работ и испытаний тепловых аппаратов.
Примерная последовательность основных операций по разборке стационарных котлов на электрическом обогреве включает: снятие противовеса и крышки, отсоединение узла арматуры, снятие облицовки корпуса и постамента, удаление тепловой изоляции, разбор болтовых соединений, крепящих фланец блока тэнов, и вынимание блока.
Очистка от накипи. Тэны котлов на электрическом обогреве очищают вручную механическим способом или путем обработки их горячим щелочным раствором в специальной ванне в течение 8 – 12 ч.
Парогенераторы котлов, работающих на газовом обогреве, очищают раствором каустической соды (15 г/л), который заливают через воронку в пароводяную полость до крана уровня. Раствор разогревают, а затем поддерживают его температуру около 100 °С не менее 2 ч путем обогрева котла газовыми горелками. После этого котел разбирают, отделяют от корпуса парогенератор и дочищают его ершами или стальными щетками.
Определение дефектов и ремонт узлов. Неплотности в сварных швах, фланцевых и резьбовых соединениях, а также свищи в наружных стенках обнаруживают путем гидравлического испытания пароводяной полости давлением до 0,1 МПа. Неплотности можно обнаружить также по изменению окраски (посветлению) поверхностей деталей у мест выхода пара и по отложению накипи у мест протекания воды.
Течь во фланцах и резьбовых соединениях устраняют соответственно заменой прокладок из паронита ПОН и заменой уплотнительной подмотки из пенько-джутовой пряди. Паронитовую прокладку перед установкой прогревают 15 – 20 мин в горячей воде, а затем смазывают смесью машинного масла и графита.
Величину коррозионного износа наружной стенки пароводяной полости определяют ориентировочно простукиванием ее заостренной частью молотка.
Для измерения остаточной толщины в стенке вырезают отверстие для прохода измерительного инструмента, которое при необходимости закрывают вваркой заплаты.
При капитальном ремонте котлов равномерный коррозионный износ стенок допускается в пределах 20% их первоначальной толщины.
Для исправления сварных швов внутреннего сосуда, выполненного из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, и приварки к нему штуцеров или других деталей из малоуглеродистой стали применяют электроды ОЗЛ-12 или ОЗЛ-14; шов, выполненный этими электродами, устойчив к межкристаллитной коррозии.
Варочные сосуды котлов, деформированные вследствие превышения установленного давления, разрешается править киянками или молотками с пластмассовой ударной частью, при этом с противоположной стороны стенки к месту нанесения ударов должна быть приложена деревянная поддержка, профиль поверхности которой должен соответствовать профилю поверхности стенки.
Узел арматуры в сборе перед установкой проверяют: на прочность – гидравлическим давлением 0,1 МПа, на плотность – пневматическим давлением 0,05 МПа. При проверке плотности арматуру погружают в ванну с водой.
Испытания. Перед сборкой узлов сварные швы, доступные для осмотра с двух сторон, испытывают керосином. Последний наносят кистью или ветошью на внутреннюю поверхность шва, при этом наружную поверхность его предварительно окрашивают меловой краской, приготовленной на воде, и просушивают. Шов считается плотным, если в течение 15 мин на меловой краске не появятся пятна керосина.
По окончании сборки корпуса, перед нанесением тепловой изоляции, пароводяную полость испытывают гидравлическим давлением 0,1 МПа. При испытании воздух из полости полностью удаляют через верхний штуцер. Испытательное давление выдерживают 5 мин, после чего снижают до 0,05 МПа и производят осмотр сварных швов, резьбовых и фланцевых соединений. Наличие капель и отпотевание поверхностей не допускаются.
Гидравлическое испытание давлением сети городского водопровода разрешается производить при условии установки редуктора, предварительно отрегулированного на испытательное давление. Следует учитывать, что превышение испытательного давления может вызвать повреждение (вспучивание) внутреннего сосуда котла.
Исправность клапана-турбинки и плотность прилегания крышки котла проверяют давлением 0,0025 МПа.
3. Теплотехнический расчет электрического котла КПЭ-250С
3.1 Расчет теплового баланса и определение мощности КПЭ-250С
Исходные данные приведены в таблице, а схема котла КПЭ-250 – на рисунке 5
Рисунок 5 – Расчетная схема электрического пищеварочного котла:
- диаметр крышки, = 
; - диаметр кожуха; 
- диаметр наружного котла; 
- диаметр варочного сосуда; 
- общая высота аппарата; 
- высота варочного сосуда; 
- высота выпуклости крышки; 
высота вогнутости варочного сосуда; 
- высота выпуклости наружного котла; 
длина парогенератора; 
высота парогенератора; 
толщина изоляции; 
величина зазора между варочным сосудом и наружным котлом; 
высота постамента3.1.1 Определение геометрических размеров аппарата
Определяем размеры варочного сосуда
:
, (1) 
где
внешний диаметр варочного сосуда, м;V– вместимость сосуда, м³ ;
К =0,8;
К1 =0,05.
Высота вогнутости варочного сосуда:
, 2) 
где
высота вогнутости варочного сосуда, м.Высота варочного сосуда:
, (3) 
Высота заполнения варочного сосуда
определяется по формуле: 
, (4) 
Определяем размеры наружного котла, установив предварительно его диаметр, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 м. Это необходимо для того, чтобы между варочным сосудом и наружным котлом образовалось пространство, представляющее собой рубашку для промежуточного теплоносителя (см. таблицу 3).
, (5) 
, (6) 
Таблица 3– Исходные данные для расчета
| Показатели | Обозначение | Величина | Примечание | |
| Давление в варочном сосуде, кПа | Котел работает без избыточного давления | |||
| Коэффициент заполнения варочного сосуда |  | 0,82 | Для того, чтобы вода расширившись при нагревании, не переливалась через кромку варочного сосуда, заполняют содержимым на 80 – 90 %. В расчет принимаем =0,82 | |
| Максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения, кг |  | 205 | ||
| Варочный сосуд цилиндрической формы с вогнутым дном | ||||
 | 0,8 | Варочный сосуд выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной  =2 мм | ||
 | 0,05 | |||
| Показатели | Обозначение | Величина | Примечание | |
| Зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла, м |  | 0,05 | По конструктивным соображениям | |
| Крышка варочного сосуда одинарная сферическая выпуклая, мм |  | 2 | Крышка выполнена из листовой нержавеющей стали толщиной 2 мм | |
| Наружный котел цилиндрический, мм |  | 3 | Выполнен из углеродистой стали | |
| Кожух |  | 0,5 | Выполнен из листовой углеродистой стали, покрытой светлой эмалью с толщиной листа 0,5 мм | |
| Температура наружной поверхности котла, °С |  | 60 | Согласно требованиям ГОСТ 16997-77 | |
| Избыточное давление пара в пароводяной рубашке, кПа |  | 40 (0,4) | Согласно требованиям ГОСТ 16997-77 | |
| Степень сухости пара |  | 0,9 | ||
| Количество воды, испарившейся при стационарном режиме, кг |  | 2,05 |  | |
| Температура воздуха в помещении, °С |  | 18 | ||
| Время работы котла при стационарном режиме, ч |  | 1,0 | ||
| Время разогрева котла, мин |  | 55 | ||
| Температура на крышке котла при стационарном режиме работы, °С |  | 95 | ||
| Размеры парогенератора: | По аналогии с серийно выпускаемыми аппаратами | |||
| длина, мм |  | 400 | ||
| ширина, мм |  | 200 | ||
| высота, мм |  | 200 | ||
| Каркас и арматура котла, кг | 250 | % от массы варочного сосуда | ||
| Постамент, кг | 400 | % от массы варочного сосуда | ||
| Начальная температура воды, °С |  | 12 | ||
| Температура кипения воды в варочном сосуде, °С |  | 100 | ||
Устанавливаем толщину изоляции стенок наружного котла, для чего предварительно определяем удельные потери теплоты теплоизолированным котлом и коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности котла воздуха соответственно по формулам и для тонкой стенки; температуру изолированной стенки
= 60°С по таблице, температуру стенки наружного котла‚ принимаем равной температуре пара (при заданном избыточном давлении 40 кПа 
=109,3°С).