На  крышке котла смонтирован клапан-турбинка, а на арматурной стойке установлены заливочная воронка, двойной предохранительный клапан и манометр.

     Полезная  вместимость 160 л, продолжительность нагрева его содержимого до температуры кипения - 75...80 мин при расходе 11 кг полусухих дров или 6 кг антрацита, кпд котла в процессе нагрева до кипения равен 30 %, в процессе «тихого» кипения - 49...55%.

     Повторное использование котла сокращает  время нагрева его содержимого до кипения на 15…20 мин, уменьшает расход топлива и повышает кпд до 47%. Габариты котла, мм: длина – 1210, ширина – 1190, высота – 1110. Объем парогенератора 63 дм³, площадь греющей поверхности котла – 2,6 м².

     Котел КПТ-100 имеет аналогичную конструкцию. 

      Устройство и принцип действия паровых пищеварочных котлов

     На  предприятиях общественного питания используются паровые пищеварочные котлы КПП-100, 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.

     

     Рис. 2.12. Котел пищеварочный паровой КПП-100:

а - общий  вид; б - сливной кран; в - изменение толщины пленки конденсатора и коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальной стенки; 1 - варочный сосуд; 2 - наружный корпус; 3 - основание; 4 - вентиль; 5 - конденсатоотводчик; 6 - кран; 7 - мановакуумметр; 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. 

     Котел КПП-100 (рис. 2.12. 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.

     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 парового котла.

 

      3. Тепловой расчет  котла 

      Исходные  данные

      Расчет  производится для режима нагревания до кипения и режима тихого кипения  содержимого котла.

      Полезная  емкость котла 250 л.

      Диаметр защитного кожуха (от наружных стенок) D_зк=760 мм.

      Диаметр наружного котла  (от внутренних стенок) D_нк=655 мм.

      Диаметр внутреннего котла  (от внутренних стенок) D_вк=605 мм.

      Высота  постамента, Н_п=500 мм.

      Высота  расчетная наружного котла, Н_нк=530 мм.

      Высота кожуха котла, Н_зк=505 мм.

      Высота  внутреннего котла, Н_вк=510 мм.

      Толщина стенки внутреннего котла, 3 мм.

      Толщина стенки наружного котла, 4 мм.

      Толщина стенки кожуха котла, 1,5 мм.

      Рабочее давление пара в пароводяной рубашке  котла, 0,5 атм.

      Изоляция  теплоизолирующего кожуха – мятая алюминиевая фольга.

      Тепло, выделенное нагревателями котла, расходуется  на следующие статьи:

      Q=Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄+ Q₅,

      Где Q₁ – тепло, идущее на разогрев воды во внутреннем котле, кДж;

      Q₂ – тепло, израсходованное на нагревание конструкции котла, кДж;

      Q₃ – тепло, расходуемое на парообразование в пароводяной рубашке, кДж;

      Q₄ – тепло, расходуемое на испарение воды содержимого котла, кДж;

      Q₅ – потери тепла наружными поверхностями котла в окружающую среду, кДж.

      Определяем  полезно использованное тепло:

      Q₁=СG·(t_к - t_н)=49406,6 кДж; 
 
 

      Где С=4,187 – теплоемкость жидкого содержимого  котла кДж/(кг°С);

      G=125 кг – вес содержимого котла,  кг;

      t_к , t_н – конечная и начальная температура содержимого котла, °С.

      В процессе слабого кипения (варки) тепло расходуется только на испарение содержимого при кипении и на потери в окружающую среду.

      3.1 Определяем расход тепла на разогрев конструкций, парообразование в пароводяной рубашке, и на испарение содержимого котла.

      Q₂= Q₂^м+ Q₂^из,

      Где Q₂^м – тепло, затраченное на нагревание металлоконструкций котла, кДж;

      Q₂^м=СG(t_к - t_н)

      Где С=0,5 – теплоемкость металлоконструкций котла, кДж/(кг°С);

      G=125 кг – вес металлоконструкций  котла, кг;

      t_к=100°С – средняя температура нагрева металлоконструкций котла, °С

       t_н=20°С – начальная температура металлоконструкций котла, °С.

      Q₂^м=5024,4 кДж.

      Определяем  расход тепла на нагревание изоляции:

      Q₂^из=С_из G_из (t_к - t_н)

      Где С_из – теплоемкость изоляции, С_из=0,2кДж/(кг°С);

      G_из – вес изоляции, G=2 кг (по опытным данным);

      t_к =( t_вн + t_кож)/2,

      t_вн – температура частей изоляции, касающихся наружного котла;

      t_кож – температура частей изоляции, касающихся кожуха;

      t_к =( 100 + 50)/2=75 °С;

      t_н – начальная температура альфоли, равная температуре окружающей среды, t_н =20 °С;

      Q₂^из=11,5 кДж.

      Q₂= Q₂^м+ Q₂^из=5037 кДж.

      Расход  тепла на парообразование  в пароводяной  рубашке

      Тепло, израсходованное на нагревание воды в парогенераторе до кипения:

      Q_п=С G (t_к - t_н)=3977  кДж.

      Объем пароводяной рубашки:

      V=0,07 м³.

      Удельный  вес пароводяной смеси: g=0,8 кг/м³, тогда вес пароводяной смеси:

      G₃=V·g=0,07·0,8=0,056 кг.

      Теплосодержание пара при давлении 0,5 атм  i^”=2692,6 кДж/кг.

      Расход  тепла на парообразование и нагревание воды:

      Q₃’=G₃·i^’’=146,5кДж;

      Q₃= Q_п+ Q₃’=4124,2кДж.

      Расход  тепла на испарение  содержимого котла

      А) в процессе разогрева:

      Количество  испарившейся воды принимаем, по опытным  данным, равным 0,5% от веса воды в котле

      М_исп=125·0,5/100=0,625 кг/час

      Q_нагр= М_исп·r=1423,6 кДж/час

      В) в процессе варки:

      Количество  испарившейся воды принимаем, по опытным  данным, равным 1,5% от веса воды в котле 

      М_кип=125·1,5/100=1,88 кг/час

      Q_кип= М_кип·r=4270,7 кДж/час

      Определение потерь тепла в окружающую среду

      Потери  тепла происходят с боковой поверхности  кожуха, неизолированной шейки котла, крышки, нижней части кожуха, дна  котла и парогенератора.

      Отдача  тепла воздуху происходит конвекцией и лучеиспусканием. 
 
 

      3.2 Потери тепла в окружающую среду

      Определяем  размеры боковой поверхности  кожуха котла:

      F_кож=3,14·D_зк·H_зк=3,14·0,76·0,5= 12м², а также t_ст –

      Среднюю расчетную температуру кожуха, которая в начале нагревания была 20 °С, а в момент кипения 50°С:

      t_ст =(50+20)/2=35 °С.

      Перепад температур при нагревании и кипении, равен при нагревании:

      Dt₁ = t_ст- t_в=35-20=15 °С.

      При кипении:

      Dt₂ = t_ст- t_в=50-20=30 °С.

      определяем  коэффициент отдачи тепла лучеиспусканием:

      

      С – коэффициент пропорциональности, С=4,9;

      e – коэффициент черноты эмалированной стали, e=0,88;

      t_ст – средняя температура стенки кожуха, °С;

      t_в  – температура окружающего воздуха, °С;