150910 (Совершенствование электрификации МТФУХ "Кокино"), страница 4

Частота аварийных отказов электрооборудования в течение трех лет не меняется и находится в пределах нормированных значений, это связано с тем, что количественный и качественный состав электротехнической службы на предприятии не меняется; производство полностью укомплектовано необходимым оборудованием.

Численность работников электротехнической службы не меняется и составляет 2 человека. Нагрузка на одного электромонтера составляет примерно 350 у.е., что выше оптимальной нагрузки, 100 у.е., в 3,5 раза.

На рисунке 1.1 приведены графики потребления активной и реактивной электроэнергии потребителями центрального отделения учхоза «Кокино» в 2006 г.

Рисунок 1.1. Годовой график нагрузки потребителей электроэнергии отделения Скуратово

2 Электрификация объекта проектирования

2.1 Описание технологического процесса

Проектируемая ферма КРС рассчитана на 400 голов привязного содержания и включает два коровника по 200 голов дойного стада.

Каждый коровник разделен на восемь секций по 25 коров в каждой. Секции оборудованы стойлами, кормушками и автопоилками. К коровнику прилегают выгульные дворы. Содержание коров и нетелей – привязное с использованием пастбищ в летнее время.

Доение коров производится два раза в сутки, удаление навоза - скребковым транспортером, с одновременной погрузкой в транспорт с помощью наклонного транспортера. Имеется молочный блок, предназначенный для сбора молока, его первичной переработки и кратковременного хранения.

В настоящее время существует несколько технологий сбора молока. Наиболее широкое распространение получили две технологии: сбор молока в молокопровод и сбор молока в доильные ведра.

При доении в доильные ведра молоко собирается в доильные ведра, затем переливается во фляги и вручную, с помощью тележек транспортируется в молочную. Здесь фляги взвешиваются, затем молоко с помощью насоса перекачивается в молокоприемный резервуар. После этого начинается процесс первичной переработки молока.

При доении в молокопровод надоенное молоко поступает в молокопровод и далее по молокопроводу, проходя через счетчики удоя, поступает в молочную и накапливается в молокосборнике. Таким образом, после доения исключается ручная транспортировка молока, что значительно облегчает труд доярок, повышает производительность труда.

Однако такой способ доения требует больших эксплуатационных затрат, связанных в основном, с необходимостью регулярной промывки молокопровода, поддержания в технически исправном состоянии оборудования предназначенного для промывки молокопровода и поддержания необходимого в нем давления.

На ферме в качестве основного принят способ доения в молокопровод, как наиболее прогрессивный. А в качестве резервного, на случай выхода из строя молокопровода, способ доения в доильные ведра.

Раздача кормов производится кормораздатчиками КТУ-10, предназначенными для транспортировки и выгрузки в кормушки на одну или две стороны предварительно измельченных грубых и сочных кормов, корне - клубнеплодов и кормовых смесей. Их можно также использовать для перевозки силоса, сенажа и других кормов. КТУ-10 достаточно просто агрегатируется с тракторами типа МТЗ-80.

Поение производится поилкой автоматической индивидуальной, одинарной, с открытой чашей ПА-1А предназначенной для поения КРС. Поилка присоединяется к водопроводу внутри помещения или устанавливается на другие водораздающие машины.

Ферма обеспечивается горячей водой с помощью водонагревателя ВЭТ-400.

Удаление навоза производится скребковым транспортером ТСН-160Б, предназначенным для перемещения навоза из животноводческих помещений с одновременной погрузкой в транспорт. С помощью транспортера один рабочий обслуживает 100 стойл КРС. Помимо удаления навоза можно использовать для транспортировки силоса, сенажа и др. кормов на фермах КРС. ТСН состоит из горизонтального и наклонного транспортеров. Навоз, сброшенный в канал, передвигается скребками горизонтального транспортера и подается им в транспортный прицеп.

2.2 Выбор технологического оборудования

Объектом проектирования является коровник на 400 голов привязного содержания, молочный блок которого включает следующие типы технологического оборудования:

вакуумный насос, для создания вакуума в молокопроводе;

сепаратор-очиститель, для очистки и сепарирования молока;

охладитель молока;

резервуар для молока;

пастеризатор;

холодильный агрегат;

насосы для воды и для молока.

Определим производительность молочной поточной технологической линии в молочном блоке по формуле

,(2.1)

где N – поголовье дойных коров, гол;

М – среднегодовой надой на одну корову, кг;

И = 1,25 – коэффициент неравномерности;

Ж = 0,6 – коэффициент, учитывающий часть суточного надоя, приходящуюся на максимальный разовый надой при двукратной дойке;

Кх = 0,18 – коэффициент, учитывающий число сухостойных коров;

Д – число дней максимального по надою месяца;

Т – продолжительность доения, час.

Принимая надой на корову М = 4000 кг для поголовья дойного стада 200 голов, получаем производительность линии доения

.

2.3 Расчет электротепловых нагрузок

2.3.1 Расчет воздухообмена

Так, как коровник 400 голов разделён на 2 идентичных коровника вместимостью 200 голов, то, произведя расчёт для одного коровника, получим данные и для второго.

Расчет производится для коровника на 200 голов, средняя масса коровы - 400 кг. Расчетные температуры: наружного воздуха зимой tн 25 °С 2 наружная вентиляционная tн.в 12°С 2, внутри помещения tв 10 °С при относительной влажности в 80 3. Зона влажности местности нормальная. Барометрическое давление 99,3 кПа.

Здание спроектировано одноэтажным прямоугольной формы с размерами в плане 78 х 21 м. Высота стен 3,1 м, каркас железобетонный. Стены из камнебетонных блоков. Фундамент под капитальные внутренние стены из сборных бетонных блоков. Гидроизоляция стен из слоя цементного раствора состава 12, толщиной 20 мм. Цемент марки 400.

Полы цементные. Окна с двойным остеклением из стеклоблоков с расстоянием между стеклами 10 см, уклон перекрытий 15°.

Принимаем единую для всех помещений приточную систему вентиляции с подогревом воздуха электрокалорифером в холодный период.

Вентилятор выбираем по подаче и полному давлению. Расчетную подачу вентилятора находим по воздухообмену, необходимому для обеспечения оптимального микроклимата в вентилируемом помещении, расчетное давление по значению потерь в воздуховодах и оборудовании.

Определяем расчетный воздухообмен по теплоте:

, ,(2.2)

где Q – избыточное тепло, удаляемое с вентилируемым воздухом, кДж/ч,

Q = q·N =2380·200 = 476000 кДж/ч;(2.3)

1+ αtв - множитель, учитывающий увеличение объёма воздуха при tв;

α = 273-1 0С – температурный коэффициент расширения воздуха;

с- теплоёмкость 1 воздуха, ( с = 1,3 кДж/м3∙0С).

= 16502,87,

Определяем расчетный воздухообмен по углекислоте:

, (2.4)

где Gук = N∙gук = 200∙106 = 21200 л/ч;

Св = 2л/м3– допустимое содержание СО2 в воздухе помещения;

Сн = ,3 л/м3 – содержание углекислоты в наружном воздухе.

= 14964,70 .

Определяем расчетный воздухообмен по влаге:

, (2.5)

где

dв = dнав + /100 = 11,4 + 70/100 = 12,1;

dн = dнас + н/100 = 0,88 + 80/100 = 1,68;

k1 = 1,1 – коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола;

G = N·260 = 200 · 260 = 51553,36 л/ч.

= 5587,8

Правильность расчета проверим по кратности воздухообмена K, которая для животноводческих помещений составляет K = 3…5 и определяется формулой:

К = Q:Vп(2.6)

где Vп - объем помещения, м3.

Объем помещения определим по формуле

Vп = a∙b∙h + a∙b∙tg150, м3,(2.7)

где а – длина помещения, а = 68,8 м

b – ширина помещения, b = 21 м

h – высота стен, h = 3,1 м.

Vп = 68,8∙21∙3,1 + 68,8∙21∙0,27 = 6511 м3.

Подставив численные значения в формулу (2.6), получаем кратность воздухообмена

К = 27600/6511 = 4,2.

Суммарную площадь сечения вытяжных шахт F находим по формуле

,м2.(2.8)

Предварительно определяем скорость воздуха в шахте высотой h=4 м по формуле:

v = = 1,39 м/с.(2.9)

м2.

Определяем число вытяжных шахт

n = F/Sш,(2.10)

где Sш - площадь поперечного сечения шахты, принимаем шахту с площадью сечения 600 х 600 мм/

Тогда получаем

n = 3,47/0,36 = 9,63.

Принимаем 10 шахт с площадью сечения 0,6 х 0,6 м.

2.3.2 Расчет отопления коровника

Отопление рассчитываем по уравнению теплового баланса вида

QOT = QОГР + Qвент + Qисп – Qж;(2.11)

Qот = 111248,64+312316,28+24500-33320 = 334612,8 кДж/ч.

Здесь QОГР - теплопотери через ограждения

QОГР = q0V(tB –tH) = 4·2505,6·(10+13)=111248,64 кДж/ч,(2.12)

где q0 = 4 кДж/м3·ч - тепловая характеристика помещения;

Qвент - теплопотери через систему вентиляции

Qвент=L∙c(tB–tH)=5562,57∙1,3(10-(-12))∙1,396=232184,2 кДж/ч, (2.13)

где L – расчетный воздухообмен;

Qисп - тепло, затрачиваемое на испарение

Qисп = 2,5Qконстр = 2,5 · 70000 · 0,14 = 24500 кДж/ч,(2.14)

где 2,5 – скрытая теплота испарения воды, Qконстр - количество влаги, испаряемой из пола и других конструкций (14% от влаги, испаряемой животными по СНиП);

Qж - количество тепла, выделяемое животными

Qж = qж∙N∙ki = 2380 · 200 · 0,07 = 33320кДж/ч,(2.15)

где qж – количество тепловыделения одним животным;

ki =0,7- коэффициент, учитывающий зависимость тепловыделения животного от температуры.

Полезная мощность, необходимая для отопления помещения:

Р = QOT/3600/ηу, (2.16)

где ηу = 0,9…0,95- тепловой КПД отопительной установки:

Р = 334612,8/3600/0,95 = 97,84 кВт.

Определяем мощность одной электрокалориферной установки

РЭК = Р/m,(2.17)

где m – количество электрокалориферных установок. Принимаем m = 2 для двух коровников, мощность одного электрокалорифера РЭК = 100 кВт производительностью L = 3600…4000 м3/ч.

Определим напор, создаваемый вентилятором, по формуле

PB=Ht+hмс (2.18)

Принимаем приточный воздухопровод прямоугольного сечения 0,5х0,4 м и длиной 30 м, тогда

d = dэ = 2ab/(a+b) = 2×0,5×0,4/(0,5+0,4)= 0,445 м. (2.19)

Задавшись скоростью приточного воздуха vнв = 12 м/с и зная, что для tв=16 °С, = 1,197 кг/м3 и = 0,02…0,03, определим потери в трубопроводе

Нт = 0,02×(30/0,445)×122 × 1,197/2 = 116 Па.

Местные сопротивления подсчитаем по формуле:

hмс = ∑vнв∙ρ∙ε/2 = 3,95 ×122×1,197/2 = 340 Па,(2.20)