Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Введение

Сегодня сельское хозяйство испытывает ряд социальных и экономических трудностей, вызванных переходом к рыночной экономике. Но, несмотря на тяжелое положение, сложившееся в агропромышленном комплексе, электрификация и автоматизация сельского хозяйства являются одной из важнейших задач, от успешного решения которых зависит дальнейшее развитие сельского хозяйства страны.

Интенсификация отраслей птицеводства и широкое применение индустриальных методов производства продукции птицеводства открывают широкие возможности перед хозяйствами, ставят их на новый уровень развития, делают производство более рентабельным, а саму продукцию - более качественной и дешевой. Отечественная промышленность выпускает комплекс машин и оборудования для птицеводства, однако, уровень использования этого оборудования сравнительно невысок.

Наша задача - повышение эффективности использования уже созданного в агропромышленном комплексе производственного потенциала, использование новых технологий, достижений науки и техники, а также передового опыта.

Одним из неиспользованных резервов повышения продуктивности птицы остается недостаток в витаминных кормах в зимнее время, что ведет к ослаблению их организма и уменьшению продуктивности. Решением этой проблемы является разработка и внедрение в птичниках установок по выращиванию зеленого корма в зимнее время.



1. Обоснование темы дипломного проекта

Разработка данного дипломного проекта проведена с целью определения эффективного пути производства продуктов птицеводства, снижения потребления электрической энергии, выбора оптимальной электротехнической службы, а также внедрения новых технологических решений и оборудования, позволяющих получить продукцию лучшего качества и в более короткие сроки, получив при этом максимальную прибыль.

Повысить производительность труда, увеличить выход готовой продукции можно путём применения современных средств механизации и электрификации производственных процессов, введения прогрессивных технологий производства.

В себестоимости продукции птицеводства около 80% расходов составляют корма и, решая задачу производства продуктов птицеводства и извлечения прибыли из данного предприятия, необходимо в первую очередь рассматривать проблемы получения дешёвых и эффективных кормов.

В данном дипломном проекте предлагается один из вариантов получения таковых.



2. Производственно-хозяйственная характеристика птицефабрики "Вараксино»

2.1 Краткая характеристика хозяйства

Птицефабрика "Вараксино" государственное унитарное предприятие Министерства сельского хозяйства и продовольствия Удмуртской Республики организована в 1968 году на базе совхоза «Вараксино» Завьяловского района с проектной мощностью 100 тысяч кур-несушек яичного направления при напольном содержании.

Птицефабрика расположена в Завьяловском районе Удмуртской Республики вблизи города Ижевска. Она находится на выезде из города по Шабердинскому тракту и занимает площадь 647 га.

Птицефабрика имеет проектную мощность 600 тыс. кур-несушек, годовое производство яйца 160 млн. штук, яичного порошка 90 тонн, мяса кур 1300 тонн, травяной муки 1250 тонн, компоста 30 тыс. тонн, мясокостной муки 320 тонн. В процессе производства продукции использован замкнутый цикл в состав которого входят цехи: промышленного и родительского стада, инкубационный, кормоприготовительный, яичного порошка, яйце - сортировочный, убойный, цех по переработке отходов убойного и яйце - сортировочного цеха в мясокостную муку, открыт фирменный магазин №1 «Птица».. На птицефабрике имеются собственные котельная с двумя котлами ПТВМ,30 М и два котла ДКВР 4/13, ремонтная мастерская, автотракторный парк на 130 единиц транспорта с пунктом технического обслуживания, помётное хранилище с годовым объемом производства компоста 30 тыс. тонн. Отгрузка продукции производится со складов, расположенных на территории хозяйства, все транспортные пути имеют асфальтовое покрытие.

Птицефабрика имеет свой посёлок общей площадью 35,1 тыс. м², детский комбинат на 160 мест, среднюю школу, культурно-спортивный комплекс со зрительным залом, спортзалом, библиотекой, продовольственным магазином, комбинатом бытового обслуживания. Природно-климатические условия: ровный рельеф, почва песчаная, вода артезианская. Климат умеренно холодный, среднегодовая температура 1,5 С. Среднегодовое количество осадков 475 мм.

2.2 Характеристика объекта проектирования

Объектом проектирования является птичник размером 108х18 с установленным в нём оборудованием для содержания птицы, система освещения, отопления, вентиляции. Оборудование содержит в себе установку для поения, кормления птицы и для уборки помёта.

Температура воздуха в помещении должна быть не ниже 18 С, относительная влажность воздуха 60-70 %. Допускается отклонение температуры в птичнике на 2С и снижение относительной влажности воздуха 40-50 в зимнее время. Скорость движения воздуха в холодный период должна быть в пределах 0,2-0,6м/с, а в теплый период года 0,3-1,4 м/с. Предельно допустимая концентрация вредных газов в воздухе птичника: углекислоты - 0,25%, аммиака 15 мг/м³, сероводорода 5 мг/м³.

Комплект оборудования установленный в птичнике - ОБН-1. Он состоит из отдельных секций размером 208х244 см. В секции четыре ряда горизонтально расположенных клеток. Клетка размером 310х457х400 мм. Рассчитана на три курицы-несушки.

Поение птицы осуществляется из желобовых поилок, кормление - из желобовых кормушек с цепными кормораздатчиками. Яйца собирают с помощью продольных и поперечных ленточных транспортеров, доставляющих яйца к яйце сборному столу. Помёт из клеточных батарей убирают продольными спаренными помёта уборочными скребками.



3. Анализ хозяйственной деятельности

3.1 Показатели хозяйственной деятельности

Анализ хозяйственной деятельности проведён на основе данных собранных за 1998, 1999, 2000г.

Произведем расчет основных показателей на примере 1999 г, пользуясь методикой, указанной в литературе, заполним таблицы по реализации продукции и ее трудоемкости и себестоимости.

Таблица 1. - Основные показатели хозяйственной деятельности:

Показатели	1998	1999	2000
1. Земельная площадь сельхозугодий, га	562	562	562
2. Среднегодовая численность работников, чел	780	806	810
3. Валовая продукция хозяйства в сопоставимых ценах 1994г, млн. руб.	17,447	20,146	20,077
4. Товарная продукция, млн. руб.	87,193	182,276	234,709
5. Полная себестоимость проданной продукции, млн. руб.	79,808	157,173	207,604
6. Прибыль, млн. руб.	7,965	30,559	29,776
7. Производственные и основные средства предприятия, млн. руб.	252,812	264,327	265,725
8. Оборотные средства , млн. руб.	24,034	42,383	60,117
9. Фондовая обеспеченность на 1000 голов кур-несушек, тыс. руб.	428,5	434,4	439,4
10. Фондовооруженность на одного человека, тыс. руб.	324,1	327,9	328,1
11. Фондоемкость, руб.	3,18	1,67	1,39
12. Фондоотдача, руб./ 100 руб. осн. фонд.	31,50	59,4	72,03

Покажем расчет экономических показателей на примере 1999 г.

Фондовая обеспеченность:

Фоб. = (1)

Где:

С - стоимость основных производственных фондов, тыс.руб.

S - количество кур-несушек, тыс. шт.

Фоб. = = 434,4 тыс. руб./1000 поголовья.

Фондовооруженность:

Фв = (2)

Где:

M - средне годовая численность работников.

Фв = тыс. руб./чел.

Фондоотдача:

Фот = (3)

Где:

Т - величина денежной выручки от реализации продукции, млн. руб.

Фот = руб.

Фондоёмкость:

Фём = (4)

Фём = руб.

Рассмотрев таблицу 1 и сравнив по годам такие показатели как фондовая обеспечённость, фондовооружённость, фондоёмкость и фондоотдача, можно сделать вывод, что при сравнительно небольшом росте стоимости основных фондов за два года фондоотдача увеличилась на 100%. На основании таблицы 2 можно сделать вывод, что птицефабрика “Вараксино” имеет основной доход от реализации яйца.

Рентабельность производства яйца упала по сравнению с 1998 годом, но все равно производство яйца остается доходной статьей в общей картине производства в хозяйстве.

В последнее время стала повышаться рентабельность производства яичного порошка, в 2000 году по сравнению с 1999 годом рентабельность возросла почти в три раза.

Это говорит о том что в существующих условиях глубокая переработка продукции экономически выгодна.

Невысокая рентабельность и доходность других направлений связана с тем, что при возросших затратах на корма, электрическую и тепловую энергию розничная цена продаваемой продукции не на много увеличилась. Здесь можно сделать вывод, что уверенное существование хозяйства в наше время возможно при его многоплановой экономической политике, использованию внутренних резервов и ресурсов.

Показатели себестоимости и трудоемкости являются тоже важными показателями в хозяйстве.

Себестоимость продукции неуклонно и заметно растет, что напрямую связано с происходящим в стране процессом инфляции, что особенно заметно по скачку себестоимости в 1999 г. Трудоемкость производства снижается, это говорит о том что специалисты хозяйства занимаются модернизацией производственных процессов, внедряют новые прогрессивные технологии.

Таблица 2. - Реализация продукции:

Показатели	тыс. руб.	%	1998			тыс. руб.	%	1999			тыс. руб.	%	2000
1. Яйцо куриное	53571,4	77,8	45873,2	7698,2	16,8	143958,2	81,68	121105,8	22852,4	18,9	166422,8	73,79	142465,5	23957,3	19,7
2. Яйцо инкубационное	0,4	0,001	0,6	-0,2	-33,3	456,6	0,26	330,3	126,3	38,2	556,8	0,25	391,3	165,5	48,6
3. Мясо куриное	7031,6	10,21	13130,4	6098,9	-46,4	20508,5	11,64	19118,7	1389,8	7,3	23521,6	10,42	22291,4	1230,2	6,4
4. Яичный порошок	7774,8	11,29	6935,9	838,9	12,1	9342,5	5,3	8596,3	745,9	8,7	12182	5,4	9523,1	2658,9	28,4
5. Куры живые	112,5	0,16	167,4	-25,9	-15,5	475,1	0,27	414,5	60,6	14,6	841,3	0,37	759,5	81,8	12,0
6. Пух-перо	93,3	0,148	143,7	-50,4	-35	172,8	0,1	245,3	-72,5	-29,6	296,3	0,13	279,1	17,2	7,5
7. Куриный помет	35,4	0,051	36,4	-1	-3,0	51,6	0,03	46,5	5,1	11	133,8	0,06	121,5	12,3	12,4
8. Прочее	219,3	0,34	246,7	-27,4	-11,1	1275,8	0,72	1538,6	-262,8	-17	21583,7	9,58	21812	-228,3	-1,1
Всего	68838,7	100	66534,3	2333,3	3,5	176241,1	100	151396	24845,1	16,41	225538,3	100	197643,4	27894,9	12,4

Таблица 3. - Трудоемкость и себестоимость продукции:

Показатель	1998	1999	2000
	Трудоемкость	Себестоимость	Трудоемкость	Себестоимость	Трудоемкость	Себестоимость
1. Яйцо куриное	1,1	291,82	0,87	543,26	0,82	643,77
2. Яйцо инкубацион.	2,45	439,40	1,67	648,26	1,59	803,28
3. Мясо куриное	81,7	1825,46	80,7	1865,88	79,4	2559,37
4. Яичный порошок	31,6	2828,1	21,9	4528,14	26,7	5248,03
5. Молодняк подрощенн. (привес)	7,0	995,6	4,95	1614,67	4,95	1614,67



4. Характеристика электрохозяйства

Для анализа состояния электрохозяйства заполним таблицу 4 и произведем соответствующие расчеты.

Таблица 4. - Электроэнергетика хозяйства:

Показатели	1998	1999	2000
1.Электродвигатели, шт Их мощность, кВт	3795 17836	3720 17721	3606 17653
2.Силовые трансформаторы Их мощность, кВт.	35 19880	35 19880	35 19880
3.Прочие электроустановки 3.1 Электрокалориферы, шт/кВт 3.2 Распред. устройства 10 кВ 3.3 Распред. устройства 0,4 кВ 3.4Светильники, шт. 3.5 КЛ силовые, км	16/932 2 68 12080 17,96	8/428 2 68 12080 17,96	6/302 2 68 12080 17,96
4. Объем электропотребления тыс. кВт ч,	11987,3	11431,2	11025
5. Количество УЕЭ	8410,8	8401,2	8412,5
6. Численность фактическая, эл. монтеров ИТР	20 15 5	21 16 5	20 15 5
7. Приходится на одного эл.монтера эл. двигателей, шт. эл. установок, УЕЭ.	253 561	233 525	240 561
8. Электр. обеспеченность, кВт /1000 поголовья	32,7	32,4	32
9. Электр. вооруженность, кВт ч/чел	14,9	14,2	14,1
10. Электроемкость, кВт ч/млн.руб	687	567	549

Электрическая обеспеченность равна:

Э= (5)

Где:

Q - мощность всех энергетических средств, кВт.

S - количество кур-несушек, тыс. шт.

Э = кВт ч/тыс. поголовья.

Электрическая вооруженность равна:

Э = (6)

Где:

N - среднегодовая численность работников, чел.

Р - годовое потребление электроэнергии, тыс. кВт/ч.

Э = тыс. кВт/ч чел.

Электроемкость:

Э = (7)

Где:

Т - валовая продукция хозяйства, млн. руб.

Э = кВт./ч., млн. руб.

Анализируя таблицу 4 можно сделать вывод, что энергетическая служба птицефабрики активно занимается энергосбережением.



5. Электротехнические расчёты

5.1 Расчет вентиляции

Расчет вентиляции производим по методике, рекомендуемой в литературе. Расчет воздухообмена по избыточной влаге:

L= (8)

Где:

W - масса влаги, выделяющейся в помещении, г/ч.

d и d - влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, г/кг.

- плотность воздуха, кг/м.

Суммарные выделения в птичнике определяются по формуле:

W = W + W + W (9)

Где:

W - масса водяных паров, выделяемых птицей, г/ч.

W - масса влаги, испаряющейся из помета, г/ч.

W - масса влаги, испаряющейся с мокрых поверхностей, г/ч.

Масса водяных паров, выделяемых птицей.

W = (10)

Где:

w - выделение влаги на 1кг птицы данного вида, г/ч.

g - живая масса одной птицы, кг.

n - число птиц данного вида в помещении.

W = 5,1 1,5 20000 = 153000 г/ч

Масса влаги, испаряющейся из помета:

W = P n z/24 (11)

Где:

P - среднесуточный выход помета у одной птицы, г.

z - коэффициент, учитывающий усушку помета, z=0,7.

W = 240 20000 0,7/24 = 140000 г/ч.

Масса влаги, испаряющейся с мокрых поверхностей:

W = 0,1 W (12)

W = 0,1 153000 = 15300 г/ч.

Суммарные выделения влаги:

W = 153000 + 140000 + 15300 = 308300 г/ч.

L = м/ч.

Определим воздухообмен по углекислому газу:

L = (13)

Где:

C - количество углекислого газа, выделяемого одной птицей. л/ч.

C - допустимая концентрация углекислого газа в помещении.

С - концентрация углекислого газа в наружном воздухе, л/м С=0,4 л/м.



L = м / ч

Принимаем в дальнейших расчетах воздухообмен по влаге т.к. он больше воздухообмена по углекислоте. Для обеспечения вытяжной вентиляции применяем 10 вентиляторов ВО-5,6 с подачей каждого 5500 м/ч.

5.2 Расчет отопления

Тепловая мощность системы отопления определится из уравнения теплового баланса

Q = Q +Q + Q - Q (14)

Где:

Q - потери теплоты через ограждения.

Q - потери теплоты на подогрев приточного воздуха.

Q - потери теплоты на испарение влаги с мокрых поверхностей.

Q - теплота выделяемая птицей.

Определение тепловые потери через ограждения.

Потери тепла через ограждения определяются формулой:

Q = 1/R F ( t - t ) (15)

Где:

1/R - общее сопротивление теплопередаче ограждения, м С/Вт.

F - площадь ограждения, м.

t и t - расчетная температура внутреннего и наружного воздуха, С.

Сопротивление теплопередаче m-слойного ограждения определяется формулой:



R = R + (16)

Где:

R - термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности, R=0,086 м С/Вт.

- толщина ограждения, м.

- коэффициент теплопроводности.

R - термическое сопротивление тепловой отдаче наружной поверхности ограждения.

Стены птичника сделаны из кирпича и имеют =0,4 м, =0,81Вт/(м/С), тогда сопротивление теплопередаче будет равно:

R = 0,086 + м С/Вт.

Тепловые потери через наружные стены:

Q = 1/0,62 650( 16 + 25 ) = 42983,8 Вт.

Дополнительные потери на ветер составляют 5%.

Q = 42983,8 0,05 = 2149,1 Вт.

С учетом этого тепловые потери через стены равны:

Q = 42983,8 + 2149,1 = 45132,9 Вт.

Перекрытия состоят из железобетонных плит с =0,2м , =2,04, рубероида, =0,004 м, =0,17 Вт/(м/С) и битума, =0,006 м, =0,27 Вт/(м/С).

Сопротивление теплопередаче перекрытия:

R = м С/Вт.

Тепловые потери через перекрытия:

Q = 1/0,27 2200 (16+25) = 33407,7 Вт.

Полы выполнены из бетона с = 0,2м и = 1,86 Вт/(м/С)

Ширина пола 19,2 м, а до осевой линии здания 9,6 м.

Разделим пол на три зоны: две зоны по 2 м и одну 1,6 м.

Площадь пола по зонам 218,8, 218,8, 147,7м

Сопротивление теплопередаче R первой зоны составляет 2, 15, второй зоны 4,3, третьей 8,6.

Сопротивление теплопередаче 1 зоны:

R = м С/Вт.

Сопротивление теплопередаче 2 зоны:

R= м С/Вт.

Сопротивление теплопередаче 3 зоны:

R = м С/Вт.

Суммарные тепловые потери по всем зонам пола:

Q = Вт.

Общие тепловые потери через ограждения:

Q = 45132,9+33407,4+13698,2 = 94347,7 Вт.

Определение тепла, расходуемого на подогрев приточного воздуха:

Q = 0,278 L c ( t - t ) (17)

Где:

L - расчетный воздухообмен помещения, м/ч.

- плотность воздуха, 1,395 кг/м.

c - массовая изобарная теплоемкость воздуха, 1кДж/(кг С).

Q = Вт.

Определение тепла на испарение влаги:



Q = 0,692(W + W) (18)

Q = 0,692 (140000+15300) = 107464,6 Вт.

Свободное тепло выделяемое птицей:

Q = (19)

Где:

g - количество тепла, выделяемого 1кг живой массы птицы.

q - живая масса одной птицы.

Q = 20000 7,9 1,5 = 237000 Вт.

Необходимая тепловая мощность системы отопления:

Q = 45132,9+94347,7+851047,5+107467,6-237000 =815862,8 Вт.

Устанавливаем воздушное отопление из двух водяных калориферов, совмещенное с приточной вентиляцией. Дальнейшие вычисления ведем с расчетом на одну приточную систему, которая должна обеспечить воздухообмен L/2=26762,1 м/ч при подаче тепла Q/2=407931,4 Вт.

Подбор калориферов.

Принимаем предварительную массовую скорость воздуха =10 кг/(м с) и определим расчетную площадь живого сечения калорифера

f = (20)

f = м.

Выбираем калорифер КФБ №11, с f= 0,638 м. Площадь поверхности нагрева калорифера F= 69,9 м. Действительная массовая скорость воздуха:



(21)

кг/(м/с)

Теплоотдача калорифера:

Q = k F (t - t) (22)

Где:

k - коэффициент теплопередачи, k = 26,2 Вт/(м/С).

F - площадь поверхности нагрева, м.

t - средняя температура нагреваемого воздуха, С.

t - средняя температура теплоносителя, С.

t= (23)

Где:

t - температура внутри помещения, С.

t - температура наружного воздуха, С.

t = .

t= (24)

Где:

t - температура на входе в калорифер, С.

t - температура на выходе из калорифера, С.

t = .

Q = 26,2 69,9 (82,5- (4,5)) = 159330,06 Вт.

Теплоотдача калорифера недостаточна, поэтому установим три калорифера.

Их суммарная теплоотдача равна:

Q =159330,06 3 = 477990,18 Вт.

Запас по теплоотдаче:

(25)

%.

Для выбора вентилятора определим напор, который он должен обеспечивать. Напор вентилятора равен:

P = H + h (26)

Где:

H - потери напора в трубопроводе, Па.

h - потери от местных сопротивлений, Па.

H = (27)

Где:

- коэффициент трения воздуха в трубопроводе, = 0,02.

l и d - соответственно длина и диаметр трубопровода, м.

v - скорость движения приточного воздуха в трубопроводе, м/с.

v = 10 м/с.

Примем длину воздуховода 50 м, а диаметр 0,45 м, тогда:

H = Па.

Местные сопротивления:

h= (28)

Где:

- сумма коэффициентов местных сопротивлений отдельных участков приточной системы.

= 0,5 - жалюзи на входе.

= 0,3 - два колена трубопровода.

= 3 - 15 отводов трубопровода.

h = Па.

Сопротивление калорифера проходу воздуха 82 Па, но т.к. калориферов три, сопротивление будет 246 Па. Общий напор:

Р = 62,2+210+246 = 518,2 Па.

Подача вентилятора:

L = 1,1 * L (29)

L = 1,1*26762,1 = 29100,2 м/ч.

По номограмме выбираем вентилятор Ц4-70 №6, у которого безразмерный коэффициент А равен 5500, =0,4.

Частота вращения вентилятора.



n = A / № (30)

n = 5500 / 6 = 916 об/мин.

Применив клиноременную передачу с = 0,95, определим мощность на валу:

N = (31)

N = кВт.

Приняв коэффициент запаса k =1,1, находим установленную мощность электродвигателя:

N = k * N (32)

N = 1,1*11,02 = 12,1 кВт.

5.3 Расчет электрического освещения

Выбираем систему общего локализованного освещения в птичнике с лампами накаливания, потому что нормированная освещенность невысокая и применение люминесцентных ламп не эффективно.

По отраслевым сельскохозяйственным нормам нормированная освещенность в зоне расположения кормушек 30 лк. Вид освещения - рабочее. Коэффициенты отражения =0,7, =0,5, =0,1. Расчет ведем методом коэффициента использования светового потока осветительной установки, используя литературу.

Показатель экономичности:



Е * k * h (33)

Где:

Е - нормированная освещенность, лк Е=30 лк.

k - коэффициент запаса, k=1,15.

h - высота подвеса светильника, м.

30 * 1,15 * 2,5 = 186,5.

Выбираем светильник НСП02.

Расчет размещения светильников.

Индекс помещения:

i = (34)

Где:

a - длина помещения, м.

b - ширина помещения, м.

i = .

Для i=6,6 и коэффициентах отражения светового потока от пола, потолка, стен соответственно 0,1, 0,7, 0,5 коэффициент использования светового потока U= 0,42.

Определим показатель m:

(35)

.

.

Относительное световое технически выгодное расстояние:

(36)

.

Число светильников в ряду:

(37)

м.

Число светильников вдоль помещения:

(38)

.

Число светильников поперек помещения:

(39)

.

Общее число светильников 130.

Определим мощность ламп.

Световой поток лампы равен.



Ф = (40)

Где:

S - площадь помещения, м.

z - коэффициент неравномерности, z=1,15.

N - число светильников, шт.

U - коэффициент использования светового потока, U=0,42.

Ф= лм.

Подберем из таблицы лампу БК-215-225-100, мощностью 100 Вт и потоком 1450 лм. Расхождение с номинальным потоком должно находится в пределах -10...+20%.

-10.

-10%%%.

Отклонение допустимо.

Проверим, как соблюдается нормированная освещенность на кормушке. Расчет произведем точечным методом. За контрольную точку примем точку С.

Освещенность в точке С:

(41)

Где:

- коэффициент добавочной освещенности, =1,15.

- коэффициент учета наклона светильников, =1.

e - условная освещенность, лк.

n - число светильников, n=4.

Для определения e по графикам изолюкс необходимо знать расстояния от светильника до контрольной точки в плане. Расстояния равны:

L_b = 2м.

L_d = 3,8 м.

Расстояния L_c = L_d равны:

L_c= Ld = (42)

L_d= м.

По графикам изолюкс находим:

e₁ = e₂.

e₃ = e₄.

Тогда освещенность в точке С:

Е_с = лк.

Освещенность достаточна.

Освещение остальных помещений рассчитаем методом удельной мощности.

Освещение тамбура.

Площадь помещения.

S = a * b (43)

Где:

a - длина помещения, м.

b - ширина помещения, м.

S = 25 = 10 м².

Мощность лампы:



Р_л = (44)

Где:

p - удельная освещенность, Вт/м²,

p = 8 Вт/м².

N - число светильников, шт.

P_л = Вт.

Выбираем лампу Б 215-225-75.

Расчет остальных помещений аналогичен.

5.4 Выбор технологического оборудования

Для содержания птицы используем три клеточные трех ярусные батареи БКН - 3. В каждую такую батарею входит кормораздаточный транспортер, яиц сборник, навоза уборочный транспортер верхнего яруса, желоб для поения птиц. Остальное навоза удаление производится навоза уборочным транспортером ТСН - 160. Корма для птицы хранятся в бункере сухих кормов БСК - 1, откуда они подаются транспортером на кормораздатчики. Микроклимат в птичнике создается системой с принудительной вытяжной вентиляцией с подогревом приточного воздуха в холодное время года водяными калориферами. Рабочие машины с электроприводом оснащаем электродвигателями серии АИР, выбор электродвигателей в таблице.

Таблица 5. - Выбор электродвигателей:

Технологическая операция	Рн кВт	nн об/мин	Тип двигателя
Корм. раздача	3	1500	АИР100S4
Продольный яйц. сбор	0,55	1000	АИР71В6
Поперечный яйц. сбор	0,55	1000	АИР71В6
Корм. раздача от бункера	1,5	1000	АИР90В6
Навоза удаление верхнего яруса	0,55	1000	АИР71В6
Навоза удаление нижние яруса	3	1000	АИР100S4
Навоза удаление поперечный транспортер	3	1000	АИР100S4
Навоза удаление наклонный транспортер	2,2	1000	АИР100L6
Приточная вентиляция	15	1000	АИР160S2
Вытяжная вентиляция	0,55	1000	АИР71В6

5.5 Расчет внутренних силовых и осветительных сетей

Расчет внутренних силовых и осветительных сетей сводится к выбору сечения проводов и кабелей по нагреву с проверкой на допустимую потерю напряжения. Расчет силовых сетей ведем на примере приточного вентилятора, так как это самая нагруженная группа.

Рабочий ток одного вентилятора:

I_P = (45)

I_P = A.

Ток в группе из 1 вентиляторов равен 22 А. Выбираю кабель АПВГ:

410 мм².

I_доп = 40 А.

Проверка по допустимой потере напряжения:



(46)

Где:

Р - мощность, Вт.

F- сечение кабеля, мм².

с - коэффициент линии, с = 44.

.

Наиболее нагруженной группой является группа 1. Распределим потери напряжения в осветительной сети - 2% потери в сети, 0,5% потери на вводе. Сумма моментов 1 группы:

(47)

кВт м.

Сечение провода:

F = (48)

F = мм².

Принимаем провод АПВ:

210 мм².

I_доп = 60 А.

Расчетный ток группы и фактическая потеря напряжения:

I_рас = (49)



I_рас = А.

_ф = (50)

_ф = .

Сечение провода на вводе:

F = мм².

Принимаем кабель АПВ:

44 мм².

I_доп = 32 А.

Ток на вводе и фактическое падение напряжения:

I_рас = А.

_ф = .

5.6 Расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

Для включения и отключения токоприемников и управления ими рассчитаем автоматические выключатели и магнитные пускатели, которые будут выполнять так же функцию защиты. Магнитный пускатель для кормораздатчика выбираем из следующих условий:

U_н U_с * I_н I_р * I_утр I_ндв



Выбираю магнитный пускатель ПМЛ - 1200У4Н с встроенным тепловым реле РТЛ - 1012У4:

U_н = 380В= U_с * I_н = 10А> I_р = 6,1А I_утр * 8А > I_ндв =6,1А

Автоматический выключатель выбираем из следующих условий:

U_н U_c * I_нрасц I_ндв * I_уэм 1,5I_пдв

Выбираю автоматический выключатель ВА 51Г25 - 340010Р00У3:

U_н = 380В = U_c * I_нрасц = 8A > I_р = 6,1А.

I_уэм = 100 А > 1,5 * 39,6 =59,4 A

Автоматические выключатели размещаем в шкафу ПР 850111-У3.

На вводе устанавливаем автоматический выключатель ВА 51-33-340010Р-00У3 с данными:

U_н = 380В * I_нтр = 160А * I_эм = 1600А

Установка для выращивания зеленого корма:



6. Обоснование выбора системы гидропонного выращивания

При использовании гидропонного выращивания кормов открываются большие возможности предупреждения авитаминоза у птицы в зимнее время. Пользуясь этим методом возможно получение с ограниченных площадей достаточно большого урожая зеленых кормов для ежедневного введения их в рацион кормления птицы.

Проведенные в стране исследования, в которых принимало участие более 300 хозяйств, подтвердили высокую эффективность применения таких кормов. При этом себестоимость зеленого корма не превышает себестоимость кормов, полученных летом с полей.

В данное время в нашей стране и за рубежом широкое распространение получил метод выращивания растений без использования почвы. Исследования в лабораториях показывают, что зеленый корм - стебли злаковых и бобовых культур по качеству не уступают свежим кормам, выращиваемых в поле. При кормлении таким кормом птицы она хорошо растет и развивается, продуктивность ее увеличивается. Использование тепличного метода выращивания зеленого корма приводит к уменьшению трудовых затрат, улучшению состояния здоровья птицы, повышению яйценоскости и качеству яиц, повышению среднесуточных привесив молодняка.

С каждого квадратного метра посевных площадей при выращивании на питательных растворах за 6-8 дней получается по 25-50 килограмм зеленой массы, состоящей из стеблей, проросших зерен и корней. Полученной массой можно кормить птицу, начиная с месячного возраста, в результате чего привес цыплят идет гораздо быстрее, чем при использовании обычного зимнего рациона.

Следует отметить, что кроме увеличения живого веса и повышения яйценоскости применение зеленого корма, выращенного на питательных растворах, позволяет сократить расходы на витаминные препараты.

Кроме того, применение зеленого корма позволяет в зимних условиях сократить количество других видов корма, т. к. каждый центнер зеленого корма, полученного из семян овса или ячменя, содержит 38 кормовых единиц.

6.1 Технология выращивания зеленых кормов в зимних условиях

Защищенный грунт позволяет использовать современные достижения науки, техники и передового опыта регулируя условия внешней среды и направляя рост и развитие растений в нужную сторону. Такое воздействие на среду и растения возможны благодаря исследованиям, проведенных для определения конкретных количественных потребностей растений в питательных веществах, воздухе, тепле, свете, воде и взаимодействия этих факторов между собой. Сознательное управление средой и растениями облегчается при выращивании растений на питательных растворах.

По инертной среде, в которой размещаются корни растений, различают три метода выращивания растений на питательных растворах: водный, песчаный и гравийный. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, для каждого из них существуют различные способы подачи питания к корням растений.

При водном методе (гидропоника) корни растений помещают в питательный раствор. При этом необходимо подобрать питательный раствор для каждого вида растений, следить за его составом и при необходимости заменять его. Применение гидропоники для выращивания зеленого корма себя оправдывает, т. к.:

1. Нет необходимости приготовления песка или гравия.

2. Упрощается конструкция и вес оборудования и стеллажей.

3. Отпадает необходимость обеззараживания почвенного субстрата.

4. Уменьшаются затраты и улучшается транспортабельность лотков.

5. Уменьшаются капиталовложения на обслуживание установки.

Гидропонный метод получения свежего зеленого корма состоит из следующих процессов:

1. Проращивание зерен в темноте до образования корешков длиной не менее одного сантиметра (два дня).

2. Обеззараживание семян в растворе формалина перед проращиванием и тщательная промывка их в воде при температуре 20-30 С.

3. Определение количества семян, высеваемых в один поддон путем взвешивания.

4. Посев семян на поддоны.

5. Установка поддонов с семенами на стеллажи под источники света.

6. Осмотр поддонов с проращиваемыми семенами и полив их водой.

7. Снятие поддонов с зеленым кормом и скармливание его птице.

8. Цикл повторяется.

Выращивание растений на гидропонике эффективно только при соблюдении всех правил приготовления, использования питательного раствора и контроля за его составом. Кислотность среды должна быть оптимальной в течении всего периода вегетации (рН = 5-6,5).

Концентрация питательного раствора наиболее оптимальна при содержании около 2г всех необходимых растению минеральных солей в 1 литре раствора. При смешивании компонентов в первую очередь растворяют сульфат магния аммиачную селитру, калийную селитру и суперфосфат, затем остальные соединения. В качестве микроэлементов используют сульфат железа, борную кислоту, сульфат цинка, сульфат марганца, сульфат меди и нитрат кобальта.

Таблица 6. - Рецепты питательных растворов, г/1000л:

Удобрения	Смесь Чеснокова	Молдавский институт животноводства	Витебская с/х опытная станция
Калийная селитра	500	500	500	750
Мочевина	-	-	-	300
Аммиачная селитра	200	200	-	-
Суперфосфат	500	500	-	-
Магний сернокислый	300	300	300	100
Хлорное железо	6	6	6	-
Борная кислота	0,72	0,72	0,72	0,72
Сернокислый марганец	0,45	0,45	0,45	0,45
Цинк сернокислый	0,06	0,06	0,06	0,06
Медь сернокислая	0,02	0,02	0,02	0,02
Кобальт хлорный	-	50	-	-

6.2 Конструкция установки для выращивания зеленых кормов

Для проектирования установки необходимо прежде всего определить количество корма, необходимое для питания птицы. Рекомендуется ежедневно скармливать 10 г зеленого корма на 1 кг живого веса птицы. Тогда масса зеленого корма, необходимого на птичник определится как:

Q = N mq (51)

Где:

N - количество кур в птичнике, шт.

m - масса одной птицы, кг.

q - норма корма на 1 кг живого веса, кг.

Q = 20000 1,5 0,01= 300 кг.

Так как с одного квадратного метра можно получить 25 кг зеленого корма и приняв средний рост растений 10 суток, необходимая площадь посева равна:

С = (52)

Где:

t - время роста растений.

С= м².

Два стеллажа с поддонами располагаем вдоль стен птичника. Длина каждого 80 метров, ширина 0,75 метра. Размер одного поддона: длина 1,5 метра, ширина 0,75 метра, высота 0,05 метра. Площадь одного поддона 1,12 м². Поддоны изготовлены из пластика, их вес вместе с семенами около 5 кг. Вес поддона вместе с кормом равен:

Р = Р_п + Р_{з.к .} + Р_р (53)

Где:

Р_п - вес поддона, кг.

Р_з.к.- вес зеленого корма, кг.

Р_р - вес питательного раствора, кг.

Р = 5 + 25 + 0,2 = 30,2 кг.

Объем и размеры бака для питательного раствора:

V = nV_п + V_т + V_з (54)

Где:

n - количество поддонов.

V_п - объем поддона, занимаемого раствором, м³.

V_т - объем раствора, находящегося в трубопроводе, м³.

V_з - объем раствора в запасе, 0,5 м³.

V_п = a * b * c (55)

Где:

a - длина поддона, м.

b - ширина поддона, м.

с - уровень раствора в поддоне, м.

V_п = 1,5 0,75 0,02 = 0,022 м³.

V_т = * r² * l (56)

Где:

r - радиус труб, м.

l - длина труб, м.

V_т = 3,14 0,01² 180 = 0,056 м³.

V = 106 * 0,022 + 0,056 + 0,5 = 2,8 м³.

Принимаем размеры бака 1,5 1,3 1,5 м.

Трубопровод для подачи питательного раствора изготовлен из пластмассы, бак изготовлен из нержавеющей стали. Стеллажи устанавливаем на высоте 1,5 м.

Стеллажи имеют уклон в два градуса для того, чтобы питательный раствор подавался в поддоны самотеком. Для поддержания заданного уровня раствора применяем поплавковые регуляторы уровня, установленные в конце стеллажа.

Регулятор подает сигнал на задвижку в трубопроводе при достижении питательным раствором последнего лотка. Раствор подается в лотки три раза в день на тридцать минут. Ежедневно птице скармливается урожай с десяти поддонов, при кормлении он делится на три части по сто килограмм по количеству батарей с птицей и раскладывается в кормушки.

6.3 Определение оптимальной облученности

Для определения высоты подвеса светильников над поддонами с зеленым кормом с учетом оптимальной облученности можно воспользоваться формулой:



Где:

F - световой поток лампы, лм.

n - число ламп в светильнике, шт.

L - длина лампы, м.

h - расстояние от лампы до контрольной точки, м.

- угол между проекцией точки на лампу и отрезком, соединяющим точку с противоположным концом лампы, рад.

Для определения оптимальной облученности был проведен следующий опыт: замерялось значение облученности и средняя масса растений при этом значении облученности.

Были получены следующие результаты:

Таблица 7. - Данные опыта:

Облученность, клк.	Средняя масса растений, г.
2	1,33
3	1,65
4	1,79
4,5	1,84
5	2,11

Кривую роста массы растений можно с достаточной точностью описать уравнением регрессии:

(58)

Где:

m - масса одного растения, г.

Е - облученность, клк.

а₀ и - параметры уравнения.

Определяются по формулам:

(59)

(60)

Где:

х и у - соответственно облученность и масса растения.

N - число точек интерполируемого эмпирического ряда.

Результаты решения сводим в таблицу 8.

Таблица 8. - Результаты решения системы уравнений:

N	Е, клк	m, г	lgx	lgy	(lgx)2	lgx lgy	m, г	m-m
1	2	1,33	0,3	0,12	0,09	0,036	1,27	0,06
2	3	1,65	0,47	0,21	0,22	0,098	1,52	0,13
3	4	1,79	0,6	0,25	0,36	0,15	1,72	0,07
4	4,5	1,84	0,65	0,26	0,42	0,16	1,82	0,02
5	5	2,11	0,69	0,32	0,47	0,22	1,9	0,21
6		сумма	2,71	1,16	1,56	0,66

После решения системы уравнений кривая роста растений приобретет вид:

m = 0,94 * Е^0,44 (61)

m = 0,94 * 2^0,44 = 1,27 г.

При этом ошибка регрессии:

к_рег = (62)



к_рег = г.

Теоретические данные близки к данным, полученным опытным путем.

Максимальная масса получается у растений, облученность которых была 5 клк.

6.5 Определение оптимальной облученности технико-экономическим методом

Методика расчета оптимальной облученности технико-экономическим методом разработана и предложена доцентом Кондратьевой Н.П.

При создании высокой облученности, с одной стороны, возрастает количество ламп на 1 квадратный метр посева, как следствие увеличиваются капитальные и эксплуатационные затраты на установки облучения, с другой стороны, с увеличением облученности сокращается вегетационный период у растений, а значит уменьшаются затраты на выращивание растений (затраты не связанные с облучением) Поэтому целесообразно определить такой уровень облученности, которое соответствует наименьшему значению отношения суммы затрат к количеству собираемого урожая.

Полные суммарные удельные затраты:

З = ( З_о + З_в ) / m_к (63)

Где:

З_обл - затраты, связанные с применением данных установок, руб.

З_в - затраты на выращивание кормов, не связанные с облучением, руб.

m_к - среднее количество зеленых кормов с 1м² за год, кг.

Затраты на облучение:



З_обл = Е_н к + Э_з (64)

Где:

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

к - капитальные затраты, руб.

Э₃ - эксплуатационные затраты, руб.

Е_н к = Е_н ( к_т + к_м + Ц_оу ) * Q (65)

Где:

к_т - коэффициент, учитывающий транспортные расходы, принимается равным 11% от стоимости такой установки.

к_м - коэффициент, учитывающий затраты на монтаж, принимается равным 25% стоимости установки.

Ц_оу - стоимость установки, руб.

Q - число ламп на 1м².

Э_з = С_э + С_а + З_п + З_тотр (66)

Где:

С_э - затраты, связанные с потреблением электроэнергии, руб.

С_а - затраты на амортизацию, руб.

З_п - заработная плата электромонтера, руб.

З_тотр - затраты на ТО и ТР, руб.

С_э = 1,1Р_лQТ_об (67)

Где:

1,1 - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в пускозащитной аппаратуре.

- стоимость 1кВтч электроэнергии, руб.

Р_л - мощность лампы, кВт.

Т_об - время работы лампы за учетный период, ч.

С_а = (68)

Где:

С_L и C_АР - соответственно цена лампы и арматуры, руб.

Т_L и Т_АР - соответственно срок службы лампы и арматуры, ч.

З_п = к_месТ_чк_дк_сс (69)

Где:

О_р - объем работ.

к_мес - число месяцев работы установки в году.

Т_ч - часовая тарифная ставка, руб./ч.

к_д - расходы на премию, руб.

к_сс - расходы на социальное страхование, руб.

Затраты на выращивание кормов:

З_в = (70)

Где:

С_с - себестоимость семян, руб.

к_р - коэффициент роста.

m - масса зеленых кормов с 1м².



к_р =(71)

m = (72)

Где:

n₁ - количество высеваемых семян на 1м² , кг.

n₂ - количество урожаев за год

n - средняя масса одного зерна, г.

m_ср - средняя масса одного растения, г.

Количество ламп на 1м².

Q = (73)

Где:

S - площадь, равная 1м².

Е - облученность, клк/м².

F - световой поток лампы, лм.

U_oy - коэффициент использования светового потока установки.

Данные для расчета:

Часовая тарифная ставка Т_ч = 1,5 руб./ч.

Цена облучающей установки Ц_оу = 130 руб.

Стоимость:

1кВт * ч * = 0,17

Число месяцев работы установки в году Т = 7 месяцев

Время работы установки Т_об = 1120 ч.

Стоимость арматуры С_АР = 125 руб.

Стоимость лампы С_L = 5 руб.

Срок службы арматуры Т_АР = 61320 ч.

Срок службы лампы Т_L = 12000 ч.

Количество высеваемых семян на:

1м² * n₁ = 10 кг

Количество урожаев за год n₂ = 28.

Средняя масса одного растения m_ср = 1,6 г.

Средняя масса одного зерна n = 0,15 г.

Расчет производился с применением электронной таблицы Excel результаты в таблице 9.

Таблица 9. - Результаты расчета зависимости затрат от облученности:

Облученность клк.	Затраты на облучение руб./м2	Затраты на выращивание руб./м2	Сумма затрат руб./м2
1,5	11,4	415,6	427
3	27,1	341,4	368,5
5	44,2	298,6	342,8
8	87,9	261,6	349,5
10	113,8	246,2	360
12	153,6	235,6	389,2

Рис. - График зависимости затрат от облученности:



Из графика видно, что наименьшие суммарные затраты получаются при облученности 5 клк, но с учетом коэффициента неравномерности оптимальными значениями можно считать интервал 4- 6 клк.



7. Электроснабжение объекта

7.1 Определение мощности на вводе

Расчет мощности на вводе производим методом построения графика электрических нагрузок.

Максимальная потребляемая мощность Р_max = 72,05 кВт. Полная мощность на вводе равна:

S = (74)

Где:

- коэффициент мощности на вводе, = 0,75.

S = кВА.

Определим мощность и месторасположение трансформаторной подстанции для электроснабжения 6 птичников с нагрузкой на вводе каждого 84,7 кВА.

Координаты расположения ТП:

x_i = (75)

y_i = (76)

Где:

x_i, y_i - координаты потребителей.

x = .

y = = 6,6.

Мощность ТП:

S_тп = (77)

Где:

S_i - расчетная нагрузка на линии, кВА.

k_о - коэффициент одновременности, k_о = 0,7.

S_тп = кВА.

Так как птицефабрика относится к потребителям первой категории, на ТП устанавливаем два трансформатора ТМ 400 мощностью 400 кВА.

7.2 Расчет линии 0,4 кВ

Расчет линии 0,4 кВ от ТП до птичника ведем методом по допустимому нагреву.

Максимальный расчетный ток равен:

I_max = (78)

I_max = A.

Выбираю кабель АВВГ 3 95+1 70 с I_дол = 165 А.

Расчет по потере напряжения.

Допустимая потеря напряжения U должна находиться в пределах 5 % от U_ном.



U = (79)

Где:

Р - мощность на вводе, кВт.

l - длина линии, м.

с - коэффициент, зависящий от типа линии, с = 44.

F - сечение провода, мм².

U = %.

По потере напряжения кабель проходит.

7.3 Расчет линии 10 кВ

Расчет линии 10 кВ ведем методом экономических интервалов. Приняв коэффициент динамики роста нагрузок k_д = 0,7, нагрузка равна:

S_экв = S_max * k_д (80)

S_экв = 363,6 0,7 = 254,5 кВА.

Выбираю провод: I_дол = 135 А.

Расчетный ток равен:

I_рас = А.

По нагреву провод проходит.

Потеря напряжения в линии:

(81)



Где:

Р - активная мощность, кВт.

Q - реактивна...