Реконструкция электрификации коровника на 200 голов СПК "Победа" Янаульского района Республики Башкортостан с применением эретемной облучательной установкой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Производственно-хозяйственная характеристика СПК «Победа» Янаульского района Республики Башкортостан

электрификация биогазовый отопление освещение

1.1 Общие сведения о хозяйстве

СПК «Победа» расположена в северо-западной части Янаульского района, Башкирии. Административный центр хозяйства расположен в деревни Шудек, который находится в 5 км от райцентра города Янаул. Основные пункты сдачи мяса расположены в Пермской области и Удмуртской республики, молоко сдают в город Нефтекамск.

Транспортные условия по хозяйству в целом имеют удовлетворительное состояние, асфальтное покрытие.

По природно - климатическим условиям СПК «Победа» природным условиям относится к северной лесостепной подзоне лесостепной зоне. Климат умеренно прохладный с достаточным увлажнением. В целом климат благоприятен для возделывания с/х культур.

Территория хозяйства представлена собой широковолнистую равнину, расчлененную овражно-балочной сетью. Речка Шудек делит территорию хозяйства на две части.

Почвенный покров территории хозяйства представлен серыми лесными почвами (92%) поименные почвы (8%).Хозяйственное использование земель без учета противоэрозионных мероприятий привели к развитию водной эрозии.

Естественная растительность (сенокосы, пастбища) с преобладанием разнотравно-злакового типа растительности. Древесная растительность представлена березой, осиной.

Существующее производственное направление сложилась в соответствии с природно-экономическими условиями северно лесостепной подзоны республики. Данное хозяйство выращивает следующие зерновые и зернобобовые культуры - рожь, пшеница, ячмень, горох, а также выращиваются кормовые культуры люцерна козлятник. Живодноводческая отрасль представлена: молочно-мясным скотоводством, свиноводством.

Система обработки почв предусматривает сочетания обычной отвальной вспашки с безотвальной и плоскорезной обработкой зяби, проводимой с целью предотвращения процессов эрозии.

Хозяйство имеет территориальный принцип организации производства.

1.2 Анализ хозяйственной деятельности предприятия

Рассмотрим характеристику и основные экономические показатели хозяйства, которые представлены в таблице 1.1. В данной таблице рассмотрены основные показатели - земельная площадь, среднегодовая численность работников, валовая, товарная продукция, себестоимость и прибыль продукции. Рассчитаны показатели, характеризующие состав и уровень хозяйства.

Таблица 1.1 - Основные показатели работы СПК «Победа»

Показатель	2008 г.	2009 г.	2010 г.	2010 г. в% 2009 г.
Земельная площадь, га в т.ч. с.-х. угодий, га Среднегодовая численность работников чел. Валовая продукция хозяйства в фактических ценах, 2003 г.тыс. руб. т.ч. растениеводства животноводства Товарная продукция, тыс. руб. Полная себестоимость проданной продукции, тыс. руб. Прибыль, тыс. руб. Производственные основные фонды предприятия, тыс. руб. Фондообеспеченность, тыс. руб./га Фондовооруженность, тыс. руб./чел. Фондоотдача, руб./руб. Фондоемкость, руб./руб.	5417 4898 145 27716 9733 17893 22152 20425 1727 21303 4,35 14609 1,3 0,77	5368 4849 97 29533 15277 14256 15014 14818 196 22632 4,67 233,3 1,3 0,77	3387 2819 91 31377 16250 15127 18027 16120 1907 24270 8,6 266,7 1,3 0,77	63 58 94 106 106 106 120 108,7 973 107 184 114 100 100

Прибыль находиться как разность между стоимостью товарной продукции и полной себестоимостью этой продукции:

, (1.1)

где СТ - стоимость товарной продукции, тыс. руб.;

CC - себестоимость полная проданной продукции, тыс. руб.

Подставим численные значения для 2009 да:

П=18027-16120=1907 (тыс. руб.)

По выше изложенным данным можем определить «Фондообеспеченность», по следующей формуле:

, (1.2)

где С- стоимость основных производственных фондов, тыс. руб.;

S- площадь сельскохозяйственных угодий, га.

Подставим численные значения в эту формулу:

Ф_об=24270/2819=8,6 (тыс./ руб.)

Фондовооруженность определим по формуле:

, (1.3)

где Ч- среднегодовая численность работников, чел.

Подставим численные значения в эту формулу:

Ф_В=24270/91=266,7 (тыс./ руб.)

Определим фондоотдачу по формуле:

, (1.4)

где ВП - стоимость валовой продукции, тыс. руб.

Ф_ОТД=31377/24270=1,3 (руб./ руб.)

Определим фондообеспеченность по формуле:

, (1.5)

Подставим численные значения в эту формулу:

Ф_Е=1/1,3=0,77 (руб./ руб.)

Из таблицы 1.1 видно, что общая земельная площадь за 2008…2010 годы уменьшилась на 37%, и среднегодовая численность работников уменьшилось на 6%, это связанно с новой политикой руководства по сокращению расходов.

Полная себестоимость продукции увеличилась. Это связано с ростом цен на электроносители, транспортировку, общехозяйственные расходы.

Прибыль за 2009 год по сравнению с 2008 годом увеличилась на 873%.

Стоимость основных производственных фондов увиличилась в связи с пере-оценкой и инвентаризацией, а также вследствие покупки новой техники

Отсюда увеличилась фондообеспеченность и фондовооруженность вследствие сокращения площади сельскохозяйственных угодий; фондоотдача и фондоёмкость остается неизменной в течений этих лет.

Таблица 1.2 - Реализация продукции

Показатель	2008 г.	2009 г.
	Выручено от продажи	Себестоимость проданной продукции, тыс. руб.	Прибыль, тыс. руб.	Уровень рентабельности, %	Выручено от продажи	Себестоимость проданной продукции, тыс. руб.	Прибыль, тыс. руб.	Уровень рентабельности, %
	тыс. руб.	%				Тыс. руб.	%
1. Зерновые и зернобобовые 2. Молоко цельное 3. Мясо КРС, свиней и лошадей 4. Мед 5. Прочая продукция животноводства 6. Прочая продукция растениеводства Всего	2445 7025 9135 280 3 130 22152	11 31,7 41,2 1,3 0,01 0,6 100	1916 6056 12363 22 - 68 20425	529 969 -3228 258 3 62 1727	27,6 16 -26 117 - 91 8,5	2445 6012 6114 36 257 150 15014	16,3 40 40,7 0,24 1,7 1 100	1741 4850 7825 14 317 71 14818	704 1162 -171 22 -60 79 196	40 24 -22 157 -19 111 1,3
Коэффициент специализации	0,485	0,376

По данным таблицы 1.2 определим специализацию хозяйства по формуле:

, (1.6)

где У- удельный вес отдельных отраслей в общем объёме товарной продукции;

i - порядковый номер удельного веса отрасли в ранжированном ряду.

Рассчитаем коэффициент специализации 2009 году:

К_С=100/44,7*(2*1-1)+23,4*(2*3-1)+29,7*(2*2-1)+1,55*(2*4-1)+0,61*(2*5-1)=0,37

Аналогично рассчитаем коэффициент специализации за 2008 и 2009 годы.

Анализируя таблицу 1.2 видно, что коэффициент специализации с каждым годом уменьшается это связанно с тем, что в хозяйстве доля выручки от продажи продукций растениеводства и животноводства велики. По коэффициенту специализации видно, что уровень специализации хозяйства высокий.

Таблица 1.3 - Трудоемкость и себестоимость продукции

Показатель	2008 г.	2009 г.	2010 г.
	Трудоемкость, чел.-ч/ц	Себестоимость, тыс. руб./ц	Трудоемкость, чел.-ч./ц	Себестоимость, тыс. руб./ц	Трудоемкость, чел.-ч./ц	Себестоимость, тыс. руб./ц
Зерновые и зернобобовые, всего т.ч. озимая рожь яровые зерновые прочие зерновые и бобовые Прирост живой массы КРС свиней Молоко Мед	0,56 0,75 0,46 0,56 34,7 40 3,2 35,7	0,1215 0,137 0,107 0,151 3,956 6,265 0,542 0,785	0,56 0,43 0,46 0,58 36,34 63 4,045 50	0,241 0,240 0,233 0,245 3,412 4,683 0,559 7	0,64 0,78 0,46 0,2 37,3 75 5,6 71,4	0,326 0,335 0,316 0,377 6,56 9,828 0,582 10

Трудоёмкость с 2008…2010 год увеличивалась так как трудоемкость зависит от урожайности. А себестоимость возросла из-за быстрого роста цен на удобрения, а так же роста цен на энергоносители, транспортировку, общехозяйственные расходы.

Таблица 1.4 Производства продукции растениеводства

Показатель	2008 г.	2009 г.	2010 г.
	Площадь посева, га	Сбор продукции	Площадь посева, га	Сбор продукции	Площадь посева, га	Сбор продукции
		всего, ц	с 1 га, ц		всего, ц	с 1 га, ц		всего, ц	с 1 га, ц
Зерновые и зернобобовые т.ч. озимые яровые зернобобовые	1680 600 840 240	57214 14424 32680 7110	34,1 29 38,9 39,6	1550 500 790 260	46131 25148 25850 5133	29 30 32,7 19,7	1720 500 980 240	40814 15369 23952 1493	23,7 30,7 24,4 6,2

За 2008…2010 годы общая площадь посева изменяется на 2%, а также уменьшилась урожайность - это связанно с сокращением земельной площади и не лучшими климатическими условиями.

1.3 Анализ энергохозяйства

Данное хозяйства получает электроэнергию от Янаульской трансформаторной подстанции ТП 35/10 кВ, расположенной в г. Янаул, через понижающие трансформаторные подстанции КТП 6/0,4 кВ посредством воздушной линии. Непосредственные питание электроэнергией отдельных объектов от КТП идет через кабельные линии. На балансе хозяйства трансформаторные подстанции и воздушные линии не содержится, их обслуживанием занимаются Янаульская РЭС.

Количество и мощность трансформаторных подстанций представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4 трансформаторные подстанции

Тип трансформаторной подстанции	Количество подстанций, шт. при их мощности, КВА
	100	160	250
КТП -6/0,4	4	3	2

В таблице 1.5 представлены данные о количестве токоприемников соответствующей им мощностям, аварийность выхода из строя электродвигателей, численность обслуживающего персонала, электрообеспеченность, электровооруженность, энергообеспеченость, энерговооруженность, энергоемкость, уровень электрификации, обеспеченность электродвигателями.

Таблица 1.5 - Электроэнергетика предприятия

Показатель	2008 г.	2009 г.	2010 г.
Электродвигатели, шт. Их мощность, кВт. Электроустановки, шт. Их мощность, кВт. Всего энергетических мощностей, кВт. Объем электропотребления, тыс. кВт· ч в т.ч. на производственные нужды, тыс. кВт· ч Количество условных единиц электрооборудования Аварийный выход из строя электрооборудования (электродвигателей в% от общего количества) Численность фактическая, чел.: Электромонтеров ИТР Приходится на одного электромонтера: электродвигателейё шт. электроустановок, шт. Электрообеспеченность, кВт/га. Электровооруженность, кВт/чел. Энергоемкость, кВт/тыс. руб.	141 663 439 111,7 4867,6 806 806 214 12 1 1 141 439 0,99 33,6 0,176	138 650,32 439 111,7 4761,8 763 763 210,5 12 1 1 138 439 0,98 49 0,161	138 653,52 439 111,7 4580,8 552 552 212 12 1 1 138 439 1,62 50,3 0,146

Пример расчета приведем за 2010 год.

Рассчитаем энергообеспеченность по формуле:

, (1.7)

где - сумма энергетических мощностей, кВт;

- площадь сельскохозяйственных угодий, га.

Подставим численные значения:

Э_ОБ=4580,8/2819=1,62 кВт/га

Энерговооруженность определим по формуле:

, (1.8)

где Ч- среднегодовая численность работников, чел.

Подставим численные значения:

Э_В=4580,8/91=50,3 кВт/чел.

Определим энергоёмкость, по формуле:

, (1.9)

где ВП - стоимость валовой продукции, тыс. руб.

Подставим численные значения:

Э_е=4580,8/31377=0,146 кВт/тыс. руб.

В целом электрохозяйства СПК «Победа» находится на низком уровне, что подтверждают низкие энергетические показатели, представлены в таблице 1.5 они находится практически на одном уровне на протяжение 3-х. рассмотренных лет. Многие виды работ в хозяйстве выполняются ручным и механическим методами. В управлении электроприводом рабочих машин и электроустановок используются минимальное количество средств автоматизации и защит. Обновление практически не происходит в связи с трудным экономическим положением хозяйства, а старое электрооборудование не всегда удается восстановить. Это и является главной причиной низкого уровня электрификации хозяйства и других энергетических показателей. Учет расхода электроэнергии в хозяйстве раздельный т.е. на каждом объекте на вводе стоят счетчики типа СА 4 - И678 и СО - 505. Показания не всегда соответствуют действительности. Оснащенность инструментом и приборами слаба. Специальный транспорт работникам электрохозяйства отсутствует, передвижение осуществляется на своем личном автотранспорте.

1.4 Характеристика объекта проектирования

Содержание коров стойлово-пастбищное, привязное в стойлах размерами 1,9*1,2 м. Для привязи предусмотрено стойловое оборудование ОСК-25А с групповым отвязыванием животных.

Загрузка животным в кормушки кормосмесей из силоса, сенажа, измельченного сена, а так же зеленой массы предусматривается кормораздатчиком КТУ-10. Погрузка силоса в кормораздатчик ПСК-5.

Раздача концентрированных кормов предусматривается ручными тележками ТУ-300. Хранение концентрированных кормов в металлических бункерах БСК-10. Раздача кормов осуществляется два раза в сутки.

Поение скота водой предусмотрено из индивидуальных поилок ПА-1А, установленных из расчета одна поилка на две головы. Вода для поения коров готовится в электрическом водонагревателе ВЭП-400.

Доение коров предусмотрено установкой АДМ-8 в молокопровод, по которому выдоенное молоко поступает в молочную, где происходит первичная обработка и кратковременное хранение молока. Доение коров двухкратное. Удаление навоза из стойлового помещения предусматривается скребковым транспортером ТСН-160.

Горизонтальный транспортер перемещает навозную массу по каналу к месту сброса ее на наклонный транспортер, который грузит навоз в транспортный прицеп 2ПТС-4М-785А. Далее навоз транспортируется к месту хранения. Уборка навоза производится два раза в сутки.

1.5 Цели и задачи проектирования

Разработка данного дипломного проекта проведена с целью определения эффективного пути производства продуктов животноводства, снижения потребления электрической энергии с помощью применения энергосберегающих технологий, а также внедрения новых технологических решений и оборудования, позволяющих повысить продуктивность

Для достижения поставленной цели требуются решить следующие задачи:

1. Рассчитать теплопотери существующего коровника.

2. По расчетам теплопотерь утепляем стены, окна, двери применением энергосберегающих технологий.

3. Провести расчет электрического освещения, заменить устаревшие лампы накаливания на новые энергосберегающие лампы КЛЛ.

4. Провести расчет мощности на вводе.

5. Рассчитать и выбрать трансформаторную подстанцию

6. Рассчитать устройство выравнивания электрических потенциалов.

7. Применим эретемную облучательную установку

2. Электрификация производственных процессов

2.1 Обоснование прогрессивных технологий на объекте проектирования

Сельское хозяйство переживает трудное время. В стране ощущается нехватка продовольствия. Это объясняется такими причинами: невысокая урожайность, потеря части урожая при уборке и большие потери при его хранении.

Экстенсивный метод за счет расширения площади не подходит ибо дальнейшее распахивание может привести к эрозии почвы. Поэтому необходимо уделить внимание интенсификации сельского хозяйства. Особенно важно сосредоточить усилия на повышении культуры земледелия, борьбе за улучшение использования земли, производственных фондов, материальных, трудовых и финансовых ресурсов, за повышение производительности труда и качества работ, устранение потерь, экономию и бережливость, снижение себестоимости продукции сельскохозяйственного производства.

Все это можно осуществить только при наличии комплексной электрификации и механизации сельскохозяйственного производства, применении прогрессивной технологии.

Объектом для проектирования выбран коровник на 200 голов.

Реконструкция решает вопросы экономического и социального значения:

повышение уровня электромеханизации;

повышение культуры производства;

улучшение производственных и санитарных условий труда;

снижение трудозатрат и стоимости продукции.

Данным проектом предусмотрена комплексная электрификация производственных процессов реконструироваемого коровника, а так же автоматизация сбора и резервирования газа для биогазовой установки.

2.1 Литературный обзор прогрессивных технологий существующих в коровнике

Раздача кормов

На фермах и животноводческих комплексах для раздачи кормов получили распространение следующие машины: прицепные тракторные кормораздатчики КТУ-10А, РММ-5, РСП-10, КУТ-3А, РМК - 1,7; навесные раздатчики КУТ-3Б, АРС-10, КСА-5; загрузчики комбикормов ЗСК-10 и АПС-25; тракторные прицепы и ручные тележки.

Мобильные раздатчики - надежные и высокопроизводительные средства. Изменяя скорость движения трактора, можно увеличить или уменьшить количество кормов, попадающих в кормушки. Отрицательные стороны их использования - это шум и отработанные газы двигателя, в зимнее время при открывании ворот помещение охлаждается, создается сквозняк.

В последнее время большое распространение получили электрокары марки ЭК-2 и КСА-5Б. Несмотря на громоздкие и тяжелые аккумуляторные батареи (их масса достигает 30% грузоподъемности), обеспечивающие питание электрокаров, эти машины имеют ряд преимуществ: легкость запуска и управления, большая маневренность, а так же отсутствия выхлопных газов.

Поэтому, на фермах и комплексах для раздачи кормов лучше всего использовать мобильные электрифицированные кормораздатчики марок: КСП - 0,8, КЭС - 1,7 и КС-15. Эти кормораздатчики не выделяют выхлопных газов, имеют меньше шума, так же они не имеют аккумуляторов, а питаются по гибкой кабельной линии, а по сравнению с электрифицированными рельсовыми кормораздатчиками используемые в свиноводстве имеют большой объем бункера, большую производительность и раздают не только комбикорма, но и грубые и сочные корма.

Навозоудаление

На фермах и комплексах существуют два метода удаления навоза: механический и гидравлический.

При механической уборке применяют скребковые транспортеры и скребковые установки марок ТСН-2,0Б, ТСН-3,0Б и ТСН-160. Преимущества способа: использование многокомпонентных рационов на базе местных кормовых средств, когда навоз не обладает достаточной текучестью; отсутствие ограничения на применение подстилки, безводный метод уборки, целесообразность использования всего навоза на органическое удобрение. Недостатки: большие капитальные вложения, большая энергоемкость и металлоемкость, ненадёжность в эксплуатации.

Гидравлическая уборка навоза существует на животноводческих фермах страны. У неё имеется ряд преимуществ: небольшие капитальные затраты, небольшая энергоемкость и металлоемкость, надёжность в работе; и ряд недостатков: значительный расход воды, ограничение в применении подстилки, большие эксплуатационные затраты.

Проанализировав эти два способа уборки навоза, можно сделать вывод, что для удаления навоза целесообразней использовать механический способ, так как у этого способа значительно больше преимуществ, и меньше недостатков.

Микроклимат

Оптимальный микроклимат на фермах и комплексах создается, прежде всего, за счёт постоянного воздухообмена (количество воздуха поступающего в единицу времени) заключающегося в непрерывной подаче свежего воздуха и удаление загрязнённого.

Для поддержания определённого температурно-влажного и газового режима применяют различные системы вентиляции. По принципу действия и конструктивным особенностям система вентиляции может быть естественной, с механическим побуждением тяги, комбинированной

Система естественной вентиляции. При естественной вентиляции воздух поступает в здание и удаляется из него благодаря разной плотности воздуха внутри помещения. Естественная вентиляция является наиболее рациональной. Она позволяет подавать свежий воздух непосредственно в зону дыхания животных и хорошо вентилирует помещение. Естественная вентиляция не требует расхода электроэнергии, занимает минимальный объём в помещении, работает бесшумно, дешёвая в изготовлении и пожаробезопасная.

Система вентиляции с механическим побуждением тяги. Это наиболее эффективная система вентиляции. Её используют в крупных животноводческих помещениях. Движение воздуха в ней регулируется вентиляторами, работающими в режиме разряжения или нагнетания.

Преимущества перед системой естественной вентиляции: во-первых, работа системы практически не зависит от метеорологических условий; во-вторых, приточный воздух можно подвергнуть обработке в нужном направлении (нагревать, охладить, увлажнить, осушить, очистить) причём можно нагревать за счёт утилизации тепла выбросного воздуха; в-третьих, появляется возможность полной автоматизации управления процессом воздухообмена.

Проанализировав эти два способа вентиляции можно сделать вывод, так как у нас коровник, целесообразней использовать комбинированную вентиляцию

Механизация доения коров

Машинное доение облегчает работу людей и повышает производительность труда. В зависимости от системы содержания животных и применяемых доильных установок можно снизить затраты труда по сравнению с ручным доением в 2…5 раз, что уменьшает потребность в рабочей силе.

Переносные доильные аппараты обычно состоят из доильного ведра с крышкой, на которой установлен пульсатор, подвесной части, включающей в себя четыре доильных стакана и коллектор, а также из резиновых шлангов и патрубков, при помощи которых соединяют сборные части аппаратов. Существуют следующие типы доильных аппаратов: Волга, Майла, Импульс, АДУ-1 двухтактный, АДУ-1 трёхтактный.

Стационарные доильные установки подразделяют на установки для доения коров в переносные вёдра, в молокопровод при привязном стойловом содержании и для доения в молокопровод в доильных помещениях при беспривязном и привязном содержании животных. Все доильные установки оборудованы вакуум-силовыми агрегатами и вакуум-трубопроводом с их арматурой.

Доильный стационарный агрегат ДАС-2Б включает в себя 8 доильных аппаратов ДА-2 или АДУ-1, вакуумную установку УВУ-60/45 и стенд для полуавтоматической промывки доильных аппаратов. Установку обслуживают 3…4 человека.

Стационарная доильная установка АДМ-8 для доения коров в стойлах состоит из: молокопровода, доильных аппаратов, вакуум-силовой установки УВУ-60/45, установки для полуавтоматической промывки аппаратуры и линии молокопровода, вакуум трубопровода с арматурой, группового счётчика надоя молока, воздухоразделителя, молочного насоса ИМУ-6, приборов для индивидуального учёта молока УЗМ-1, охладителя молока, электронагревателя типа ВЭТ, шкафа управления.

Установки для доения коров на площадках. Существуют следующие установки для доения коров на площадках - это универсальная доильная станция УДС-3А, доильная стационарная установка «Тандем» (УДТ-6, УДТ-8), стационарная доильная установка «Ёлочка» (УДЕ-8А), доильная установка «Карусель».

Более высокая производительность труда достигается при доении в молокопровод АДМ-8. доение осуществляется в стойлах, но молоко из коллектора поступает не в доильное ведро, а в стеклянный молокопровод,

проходящем вдоль всего коровника. При этом отпадают операции связанные с переливанием молока. В молокопроводе молоко движется с помощью вакуума и поступает через фильтры очистители в молочный танк. При доении в молокопровод оператор обслуживает до 50 коров.

2.2 Выбор технологического оборудования

Исходя из требований технологического процесса, с учетом достижений науки и техники после обзора справочной литературы заменим устаревшее обо-рудование на новое отвечающее требованиям прогрессивных технологий.

Для доения коров выберем доильную установку АДМ-8А, предназначенную для доения в стойлах при привязном содержании со сбором молока через молокопровод в общую емкость. Установка комплектуется доильными аппаратами АДС-1, вакуум-проводом, молокопроводом, вакуумными установками УВУ-60/45А и оборудованием для промывки, первичной обработки и хранения молока.

Охлаждение молока происходит в охладителе ОМ-400. Для транспортировки молока выбираем насос НМУ - 6,0.

Для удаления навоза из стойлового помещения выбираем стационарный механический транспортер ТСН-160А кругового действия с одновременной погрузкой навоза в транспортные средства.

Для подогрева воздуха в системе вентиляции выбираем электрокалориферную установку СФОЦ.

Подогрев воды будем осуществлять при помощи электроводонагревателя САЗС-800.

Таблица 2.1. Выбор технологического оборудования

Производственный процесс, операция	Наименование оборудования	Система машин
Нагрев воды	Водонагреватель	САЗС-800
Доение молока	Доильная установка	АДМ - 8А
Транспортировка молока	Молочный насос	НМУ - 6
Охлаждение молока	Холодильная машина	ОМ-400
Раздача корма	Стационарный кормораздатчик	ТВК-80Б
Удаление навоза	Транспортер скребковый	ТСН - 160А
Вентиляция	Электрокалорифер	СФОЦ

2.3 Расчет вентиляции и отопления

Расчет общеобменной вентиляции заключается в определении необходимого воздухообмена, обеспечивающего поддержание допустимой концентрации вредных для организма животных веществ, выделяющихся в единицу времени в помещении.

Расход вентиляционного воздуха L, рассчитывают исходя из условий удаления:

углекислого газа

, (2.1)

где - количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч;

л/ч [19];

- количество животных, голов;

- допустимая концентрация вредного газа в воздухе помещения,

для коровника . [19];

- концентрация углекислого газа в приточном воздухе,

для углекислоты . [19];

водяных паров:

, (2.2)

где - суммарное влаговыделение внутри помещения, г/ч;

- плотность воздуха при температуре помещения, ;

- влагосодержание внутреннего воздуха, г/кг;

- влагосодержание наружного воздуха, г/кг;

Влагосодержание и находим по Hd - диаграмме [19] при:

и % г/кг;

и % г/кг.

, (2.3)

, (2.4)

где - влаговыделения животных, г/ч;

- влаговыделения, испаряющиеся с мокрых поверхностей, г/ч.

, (2.5)

где - влаговыделения с одного животного, г/ч [19]

г/ч.

, (2.6)

где - коэффициент, равный 10% от [19]

г/ч

Суммарные влаговыделения:

г/ч.

.

Из двух расходов вентиляционного воздуха принимаем наибольший, то есть .

Расчет проверяем по кратности воздухообмена:

, (2.7)

где - объем помещения, .

Кратность для животноводческих помещений должна составлять , следовательно, расчет верный.

Рассчитаем вытяжные шахты, расположенные на крыше. Площадь поперечного сечения всех вытяжных шахт при естественной тяге, :

, (2.8)

где - расчетный воздухообмен, ;

- скорость движения воздуха в шахте, м/с.

, (2.9)

где - высота вытяжной трубы шахты 2…10 м. [10].

м/с

.

Число вытяжных шахт, шт.:

, (2.10)

где - площадь живого сечения одной шахты, . Обычно принимаются вытяжные шахты квадратного сечения со стороной квадрата 400, 500, 600, 700 мм. [10].

Принимаем 8 шахт и располагаем их в 2 ряда.

Расчет теплоснабжения

Тепловая мощность отопительных систем животноводческих помещений, Вт:

, (2.11)

где - удельная отопительная характеристика здания;

[19];

- средняя температура наружного воздуха в

отапливаемый период для Башкирии [10];

- коэффициент, который учитывает ориентацию здания относительно

относительно север-юг, [10].

Вт.

Тепловая мощность вентиляционных систем животноводческих помещений, Вт:

, (2.12)

где - удельная вентиляционная характеристика здания;

, [10].

Вт.

Расход теплоты на горячее водоснабжение, Вт:

, (2.13)

где - коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течении суток, [19].

- число животных данного вида в помещении;

- удельная теплоемкость воды, [10].

- температура горячей воды, равная 55 ;

- температура холодной воды, принимается 5 ;

- среднесуточный расход горячей воды на одно животное,

кг [10].

Вт

Расход теплоты на технологические нужды для стойлового помещения не требуется. Расход теплоты общих потерь, Вт:

, (2.14)

где 1,2 - коэффициент запаса, учитывающий потери теплоты в тепловых сетях. Вт

Расчет тепловой мощности остальных помещений сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Расчет тепловых нагрузок

Наименование помещения	Размеры а*b*h, м	,	, кВт	, кВт	, кВт	, кВт	, кВт
1. Стойловое помещение	72*18*2,83	10	10,052	57,605	18,2	-	103,03
2. Инвентарная	4*3*2,83	10	0,1	0,51	-	-	0,61
3. Фуражная	8*2*2,83	10	0,16	0,69	-	-	0,85
4. Тамбур и коридор	27*2*2,83	10	0,45	2,39	-	-	2,84
5. Пристрой для навоза	4*6*2,83	10	0,26	1,18	-	-	1,44
6. Молочная и моечная	4*3*2,83	20	0,13	0,72	-	17,525	18,38
7. Венткамера	4*2*2,83	20	0,08	0,65	-	-	0,73
8. Вакуум-насосная	4*3*2,83	20	0,13	0,77	-	-	0,9
9. Лаборатория	4*4*2,83	20	0,22	1,03	-	-	1,25
10. Бытовое помещение	4*3*2,83	20	0,13	0,77	-	-	0,9
Итого	-	-	11,712	66,315	18,2	17,525	113,752

Исходя из данных таблицы 2.2 и формулы 2.15 подсчитаем необходимую мощность электрокалорифера:

, (2.15)

кВт

Выбираем два электрокалорифера СФОЦ-40/0,5Т. приведем ряд технических характеристик калорифера [10]:

Мощность - 50,5 кВт; в т.ч. электрокалорифера - 45 кВт;

Число нагревательных секций - 3;

Мощность одной нагревательной секции - 15 кВт;

Подача воздуха - 0,66;

Перепад температуры нагреваемого воздуха - 50…30 К;

Аэродинамическое сопротивление электрокалорифера - 250 Па;

Рассчитаем воздуховоды и выберем вентилятор. Расчет подачи вентилятора:

, (2.16)

где - поправочный коэффициент на подсосы воздуха; ;

- температура воздуха, проходящего через вентилятор, С;

- температура воздуха в рабочей зоне помещения, С;

.

.

Определим диаметры участков трубопроводов:

, (2.17)

где - скорость воздуха в воздуховодах на разных участках,

=10…15 м/с - в магистралях;

=6…9 м/с - в ответвлении.

м.

Диаметр на втором участке:

м.

Диаметр на третьем участке:

м.

Отверстия выполним через 1,9 м., количество отверстий на участке отверстия.

Площадь наиболее удаленного отверстия:

, (2.18)

где - число отверстий;

- скорость воздуха на выходе из отверстия, м/с.

Число отверстий должно удовлетворять условию:

, (2.19)

где - коэффициент расхода, [10].

F - сечение воздуховода, .

, (2.20)

, условие выполняется.

По номограммам определяем давление в ветви [10]:

Для 1-го участка R=1 Па/м, Па;

Для 2-го участка R=1,8 Па/м, Па;

Для 3-го участка R=1,1 Па/м, Па;

Местные сопротивления:

Участок 1: вход в жалюзийную решетку , диффузор у вентилятора ; отвод с поворотом .

Участок 2: внезапное сужение .

Участок 3: внезапное сужение , отвод с поворотом ,

16 выходных отверстий (16*1,35=21,6) .

Вычисляем

. (2.21)

1 участок: Па;

2 участок: Па;

3 участок: Па.

Суммарные потери давления:

, (2.22)

Па.

Давление, которое должен развивать вентилятор:

, (2.23)

где 1,1 - коэффициент запаса;

- потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной ветви, Па.

- сопротивление калорифера, Па;

- динамическое давление на выходе из сети, Па.

, (2.24)

Па

Тогда Па

Вентилятор выбираем по номограмме[10], подача вентилятора [10].

Вентилятор Ц4-70: , А=6000, , м/с.

Частота вращения вентилятора:

, (2.25)

об/мин.

Требуемая мощность электродвигателя для вентилятора:

, (2.26)

где - к.п.д. передачи, [10];

- к.п.д. вентилятора, [10],

кВт

Установленная мощность электродвигателя:

, (2.27)

где - коэффициент запаса, .

кВт.

Выбираем двигатель АИР112М4У3, у которого кВт, .

2.4 Расчет электрического освещения

Создание искусственного освещения позволяет регулировать физические процессы в животноводстве. Рациональное применение естественного и искусственного освещения создает условия для производительного и безопасного труда обслуживающего персонала, уменьшает утомленность, способствует поддержанию чистоты и порядка в производственных помещениях, улучшает количество и качество производимой продукции [9]. В коровнике освещение выполнено светильниками НСПО02-100 с лампами накаливания мощностью PЛ=100 Вт которые поддерживают освещенность 75 лк. Остальные светотехнические данные приведены в таблице 2.2.

Для того чтобы уменьшить удельную мощность потребления электроэнергии на освещение заменим устаревшие лапы накаливания БК220-230-100 на энергосберегающие компактные люминесцентные лампы КЛЛ30Р с световым потоком лампы ФЛ=1600 лм.

Расчет стойлового помещения, молочной и лаборатории проведем методом коэффициента использования светового потока осветительной установки, расчет других помещений выполним методом удельной мощности. Основные характеристики помещений сведем в таблицу 2.3.

Таблица 2.3. Исходные данные для расчета освещения

№ по плану	Наименование помещения	Размеры помещения, м	Площадь,	Высота, м	Условия окружающей среды	Коэффициент отражения	Норма освещенности, лк	Коэффициент запаса
						Пол	Стены	Потолок
1	Стойловое помещение	72*18	1296	2,83	Сырое	10	30	50	75	1,3
2	Электрощитовая	4*3	12	2,83	Норм.	10	30	50	100	1,5
3	Фуражная	8*2	16	2,83	Пыльн.	10	10	30	50	1,3
4	Тамбур	18*2	36	2,83	Норм.	10	30	50	20	1,5
5	Пристрой для навоза	4*6	24	2,83	Сырое	10	10	30	20	1,5
6	Молочная и моечная	4*3	12	2,83	Сырое	10	30	50	150	1,5
7	Венткамера	4*2	8	2,83	Норм.	10	30	50	50	1,5
8	Вакуум-насосная	4*3	12	2,83	Норм.	10	30	50	100	1,5
9	Лаборатория	4*4	16	2,83	Норм.	10	50	70	200	1,3
10	Бытовое помещение	4*3	12	2,83	Норм.	10	50	70	75	1,5
11	Коридор	9*2	18	2,83	Норм.	10	30	50	75	1,3

Приведем пример расчета для стойлового помещения. Расчетная высота установки светильников, м.:

, (2.28)

где - высота помещения, м;

- высота свеса светильников, м. [17] для подвесных светильников;

- высота рабочей поверхности над полом, м.

м.

Показатель экономичности, лк*:

лк*.

По показателю экономичности и характеристике помещения произведем выбор светильника по[17], тип ПВЛМ (ЛСП-Н-Д).

Оптимальный размер стороны квадрата, м:

, (2.29)

где - относительное светотехнически выгодное расстояние между светильниками, м.

, (2.30)

где - световой поток светильника в нижнюю полусферу, лм[17];

- осевая сила света в нижнюю полусферу, кДж[17].

м.

Число светильников в ряду, шт.:

, (2.31)

где - длина помещения, м.;

- кратность расстояния между светильниками и стеной, [17].

штук

Число рядов светильников:

, (2.32)

где - ширина помещения, м

рядов

Общее количество светильников:

, (2.33)

штук

Индекс помещения:

, (2.34)

По[9] определяем коэффициенты использования светового потока и в зависимости от пита светильника, коэффициентов отражения стен , потолка , пола и индекса помещения: , .

Коэффициент, учитывающий отраженную составляющую освещенности:

, (2.35)



Поток лампы, лм:

, (2.36)

где - площадь помещения, ;

- коэффициент запаса, [17];

- коэффициент неравномерности, для точечных источников , для линейных [9].

лм.

По литературе [17] выбираем лампу ЛБ-40, у которой лм.,

Проверим правильность выбора по условию:

, (2.37)

, условие выполняется.

Проверим минимальную освещенность, решая формулу (2.36) относительно Е:

лк

лк

Превышение нормы на 42% допустимо.

В качестве дежурного освещения выбираем светильники 3-го ряда в количестве 10% от общего числа светильников в помещении, т.е. 10 штук.

Освещенность в наихудшей точке А, лк:

, (2.38)

где - коэффициент, учитывающий влияние на освещенность точки А удаленных светильников, а также отраженной составляющей освещенности;

- условная освещенность, создаваемая отдельным светильником в точке А, лк.

, (2.39)

где - коэффициент, учитывающий влияние удаленных светильников, [9].

, (2.40)

где - табличное значение силы света светильника, кд [17];

- угол, под которым расположена точка, .

лк

лк

лк - условие выполняется.

Расчет методом удельной мощности приведем на примере электрощитовой.

Показатель экономичности:

лк*

По литературе [17] выбираем светильник НСП.

Относительное светотехнически выгодное расстояние, м:

м.

Оптимальный размер стороны квадрата находим по формуле (2.29):

м.

Число светильников в ряду найдем по формуле (2.31):

шт.

Число рядов светильников найдем по формуле (2.32):

ряд.

Общее количество найдем по формуле (2.33):

шт.

Для принятого светильника, , , м., S=12 по литературе [17], находим удельную мощность, которая равна Р=11,3 Вт/.

Мощность лампы, Вт:

, (2.41)



По литературе [17] выбираем лампу КЛЛ30Р с световым потоком лампы ФЛ=1600 лм. Результаты расчетов остальных помещений сводим в светотехническую ведомость приложения.

Рассчитаем освещение входной площадки.

Данные для расчета: лк, , .

Показатель экономичности:

лм.

По литературе [17] выбираем светильник НСП02. Размещаем светильник посередине входной площадки.

Проверим освещенность в точке А. Для этого по формуле (2.42) найдем поток лампы:

, (2.42)

, так как светильник один.

- по кривым изолюкс[17]: а=2,5 м, d=3,2 м, =3 лк.

лм.

По литературе [17] выбираем лампу КЛЛ30Р у которой лм., Р=20 Вт.

Правильность выбора проверим по условию (2.37).

, условие выполняется.

Освещенность в точке А проверим по формуле (2.38):

лк.

По условию подходят.

2.5 Расчет внутренних осветительных сетей

Осветительный щит устанавливается в доступных для обслуживающего персонала местах. В данном случае осветительный щит устанавливаем недалеко от входа на стене в помещении по плану, на высоте 1.5 м от пола. Питание щита осуществляется изолированными проводами в трубах. Марки проводов и способов прокладки определяется средой помещения. В данном случае среда в помещении сырая и согласно 9] выбираем кабель ВВГ (медный с пластмассовой изоляцией).

Провода на минимум проводникового материала рассчитываются по формуле, мм І:

(2.43)

где С - характеристический коэффициент сети;

- расчетные потери напряжения в группе, %;

- сумма электрических моментов в группе, кВт*м.

(2.44)

где - мощность участка, кВт;

- длина участка, м.;

Находим электрический момент группы:

кВт*м.

Характеристический коэффициент сети С=12 - однофазная линия с нулем для медного провода [9].

Расчетные потери напряжения в группе, %:

- (2.45)

где - допустимые отклонения напряжения от номинального, [9];

- потери напряжения на вводе, [9].

%

Сечение провода 1 группы:

Выбираем стандартное сечение , способ прокладки - открытый на тросе кабелем ВВГ 3Ч4 для которого А [17].

Провода на нагрев проверяются по формуле:

, (2.46)

где - расчетный ток группы, А.

, (2.47)

где - коэффициент мощности, - для люминесцентных ламп.

А

А < А

Из формулы (2.43) найдем потери напряжения:

, (2.48)

%

Ранее % по расчетам, следовательно 1,69% < 2,3% по потерям напряжения сечение выбрано верно.

Расчет осветительной сети остальных групп сведем в таблицу

Таблица 2.4. Результаты расчета осветительной сети

Номер группы	, кВт*м	,	,	, А	, А	Марка провода, кабеля	, %
1	80,96	2,93	4	7,9	35	ВВГ 3*4	1,69
2	86,1	3,12	4	8,9	35	ВВГ 3*4	1,79
3	68,2	2,47	2,5	4,1	25	ВВГ 3*2,5	1,28
4	13,8	0,5	1,0	8,0	25	ВВГ 3*1,0	0,74
5	49,9	1,8	2,5	5,1	25	ВВГ 3*2,5	1,7

Полная мощность на вводе, В*А:

, (2.49)

где - суммарная мощность энергосберегающие ламп, Вт;

- суммарная мощность люминесцентных ламп, Вт;

для .

В*А

Ток ввода:

А

Сечение кабеля ввода найдем по формуле (2.43), где С= 72 - трехфазная линия с нулем для медного провода [9].

Выбираем кабель ВВГ 3Ч6 + 2Ч2,5.

Потери напряжения находим по формуле (2.48):

%

Ранее принималось %, т.е. 0,16% < 0,2%, следовательно, по потерям напряжения линия проходит.

Проверка на нагрев:

А < А, условие выполняется.

2.6 Расчет силовых сетей

Производим расчет самой нагруженной линии - электрокалорифера СФОЦ - 40/0,5 Т, у которого три нагревательные секции мощностью 15 кВт каждая и двигатель вентилятора мощностью 5,5 кВт.

Пример расчета приведем для одной секции и вентилятора, другие две секции рассчитываются аналогично.

Условие выбора провода по нагреву (2.46):

- рабочий ток одной секции калорифера, А.

, (2.50)

где - мощность одной нагревательной секции, Вт [2];

- коэффициент полезного действия калорифера, [2].

Рабочий ток найдем по формуле (2.50):

А

Питание подводим проводом АПВ 5 (1*10) в трубе, у которой А [17].

А < А, условие выполняется.

По формуле (2.48) проверим по потере напряжения:

%

где С=44 - для трех фазной сети с нулем для алюминиевого провода.

> , условие выполняется.

Рассмотрим участок от пускателя до электродвигателя вентилятора

АИР112М4УЗ, у которого , ,

Питание подводим кабелем АВВГ в трубе, у которого [17], то есть

< , условие (2.46) выполняется.

Проверим по формуле (2.48) по потере напряжения:

> , условие выполняется.

Выберем кабель, который питает электрокалорифер СФОЦ 40/0,5.

Ток провода равен:

, (2.51)

где - рабочий трех секций электрокалорифера, А.

Выбираем кабель АВВГ , у которого [17].

> , условие (2.46) выполняется.

Потеря напряжения составляет:

> , условие выполняется.

Таблица 2.5. Потребность кабелей и проводов, м

Число и сечение жил	Марка
	АВВГ	АПВ	ВВГ
	9 23,5 25 7,5 221,5 - -	- - 24,5 - 20 - -	- - - - - 620 288

Диаметр труб рассчитываем по формуле:

, (2.52)

где - диаметр провода, мм;

- количество жил;

- коэффициент заполнения,

Рассчитываем для участка 1-П1, провод АВВГ , [17].

Берем стандартный диаметр , трубу .

Таблица 2.6. Потребность труб

Обозначение по стандарту	Диаметр по стандарту, мм	Длина, м
Труба ГОСТ 3262-75	20	32

2.7 Выбор и расчет ПЗА для электрооборудования

Выберем аппаратуру для запуска и защиты электрокалорифера СФОЦ 40/0,5.

Рассмотрим выбор для одной секции.

Выбор магнитного пускателя произведем по следующим условиям:

, (2.53)

где - номинальное напряжение пускателя, В;

- номинальный ток пускателя, А;

- подводимое напряжение сети, В;

- рабочий ток одной секции калорифера, А.

,

где - мощность одной нагревательной секции, Вт [2];

- коэффициент полезного действия калорифера, [2].

А

>

Выбираем нереверсивный пускатель второй величины ПМЛ 212002.

По условию (2.53) выберем магнитный пускатель для двигателя АИР112М4У3 вентилятора электрокалорифера, у которого кВт,

, .

>

Выбираем ПМЛ 212002.

Выбор автоматического выключателя.

Автоматический выключатель служит для защиты силового оборудования от перегрузок и коротких замыканий.

Пример выбора рассмотрим для двигателя вентилятора электрокалорифера. По условию (2.53) получим:

Выберем автоматический выключатель типа АЕ 2026-10 р-20УЗ - выключатель автоматический с номинальным током 16А, трехполосный с тепловым и электромагнитным расцепителями, без свободных контактов, без дополнительных расцепителей, с регулировкой номинального тока теплового расцепителя.

, (2.54)

где - номинальный ток теплового расцепителя, А.

Номинальный ток электромагнитного расцепителя, А:

, (2.55)

где - пусковой ток двигателя, А.

, (2.56)

где - кратность пускового тока, .

>

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А:

, (2.57)

где - коэффициент отсечки, =12 - для автоматических выключателей серии АЕ 2000.

Выбор пуско-защитной аппаратуры для другого оборудования проводится аналогично.

Проверим согласованность пуско-защитной аппаратуры с сетью:

, (2.58)

где - допустимый ток провода, А;

- ток теплового расцепителя, А.

(2.59)

< для кабеля АВВГ 54 [17].

>, усло...