Анализ состояния энергообеспечения предприятия КХ "Сокол" Краснокутского района Саратовской области

Диаметры обоих трубопроводов 32 мм, расстояние между осями труб 50 мм. Тепловую изоляцию выполним из минераловатовых матов, толщиной 15 мм, лиз=0,064 Вт/м °С.

Наружный диаметр изоляции:

dH.И. =0,032+2 0,015=0,062 м.

Сопротивление теплопроводности изоляции:

Так как h/dн.и. =1,5/0,062 > 2, то тепловое сопротивление грунта:

Общее тепловое сопротивление для обеих труб:

R1,2= 1,64+0,41=2,05 м°С/Вт

Дополнительное сопротивление:

Удельные потери тепла для прямого трубопровода:



для обратного трубопровода:

Значения q1 и q2 соответствуют нормам (табл. 15 [2])

2.5 Газоснабжение

Основным потребителем газа на данной молочно-товарной ферме является общефермерская котельная (газ расходуется в котлах для получения теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение объектов фермы.) Газоснабжение животноводческих и производственных зданий не требуется.

Газопотребление котельной:

1) Часовой расход топлива (м3/ч)

где: Фр - расчетная тепловая нагрузка котельной, кВт; q - удельная теплота сгорания топлива, кДж/м3 (для Саратовского газа q=35000 кДж/м3)

зк.а - КПД котлоагрегата (для котла «Универса-6», зк.а=0,7)



2) Годовой расход топлива (тыс. м3)

,

где: Qгод- годовой расход теплоты, ГДж/год

(Определяется по графику тепловой нагрузки, пункт 2 данного раздела дипломного проекта)

2.6 Водоснабжение холодной водой

По нормативам водопотребления отдельных потребителей необходимо определить среднесуточный расход МТФ - Qcp.cуt. и годовую потребность в воде.

Для проектирования системы водоснабжения и последующей её правильной эксплуатации необходимо знать: количество воды и режим её потребления. Объем водопотребления устанавливают по числу водопотребителей.

Потребление воды в течение года, отдельных суток - неравномерное. Эта неравномерность водопотребления может быть представлена коэффициентом неравномерности:

Среднесуточный расход воды определяется по формуле:

, где q-среднесуточная норма водопотребления на

одного водопотребителя (на единицу водопотребления), л/сут (табл.6[3]), п - количество потребителей (единиц) Определим расчетные суточные расходы воды и сведем их в таблицу 2.7

Таблица 2.7

Наименование	Кол-во	Норма	Среднесут.	Коэф-т	Макс
водопотребителей	потребит(ед-	водопортеб	водопотр.	неравн.	сут
	ца потр), п	1 потребит,	Qcр.сут	Суточн	расход
		л/сут	м3/ч	водопотр,	Qcуt.
				Ксут. мах	МАХ
Коровник	400	100	40	1,3	52
Телятник с род	224/48	30/100	11,52	1,3	14,97
отд.
Молочн. блок	2912	7	20,4	1,3	26,5
произ-ю Зт/сут.
Веет/сан про-к на	50	230	11,5	1,3	14,95
50 чел.

Используя коэффициенты неравномерности водопотребления мы определили максимальные суточные расходы каждого потребителя:

Qмакс. сут=kмакс. сут qср.сут,

kмакс. сут=1 ,3 - для сельских населенных пунктов. Годовой расход воды МТФ определяется по формуле:

Qгод=?Qcp. сут. t,

где: t - число дней водопотребления МТФ в воду, t=365 дней, тогда:

Qгод=83,42 365=30448 м3/год

Все расчеты расходов воды сводим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8

	Среднесут расход	Макс суточ расход	м3 /сут	м3 /сут	м3/год
Коровник на 400 голов	40	52
Телятник с род отд.	11,52	14,97
Мол блок произ-ю Зт/сут	20,4	26,5
Вет/сан пропускник	11,5	14,95
?Qcp. сут			83,42
?QСP.MAKC				108,4
Qгод					30448

Максимальный часовой расход воды по ферме (м /ч) определяется по формуле:

где: kчас - коэффициент часовой

неравномерности водопотребления, kчас-2,5

а) коровник:

б) телятник:

в) молочный блок:



г) вет-сан. пропускник:

Расчет секундных расходов воды в период максимумов необходим для проектирования системы водоснабжения и выбора насосов.

Подсчитаем секундные расходы воды в часы максимального водопотребления:

,

где: qпож - расходы на наружное тушение пожаров, л/с. Принимается из таблицы 7[3].

а) коровник:

б) телятник:

в) молочный блок:



г) вет-сан пропускник:

Сумма секундных расходов воды в часы максимального водопотребления по объектам МТФ

?qc=11,5+5,4+5,75+5,4=28,05 л/с=0,028 м3/с

Необходимый диаметр трубопровода:

,

где: сх.в. - плотность холодной воды, равная 1000 кг/м3;

сл - удельное падение давления в трубопроводе, принимается 70 Па/м,

тогда:

,

Принимаем трубы диаметром 32 мм.



3. Проектирование электроснабжения

3.1 Определение мощности проектируемого объекта

Для подсчета мощности объекта составим таблицу 3.1., в которой все электроприёмники и их мощности.

Таблица 3.1

№ п/п	Оборудование	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во
1	Водонагреватель ВЭТ-400	10,5	1
2	Установка ОПФ-1-300	4,8	1
3	Вакуумная установка УВУ60/45	4,0	2
4	Насос молочный НМУ-6	1,1	1
5	Насос 36-Зу 3,5-10	1,1	1
6	Танк-охладитель ТО 2	0,27	1
7	ВЭЛ - 600	11,1	1
8	Насос центробежный 1,5к-8/19	1,5	1
9	Холодильная машина МХУ-8С	6,1	1
10	Приточная система П1	0,25	1
11	Приточная система П2	0,37	1
12	Вытяжная система В1	0,75	1
13	Рабочее освещение	3,37	1

Установленная мощность электроприемников составит: Руст=49,2 кВт 3.2. Составление схемы внутриплощадочного электроснабжения. Составим схему внутригогощадочной сети трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ (рис.2.), питающей МТФ по методике и справочным данным [4].



Рис. 3.1

Так как потребители электроэнергии МТФ имеют выраженную производственную характеристику, поэтому имеют максимум энергопотребления в дневные часы. Коэффициент дневного максимума для таких объектов kд=1, а коэффициент вечернего максимума kв=0,6

Дневные и вечерние максимумы объектов находим по формуле:

где: kд и kв - коэффициенты дневного и вечернего максимума нагрузок;

Р - мощность на вводе i-гo потребителя, кВт

cosц - коэффициент мощности в максимум нагрузки на вводах отдельных видов потребителей без учёта компенсации (табл. 37.[3]).

а) коровник:



Аналогично рассчитываем дневные и вечерние максимумы для отдельных объектов МТФ, результаты наносим на схему внутришющадочной сети.

3.2 Суммирование нагрузок линий

Суммирование нагрузок по участкам линий 0,38 кВ и на шинах ТП, питающей МТФ, выполняют так же, как и для других с/х потребителей с учетом коэффициента одновременности ко или по таблице 36 [3]. Суммирование выполняют следующим образом. Если максимальные нагрузки неоднородных потребителей и отличающихся по мощности более чем в 4 раза суммируют табличным способом (табл. 36 [3]), путём сложения большей нагрузки с табличной добавкой ДS, соответствующей меньшей нагрузке. Если максимальные нагрузки на вводах потребителей однородны и отличаются друг от друга не более чем в 4 раза, то расчетные мощности участков определяют путем суммирования максимальных нагрузок на вводах потребителей с учётом коэффициента одновременности kо.

В результате суммирования расчетных мощностей всех участков линии 0,38 кВ, определим расчетную мощность ни шинах 0,4 кВ трансформаторной подстанции:

Sд.тп= 92,3+46,6=238,9 кВА

Sв.тп=1 11,9+24,2+0,76=136,86 кВА

Таблица 3.2 - Суммирование нагрузок потребителей

Расчетный участок	Расчетная мощность линии	Наружное освещение
	Sд, кВА	SB, kBA
ТП	238,9	136,1	0,76
линия 1
1-2	68,1	37,2	0,4
2-8	52,6	27,9	0,3
2-3	27,5	15,9	0,19
линия 2
4-5	192,3	111,9	0,36
5-6	157,5	94,2	0,24
6-7	57,8	34,3	0,21

3.3 Выбор мощности ТП

Трансформатор выбираем по наибольшему максимуму, то есть по дневному. Принимаем к установке трансформатор ТМ-250 10/0,4 (табл. 16.1 [4]) мощностью 250 кВА, наружной установки.

Параметры трансформатора:

Uк=6,5%, Рк=З,7 кВт,

Sн-250 кВА, сочетание напряжений Вн/Нн= 10/0,4 кВ

Коэффициент мощности на шинах 0,4 кВ ТП:

Sд.тп./Sв.тп=238,9/136,86=1,75,

Значит по таблице 38 [3] =0,75; =0,8

Потеря напряжения в трансформаторе (%):

, где

В дневной максимум:

ДUтд = (1,4 0,75 + 3,7 0,66) = 3,3%



В вечерний максимум:

ДUтв =(1,40,8 + 3,7 0,6) = 1,8%

3.4 Потери напряжения

Исходными данными для расчета электрических линий напряжением до 35 кВ включительно являются нормы отклонений напряжения на зажимах электроприемников, в соответствии с которыми отключение напряжения на зажимах эл. приёмников при 100% нагрузке не должно выходить за пределы -5%, а при 25%+5%.

Для определения допустимых потерь напряжения обычно составляют таблицу отклонений напряжения. При составлении таблицы учитывают изменение напряжения в каждом звене электрической сети. В качестве контрольных точек, как правило, принимают наиболее удалённый и ближайший электроприёмники потребительских подстанций в режимах 100% и 75% нагрузки. Составим таблицу отклонения напряжения:

Таблица 3.3 - Допустимые отклонения напряжения

Участок эл. сети	100%	75%
Линия 10 кВ	+2,5	-2,5
Отпайка 10 кВ	-2	-0,5
Трансформатор - регулируемая надбавка -нерегулируемая надбавка -потеря	+2,5 +5 -3,3	+2,5 +5 -1,8
Линия 0,4 кВ	-2,5	-0,63
Внутренняя сеть	-2,5	-0,63
Потребитель	-0,3	+1,44



3.5 Составление схемы внутренней сети

Схема внутренней сети составляется на основе плана расположения электрооборудования внутри молочного блока, (лист СГАУ).

В неё вносятся необходимые для расчета данные: мощности оборудования и длины участков. Схему внутренней сети изобразим на листе СГАУ.

3.6 Расчет внутренних сетей

Выбор сечения проводов внутренней электропроводки

Расчёт внутренней электросети будем проводить по допустимой потере напряжения, которая не должна превышать 2,5%. Выбирать марку, сечение проводов, ПЗА на участках от щитов управления до потребителя (эл. приёмника) считать не будем, так как поставляемое оборудование комплектное.

Выбираем марку и сечение провода, проходящего от ЩР до ЩУ:

где: с - постоянный для данного провода коэффициент, зависящий от напряжения сети, числа фаз и материала провода,

l - длина участка, м

Р - мощность подаваемая по участку, кВт

допустимое падение напряжения, %.



Согласно ПУЭ внутренняя проводка выполняется только медными проводами, сечением не менее 2,5 мм2.

Выбираем сечение провода из стандартного ряда - 4 мм2, марка кабеля с медными жилами КВВГ5х4, кабель проложим в стальной трубе.

Проверка сечения проводов по длительно-допустимому току

Ток протекаемый в проводе:

,

где: Р - мощность эл. приёмников, кВт

U - напряжение сети, кВ

Для медного кабеля, проложенного в стальной трубе допустимый ток Iдоп=25A. (табл. 46. [3]), значит выбранный провод подходит по нагреву.

Определение фактического отклонения напряжения. Уточним потери напряжения:

Выбор аппаратов защиты.

Для выбора автоматов необходимо рассчитать токи к. з.:



где: r рез=сl/F - сопротивление цепи до точки к.з., Ом,

где: с -удельное сопротивление. (Для меди р=0,0175 Ом*мм /м);

l - длина участка, м

F - сечение провода, мм2

rрез=(0,017510)/4=0,04 Ом

Автомат также выберем по его номинальному току: Iа=1,25I,

где: I - ток в проводнике, А

IА= 1,2522=27,5 А.

Выбираем автомат ВА 47/39/4/32С

Для остальных участков автоматы выберем аналогичным образом.

Выбор УЗО.

Выключатель дифференциальный (УЗО) предназначен для защиты человека от поражения электрическим током при случайном непреднамеренном прикосновении к токоведущим частям электроустановок при повреждениях изоляции (установка 10 мА, 30 мА, 100 мА). Выключатели с установкой срабатывания 300 мА и 500 мА предназначены для предотвращения пожаров, вследствие протекания токов утечки на землю. При использовании выключателя необходимо последовательно с ним включать автоматический выключатель аналогичного или меньшего номинала. Так как функционально выключатель не предусматривает защиты от сверх тока к.з. и перегрузки. УЗО выбираем по его номинальному току и по току утечки 30 мА. Для участка цепи установим УЗО ВД-1-63/4/3 2/30. Аналогично выберем УЗО для остальных участков и сведем в таблицу.



3.7 Расчет внутриплощадочных сетей

Выбор сечения проводов линии 0,4 кВ

а) Участок 1-2

Примем сталеалюминевые голые провода АС-25.

Проверка провода по длительно - допустимому току:

Ток в принятом проводе:

Согласно ПУЭ при данной силе тока сечение провода на данном участке должно быть не менее 16 мм2, значит выбранный провод проходит по длительному допустимому току.

Определение фактического отклонения напряжения.

Аналогичным образом определяем сечение остальных проводов и результаты сводим в таблицу 3.4.

Таблица 3.4

Участок	Марка и сечение провода
1-2	А-25	2,5	2,3
2-3	А-16	2,5	1,8
2-8	А-16	2,5	1,9
4-5	А-70	2,5	1,9
5-6	А-16	2,5	2,2
6-7	А-35	2,5	1,9

3.8 Расчёт отпайки ВЛ 10 кВ

Расчёт сечения проводов отпайки ВЛ 10 кВ.

Расчёт сечения проводов будет проводить по экономической плотности

тока по формуле: F =, мм2, где: jэк - экономическая плотность тока,

равная 1,1 А/мм2;

I - ток в линии

F = = 12,7мм2, выберем провод А16

Проверка сечения провода по длительно допустимому току. Выбранный провод подходит по длительно допустимому току.

Определение фактического отклонения напряжения. Фактическое отклонение напряжения определяется по формуле:

где: I - ток в линии, А;

l- длина участка, м;

хо - удельное реактивное сопротивление, Ом/м

(14 0,38 0,16 + 14 1,80,16) = 4,88

0,048%



3.9 Выбор регулируемой надбавки ТП

Подставив все полученные потери в сетях определим величину регулируемой надбавки ТП.

Таблица 3.5 - Фактическое отклонение напряжения

Участок эл. сети	100%	25%
Линия 10 кВ	+2,5	-2,5
Отпайка 10 кВ	-0,48	-0,012
Трансформатор - регулируемая надбавка -нерегулируемая надбавка -потеря	-2,5 +5 -3, 3	+2,5 +5 -1,8
Линия 0,4 кВ	-2,3	-0,57
Внутренняя сеть	-2,05	-0,51
Потребитель	-2,3	-2,3



4. Разработка пароснабжения молочного блока

4.1 Определение тепловой нагрузки

В молочном блоке пар используется для пастеризации молока и для пропаривания молочных фляг.

Поток теплоты (Вт), расходуемой на пастеризацию молока:

Фп.м=0,278mмСм (- ),

где: mм - масса молока, обрабатываемая в пастеризаторе, кг/ч. Так как производительность молочного блока 3 тонны молока в сутки, то устанавливаем пастеризатор ОПФ-1-300, производительность которого 1000 л/час. Плотность молока см=1030 кг/м3, значит mм=1030 кг/ч;

См - теплоёмкость молока, равная 3,94 кДж/кг °С

- температура молока до пастеризации, после дойки t/M=350C;

- температура молока после пастеризации, °С. В режиме мгновенной пастеризации нагрев происходит до 85°С без дальнейшей выдержки, значит =85°C, тогда:

Фп.м=0,2781030 3,94 (85 - 35)=56408 Вт.

Поток теплоты, расходуемой на пропаривание молочных флаг.

Поток теплоты (Вт), расходуемой на пропаривание молочных фляг определяется по формуле:

Фпар=0,278dфnhп, где:

dф - расход пара на пропаривание одной фляги, кг, dф=0,2 кг.

n - количество фляг, пропариваемых за час. В молочном блоке, имеем 77 фляг по 38 литров каждая, в соответствии с данной производительностью.

hп - энтальпия пара кДж/кг. В молочном блоке используется пар с избыточным давлением 0,5 атм.=50,6 кПа, значит hп=2741 кДж/кг при tп=130°C тогда,

Фпар=0,2780,2772741=11734 Вт.

Суммарный поток теплоты, расходуемый на пароснабжение молочного блока.

?Фп=Фпм+Фпф=56408+11734=68142 Вт.

4.2 Определение расходов пара на пароснабжение молочного блока

Расход пара на пастеризацию молока:

Gм - производительность пастеризатора, кг/ч. Производительность ОПФ-1-300- 1030 кг/ч.

См - теплоёмкость молока, равная 3,94 кДж/кг °С

и - температуры молока до начала и после пастеризации, соответственно 35 и 85

hп - энтальпия пара, кДж/кг, hп=2741 кДж/кг

hk- энтальпия конденсата, кДж/кг:

hK=cKtK,



где: ск - теплоёмкость конденсата водяного пара, кДж/кг °С,

cк=4,19кДж/кг°С;

tK - температура конденсата, С

tк= tn-(5-8), так как tп=130°C, то tK=130-8=122°С, тогда:

hK=4,19122=511 кДж/кг;

зп - тепловой К.П.Д. пастеризатора, з=0,9

Тогда расход пара на пастеризацию:

Расход пара на пропаривание молочных фляг.

Dф= dфn,

где:

dф - расход пара на пропаривание одной фляги, кг, dф=0,2 кг.

n - количество фляг, пропариваемых за час. n=77, тогда:

Dф= dфn=0,277=15,4 кг/ч

2.3 Суммарный расход пара на пароснабженеие молочного блока

?Dп= Dп+ Dф=101+15,4=116,4 кг/ч

Для выбора котлов полученные результаты сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Потребители пара	Тепловая нагрузка, Вт	Расход пара, кг/ч
Пастеризация молока	56408	101
Пропаривание молочных фляг	11734	15,4
Итого	68142	116,4

4.3 Выбор котла

Пароснабжение будем осуществлять от котла KB - 300м, установленного в общефермерской котельной. Его производительность и тепловая мощность выше, чем нужды по паропотреблению в молочном блоке, поэтому от него можно потреблять пар для кормоприготовлений в кормоцехе, строительство которого находится в перспективе на данной молочно - товарной ферме.

Технические характеристики котла - преобразователя KB - 300м:

- парапроизводительность, кг/ч 400,

- тепловая мощность (по нормальному пару h=2741 кДж/кг),кВт 298,

- температура пара, °С 130,

- площадь поверхности нагрева, м 14,

- объем водяного пространства, м3 1,1,

-К.П.Д. котла, % 85,

-масса, кг 1490.

-габаритные размеры, мм

-длина 3180,

-ширина 1660,

-высота (без дымовой трубы) 2020.

Большинство чугунных секционных котлов оборудованных паросборниками и соответствующей арматурой, могут работать в режиме паровых котлов при избыточном давлении пара до 68,7 кПа. Барабан паросборник устанавливают под пакетами секций котла и соединяют с ними циркуляционными трубами. Пароводяная смесь из полостей секций поднимается в паросборник, где происходит отделение пара от воды. Полученный пар поступает непосредственно к потребителю или подаётся в бойлеры для нагрева воды систем отопления и горячего водоснабжения.

Паровой котел KB - 300м представляет собой пароводяную установку, вырабатывающую нагретый пар с температурой до 130°С и нагревающую воду до 70°С для технологических нужд, он оборудован теплообменником, нагревающим 1500 кг/ч воды. Котёл KB - 300м работает на жидком топливе (тракторный керосин, дизельное или печное) и имеет устройство для сжигания жидкого топлива ПН2 - 2 (пневматическая низконапорная горелка), пульт управления, пароперегреватель, теплообменник для нагрева воды, регулятор уровня воды в котле, датчики уровней, центробежный водяной насос, лючок для очистки котла от шлама, электроконтактный манометр, взрывные клапаны.

Регулятор уровня поддерживает нормальный уровень воды в котле на расстоянии 125... 175 мм от поверхности жаровой трубы. При падении избыточного давления в водопроводе ниже 98,1 кПа подпитка котла

осуществляется электронасосом или ручным насосом. В линию подпитки воды встроено противонакипное магнитное устройство. (ПМУ).

Устройство для сжигания жидкого топлива состоит из ПНГ, электродвигателя, вентилятора, поплавкового устройства, датчика пламени.

Все части оборудования, кроме горелки, заключены в металлический кожух, который предохраняет их от воздействия тепла, влаги и пыли, а так же от механических повреждений.

Топливная система включает топливный бак, вместимостью 300 л., топливный фильтр, поплавковое устройство для поддержания постоянного уровня топлива перед горелкой, пневматическую низконапорную горелку, электровентилятор. Топливный бак монтируют в отдельном помещении, изолированном от котельной кирпичной стеной, но его можно размещать и вне помещения под навесом. Бак крепится на высоких опорах, благодаря чему, топливо поступает к горелке самотёком.

Пульт управления обеспечивает ручное и автоматическое управление котлом и его защиту от возникновения аварийных режимов. Если давление превысит допустимое, погаснет пламя горелки или опустится уровень воды, то котел автоматически отключится от электросети, прекратится подача топлива к горелке и одновременно с этим включится световая сигнализация.

4.4 Расчёт трубопроводов системы пароснабжения молочного блока

Давление пара в котле должно быть достаточным для прохождения его от котла до наиболее удалённого потребителя. Избыточное давление пара Р в начале паропровода принимают в зависимости от его длины l от узла управления до потребителя; потери давления по длине (стр 23[1]):

l, м.........20ч50 50ч100 100ч200 200ч300

Рн,кПа.......5 10 20 30

Рис. 4.1



Располагаемое давление в паропроводе длиной l=100 м:

Р=Рн-1,5кПа,где:

Рн - давление в начале паропровода, кПа

1,5- избыточное давление пара перед потребителем для компенсации его гидравлического сопротивления, кПа.

Тогда P=10- 1,5=8,5 кПа.

Средняя удельная потеря давления на трение (Па/м) в паропроводе:

,

где: 0,65 - коэффициент, учитывающий долю потери давления на трение от общих потерь давления в трубопроводах.

По номограмме (рис.7 [1]) определяем диаметр паропровода. Из точки соответствующей тепловой нагрузке 68 кВт восстанавливаем перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с линией того диаметра трубопровода, при котором R будет ближе к Rcp=55 Па/м. Находим d=50 мм, фактическое значение R=70 Па/м при d=50 мм.

Щ=22,5м/с - скорость движения пара.

Динамическое давление:

Рд= щ2с/2, где:

с - средняя плотность пара, равная 0, 635 кг/м3.

Тогда Рд= 22,52 (0,635/2)=160 Па.

Общие потери давления по длине трубопровода.

Rl =Rl=70 100=7000 Па.

Потери давления в местных сопротивления трубопровода:

Z=?о Рд, где:

?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений, тогда

Z=8,5 160=1360 Па, тогда

Rl+Z=7000+1360=8360 Па

Запас по давлению:

По приложению 6[1] подбираем диаметр конденсатопровода: d=20 мм. Результаты расчета паропровода сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Ф,Вт	l, м	d, мм	щ, м/с	Rф, Па/м	Rl,Па	?о	Рд,Па	Z,Пa	Rl+Z, Па
68142	100	50	22,5	70	7000	8,5	160	1360	8360

4.5 Принцип работы пастеризатора ОПФ-1-300

Пастеризационно-охладительные установки ОПФ-1-300 используют для центробежной очистки, тонкослойной пастеризации, выдержки и охлаждения молока в закрытом потоке.

Рабочий процесс в качестве пастеризатора протекает следующим образом. Молоко из бака для молока, самотёком или под давлением направляется в уравнительный бак 5, уровень молока в котором поддерживается поплавковым клапаном и должен быть не менее 300 мм во избежании подсоса воздуха в молочный насос. Далее молоко насосом 6 подается в пастеризатор 9, где нагревается до температуры 37 - 40°С и далее поступает в сепаратор - очиститель 7 для очистки от механических примесей. Оттуда молоко возвращается в пастеризатор 9 для дальнейшего нагрева до 85-90°С. Из пастеризатора 9 через фильтр молока-3 молоко поступает в резервуар-1, где насосом 2 уходит на выдачу.

Молоко в пастеризаторе 9 подогревается горячей водой, подаваемой в аппарат насосом-11 из бойлера 10. Вода нагревается паром, поступающим через инжектор 8 из паропровода котельной установки.

4.6 Расчёт газопотребления котла KB - 300м

Количество тепла, израсходованного на пароснабжение молочного блока: за год:

Qгод=Фп 3600 t 10-6, мДж,

где: Фп - поток теплоты, расходуемой на пароснабжение молочного блока, Вт,

t - число часов работы котла в год,

t=3 365=l095 дней в году,

тогда:

Qгод=68142 3600 1095 10-6=268615мДж.

Годовой расход газа:

Нс.г=35 - удельная теплота сгорания саратовского газа, мДж/м3, тогда:



5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Анализ показателей БЖД

Все показатели БЖД (электробезопасность, молниезащита, первичные средства пожаротушения, производственная санитария, охрана окружающей среды) находятся в пределах допустимых значений согласно ГОСТ 12.1.033-81иГОСТ2.1.005-86.

5.2 Определение классов и категорий объекта

Предусмотренные при проектировании зданий и установок

противопожарные мероприятия, прежде всего, зависят от степени пожарной опасности производственных помещений. С точки зрения требований к строительным конструкциям помещения МТФ относятся к классу П-2а опасности, а по категории производства по пожарной опасности - «D».

5.3 Разработка системы электробезопасности

Описание принятой системы способов и средств электробезопасности.

Для того чтобы надежно защитить объект от воздействия любого вида перенапряжений, в первую очередь необходимо создать эффективную систему заземления и выравнивания потенциалов с системой электропитания TN-S или TN-C-S.

электрическая схема внутренней проводки молочного блока представляет собой систему TN-C, где в качестве защитного проводника используется PEN проводник, который одновременно выполняет функции рабочего и нулевого защитного проводника. Для приведения этой системы к системе TN-C-S, необходимо в групповом щитке (например в ВРУ), разделить PEN проводник на отдельные проводники РЕ и N. Таким образом, образуется система TN-C-S. Причем проводники РЕ и N должны прокладываться раздельно, а их соединение после точки раздела недопустимо. Данная система в настоящее время - основная, которую можно выполнить при проведении реконструкции.

5.4 Расчёт заземляющих устройств

Расчёт заземляющего устройства сводится к определению его сопротивления. Для данного типа объекта сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом.

Размеры здания 12x12 м. На расстоянии 2-х метров от здания проложен горизонтальный заземлитель из стальной полосы 40x4 мм.

Найдём количество вертикальных электродов и сопротивление растекания заземлителя.

Удельное сопротивление грунта - с1=70 Ом/м (верхнего слоя) и с2=280 Омм - нижнего. В качестве вертикальных электродов возьмем сталь диаметром 12мм, длиной 5м.

Сопротивление вертикального электрода, находящегося в двухслойной земле:

, где

l - длина вертикального электрода, м

d - диаметр вертикального электрода, м

h - расстояние от поверхности земли до вершины стержня, равное 3,3 м.

Дl1 и l2 - части длины электрода в слоях, м



Длина контура: L=2+12+2=16 м.

Принимаем расстояние между электродами равным длине электрода. Находим ориентировочное количество электродов:

Суммарное сопротивление в части заземлителя, состоящего из вертикальных электродов, электрически связанных между собой, без учёта соединяющий их полосы:

b - коэффициент, учитывающий экранирование электродов соседними (рис.27.1.[4]).

Сопротивление растеканию горизонтальной проложенной полосы, связывающей вертикальные электроды между собой, с учётом экранирования:

,

Rг - сопротивление растеканию горизонтальной полосы, Ом:

зг - коэффициент использования соединительной полосы в ряду электродов (рис.27.1.[4]).

Общее сопротивление растеканию заземлителя:

,

Сопротивление заземляющего устройства в пределах допустимого значения.

5.5 Выбор устройств защитного отключения

Применение УЗО в комплексе с правильно выполненной системой уравнивания потенциалов позволяет ограничить и даже исключить протекание токов утечки, блуждающих токов по проводящим элементам конструкций зданий, в том числе и по трубопроводам.

УЗО было рассчитано и выбрано в IIIчасти дипломного проекта -«проектирование электроснабжения».



5.6 Молниезащита

Молочный блок имеет габариты 12x12x3 м. Ожидаемое количество прямых ударов молнии в здание за год:

NM=[(A+6hM) (B+6hM)-7,7h2M] nм10-6, где:

А - длина здания, м;

В - ширина здания, м;

hм - наибольшая высота здания, nм=3,6м;

nм - среднее количество поражений молнией 1 км2 земной поверхности в год, зависящее от количества гроз в данной местности.

NM=[(12+63,6) (12+63,6)-7,73,62] *8,510-6=(1128,96 - 99,79) 8,510-6=0,008

При количестве грозовых часов в год не более 100, nм=8,5.

При таком количестве принятых ударов молнии за год, здание молниезащиты не требует, независимо от степеней его огнестойкости и наличии в нём взрыво- и пожароопасных зон.

5.7 Выбор первичных средств пожаротушения

Согласно ГОСТ 12.1.033-81 понятие пожарная безопасность означает состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара, воздействия на людей и животных опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

Согласно СНиП2-2-80 «Противопожарные нормы проектирований зданий и сооружений», в зависимости от материалов и конструкций, из которых построены стены, перекрытия и другие части зданий, то есть по степени огнестойкости конструкций, здания МТФ относятся к зданиям 2степени огнестойкости. Все основные элементы из негорючих материалов, кроме внутренних несущих стен и перегородок, которые могут быть трудно горючими с пределом распространения огня не более 40 см. При этом в течение двух часов под воздействием огня не теряется несущая способность строительных конструкций, в них не появляется сквозных трещин, и температура на противоположной от огня стороне не достигает 220°С.

Для устранения причин пожаров на производственных объектах проводятся профилактические мероприятия.

Технические мероприятия предусматривают соблюдение противопожарных норм при проектировании и строительстве зданий. Эксплуатационные меры предусматривают правильную техническую эксплуатацию производственного оборудования, рациональное содержание зданий и территории предприятия. Режимные мероприятия предусматривают ограничение или запрещение в пожароопасных местах открытого огня, курение и т.п. К основным средствам тушения пожаров относятся противопожарное водоснабжение и технические средства тушения пожаров.

Расход воды на противопожарные нужды рассчитан в пункте 6 раздела II «Водоснабжение холодной водой».

Для тушения возгораний и пожаров используется химический пенный огнетушитель ОХП-10, песок, снег, вёдра с водой, шанцевый инструмент.

Потребность в огнетушителях определенное из расчета 1 огнетушитель на 100 м помещений.

Суммарная площадь молочного блока - 144 м. Значит необходимо 2 огнетушителя. В помещениях необходимо оборудовать пожарные щиты у входа с инструментом для тушения пожара и периодически проводить инструктаж с распределением обязанностей между исполнителями.



5.8 Производственная санитария

Численные нормативы на параметры микроклимата в рабочей зоне указаны в ГОСТ2.1.005-86. Рабочей зоной считается пространство высотой до двух метров над уровнем пола, где находятся рабочие места.

Микроклимат в рабочей зоне определяется действующим на человека сочетанием температуры, влажности и скорости движения воздуха, а так же температура окружающей поверхности.

Оптимальным считаются те сочетания параметров микроклимата, которые при действительном воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового сочетания организма без напряжения его физиологических способностей к терморегуляции.

Отопление предусмотрено как для животноводческих помещений МТФ, так и для производственно-вспомогательных.

Коровник и телятник обогреваются теплым воздухом, который распределяется по воздуховодам. Нагрев воздуха осуществляется при помощи калориферных установок.

Естественное освещение какой-либо точки в помещении характеризуется коэффициентом естественной освещенности. Естественное освещение бывает боковое и крышное. Для помещений с боковым освещением нормируется максимальное значение этого коэффициента.

Норма искусственного освещения для производственных помещений даны на номинальную освещенность рабочих поверхностей, а так же зависят от контраста объекта и от степени темноты фона.

При проектировании искусственного освещения принимают коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности от загрязнения светильников.



5.9 Расчет искусственного освещения

Задачей расчета является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для 1 издания в производственном помещении заданной освещенности.

При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы:

выбрать тип источника света - рекомендуются газоразрядные лампы, за исключением мест, где температура воздуха может быть менее +5 °С и напряжение в сети падать ниже 90 % номинального, а также местного освещения (в этих случаях применяются лампы накаливания);

определить систему освещения (общая локализованная или равномерная, комбинированная);

выбрать тип светильников с учетом характеристик светораспределения, условий среды (конструктивного исполнения) и др.;

распределить светильники и определить их количество (светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно);

определить норму освещенности на рабочем месте. Для расчета искусственного освещения используют в основном три метода.

Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока (коэффициента использования), учитывающий световой поток, отраженный от потолка и стен. Световой поток лампы Фл, лм, при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле



где Ен - нормированная минимальная освещенность, лк; S - площадь освещаемого помещения, м2; z - коэффициент неравномерности освещения

(z = 1,1…1,5); k - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещен-ности из-за загрязнения и старения лампы (к=1,2...1,7) N- число светильников; з- коэффициент использования осветительной установки (з= 0,2...0,7); значение з определяют в зависимости от показателя помещения

где А и В - длина и ширина помещения, м; Нр - высота светильников над рабочей поверхностью, м.

Подсчитав световой поток лампы Фл, по таблице подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной установки.

Ppac=PHN=408=320Bт

Удельная мощность:

P=Ppac/S=320/35=9,l

где Р- удельная мощность, Вт/м (принимается из справочника для помещений данной отрасли); S - площадь помещения, м2.

Ориентировочно необходимое число светильников n по методу светового потока может быть определено из выражения



Где Ен - нормативная освещенность, лк; S - площадь, подлежащая освещению, м2; k - коэффициент запаса (обычно принимается в пределах 1,25…1,5 за исключением особо пыльных условий, для которых принимается k=1,7); Фл - световой поток лампы выбранного типа прожектора, лм; з - коэффициент использования светового потока. Световая ведомость находится в приложении.

5.10 Охрана окружающей среды

Деятельность, производство и работа данного объекта не наносит вреда окружающей среде. Все экологические показатели в пределах нормы.

В данном разделе были рассмотрены различные меры и системы, обеспечивающие безопасность жизнедеятельности при работе на объектах МТФ.

Мы рассмотрели вопросы электробезопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. Выбрали марку и количество огнетушителей.



6. Экономическая эффективность проектных решений

Принятые проектные решения по энергообеспечению МТФ требуют проверки их экономической эффективности.

В основу оценки экономической эффективности дипломного проекта положены «Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования».

Все методы экономических оценок классифицируются в двух плоскостях: по их новизне в отечественной практике - традиционные и современные; и по их отношению к фактору времени - без учета продолжительности процесса инвестирования и времени действия инвестиций и с учетом этого.

Традиционный метод сравнительной эффективности капиталовложений (инвестиций) без учета фактора времени, используемый для экономического обоснования проекта, - это метод абсолютного срока окупаемости дополнительных капиталовложений (инвестиций) в пароснабжение молочного блока за счет снижения ущерба от порчи продукции.

Современные методы экономической оценки эффективности инвестиций с учетом фактора времени, используемые для обоснования экономической целесообразности энергообеспечения, - это методы чистого дисконтированного дохода (интегрального эффекта) и индекса доходности.

В результате применения пастеризации снижается технологический ущерб от порчи продукции. Рассчитаем снижение ущерба порчи продукции. Фактический объём производства продукции составляет: Q=q365,

где q - суточная производительность молочного блока, ц.

Q= 30 365 = 10950 ц



Применение пастеризации молока на 5 % снижает технологический брак. Дополнительный выход товарной продукции составит:

Qд= 0,05 10950 = 547,5 ц

Выручка от реализации дополнительного выхода продукции составит:

В = ЦQд, где Ц - цена молока, руб./ц.

В = 650 547,5 = 355875 руб.

Размер капитальных вложений (инвестиций) определяется ценой оборудования и дополнительными расходами на приведение в состояние

К = Д Ц,

где Д - коэффициент, учитывающий дополнительные расходы (транспортировка, хранение, пусконаладочные работы и т.п.);

Ц - цена оборудования, руб.

Капиталовложения в систему пароснабжения рассчитываются в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Расчет капитальных затрат (инвестиций) в систему пароснабжения молочного блока МТФ

Наименование оборудования	Цена, руб.	Количество	Стоимость, руб.
1. Котлоагрегат КВ-ЗООМ	276000	1	276000
2. Паропровод	220	100	22000
3. Пастеризационно-охладительная установка ОПФ-1-300	76000	1	76000
Дополнительные расходы (30%)			112200
ИТОГО			486200

Эксплуатационные расходы рассчитываются по формуле:

И = Иа + Иторх + Иэ + Ит,

где Иа - амортизационные отчисления, руб.;

ИТОРХ - затраты на техническое обслуживание и ремонт, руб.;

Иэ - затраты на электроэнергию, руб.;

Ит - затраты на топливо, руб.

Амортизационные отчисления рассчитываются с использованием установленных единых норм амортизации в процентах к первоначальной (балансовой) стоимости оборудования:

Иа = Ка/100,

где К - капитальные вложения в систему пароснабжения, руб.; а - норма амортизации, %.

Иа = 48620015 / 100 = 72930 руб.

Затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт рассчитываются:

Иторх=Кr/100,

где К - капитальные вложения в систему пароснабжения, руб.

r- норма отчислений на ТО и ТР, %.



Иторх= 486200 10 / 100= 48620 руб.

Затраты на электроэнергию рассчитываются:

,

где ?Руст - установленная мощность электрооборудования, кВт;

Тисп - время использования оборудования, ч/ год;

Цэ - тариф на электроэнергию, руб./кВт ч.

Иэ= 4,8 * 1095 * 2,7 = 14191 руб.

Затраты на топливо (газ) рассчитываются по формуле:

Ит = Цт * qT,

где Цт - цена топлива, руб./м3;

qT - годовой расход топлива (газа), м.

Ит = 2,42 7674 = 18571 руб.

Суммарные эксплуатационные затраты за год составят:

И = 72930 + 48620 + 14191 + 18571 = 154312 руб.

Экономическая эффективность (прибыль) от использования системы пароснабжения молочного блока определяется как разница между выручкой от продажи дополнительной продукции и эксплуатационными затратами,.

Найдем экономическую эффективность проведения данного мероприятия:

П = В - И,

Прибыль от продажи дополнительного объема молока составит:

П = 355875 - 154312 = 201563 руб.

Рассчитаем срок окупаемости, который определяется по формуле:

Ток=К/П,

где К - капитальные вложения, руб.

Ток = 486200 / 201563 == 2,41года

Расчетный срок окупаемости не превышает нормативный (Токн = 7 лет), что свидетельствует о правильности проектных решений.

В мировой практике наибольшее распространение получил метод оценки экономической эффективности инвестиционного проекта с использованием следующих четырех показателей: чистого дисконтированного дохода, индекса доходности, внутренней нормы доходности и периода окупаемости капитальных вложений.

При этом чистый дисконтированный доход - один из важнейших показателей и критериев эффективности, который в ряде случаев выступает как самостоятельная и единственная характеристика.

Чистый дисконтированный доход или интегральный эффект определяется по формуле:

,

где I - затраты на инвестиции, руб.;

CF - чистый денежный доход за период эксплуатации объекта, руб.;

Е - норма дисконта;

Т - продолжительность расчетного периода или горизонт расчета;

t - номер шага расчета по годам, начиная с момента начала

осуществления проекта.

В рыночной экономике при использовании собственного капитала норма дисконта определяется исходя из депозитного процента по вкладам, а на практике она выше этого процента за счет инфляции и риска, связанного с инвестициями.

Индекс доходности или индекс прибыльности проекта определяется по формуле:

Найдем чистый дисконтированный доход, который предприятие получит в течение 6 лет, при норме дисконта 15%.

Расчет чистого дисконтированного дохода представлен в таблице 6.2

Таблица 6.2 - Расчет чистого дисконтированного дохода при ставке дисконта Е= 15%

Показатели	Горизонт расчета (годы)
	0	1	2	3	4	5	6
Капиталовложения, тыс. руб.	486,2	-	-	-	-	-	-
Прибыль, тыс. руб.	-486,2	201,56	201,56	201,56	201,56	201,56	201,56
Дисконтный множитель	1	0,870	0,756	0,658	0,572	0,497	0,432
Приведенная разность, тыс. руб.	-486,2	178,79	155,47	135,19	117,56	102,22	88,891
Чистый дисконтированный доход (интегральный эффект), тыс. руб.	291,93
Индекс доходности, руб./ руб.	778,13/486,2 = 1,6

Наличие положительного чистого дисконтированного дохода или интегрального эффекта в размере 291930 руб. за 6 лет эксплуатации и индекса доходности 1,6 руб./руб., что больше 1, свидетельствует об экономической эффективности в пароснабжение молочного блока МТФ КХ «Сокол».

Все расчеты сводятся в таблицу 6.3, которая выносится на графический лист дипломного проекта.

электроснабжение вентиляция пароснабжение нагрузка

Таблица 6.3 - Экономическая эффективность проектных решений

Наименование показателей	Значение
1. Капиталовложения (инвестиции) в систему пароснабжения молочного блока, руб.	486200
2. Выручка от реализации дополнительной продукции, руб.	355875
3. Эксплуатационные затраты, руб.	154312
в т.ч. амортизационные отчисления	72930
затраты на текущий ремонт	48620
затраты на электроэнергию	14191
затраты на топливо	18571
4. Прибыль, руб.	201563
5. Срок окупаемости, лет	2,41
6. Чистый дисконтированный доход или интегральный эффект при Т= 6 лет Е=15%, руб.	291930
7. Индекс доходности, руб./руб.	1,6



Выводы

В результате выполнения дипломного проекта была разработана схема энергообеспечения МТФ на 400 голов, включающая в себя теплоснабжение, электроснабжение и водоснабжение объектов МТФ.

Разработанная система пароснабжения позволила применять пастеризацию молока и пропаривание молочной посуды на месте - в самом молочном блоке, входящем в состав МТФ. Это позволяет снизить ущерб от порчи продукции и затраты на транспортировку.

Выбранный паровой котел имеет большую тепловую мощность, чем нагрузка на пароснабжение молочного блока, поэтому этот же котлоагрегат можно использовать для пароснабжения других объектов, например на нужды кормоцеха, строительство которого находится в перспективе на данной МТФ. Данный котлоагрегат установлен в общефермерской котельной, поэтому обслуживается тем же персоналом, что и другие котлы, предназначенные для теплоснабжения МТФ.

Общефермерская котельная имеет достаточную мощность для снабжения теплом и горячей водой объектов МТФ, а так же может при необходимости покрыть тепловые нагрузки потребителей в будущем, при расширении производства или строительстве новых объектов. При расчёте электроснабжения была выбрана необходимая мощность подстанции и необходимое сечение проводов ВЛ и внутренней проводки. Расчёт газоснабжения и водоснабжения позволяет оценить потребности МТФ в газе и холодной воде. Рассмотренные вопросы безопасности жизнедеятельности позволили оценить значимость электро-, пожаробезопасности и снижение травматизма на производстве. Экономическое обоснование проекта доказало, что лишь та система является прогрессивной, которая обеспечивает повышение производительности труда, снижение себестоимости работ и продукции, ускорение окупаемости капитальных затрат.



Библиографический список

1. А.А. Захаров. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве. Москва: Агропромиздат, 1985 г.

2. А.А. Захаров. Применение тепла в сельском хозяйстве. Москва: Колос, 1980 г.

3. И.Л. Каганов. Курсовое и дипломное проектирование. Москва: Агропромиздат, 1990г.

4. И.А. Будуко. «Электроснабжение сельского хозяйства».

5. А.И. Кирюшатов «Теплотехнические установки с/х производства, Саратов: 1989 г.

6. Б.X. Дроганов, А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта «Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве» - М., Агропромиздат, 1990.

7. В.В. Михайлова. Определение экономической эффективности капитальных вложений при сравнении различных вариантов с/х техники. Методические указания по лабораторно-практическим занятием. Саратов: СГАУ 2006.-12с.

8. В.В. Михайлова, Л.М. Игнатьев. Методы отбора инновационных проектов для реализации. Методические указания для дипломного проектирования.-Саратов: СГАУ, 2004. - 16с.

9. СНиП II-31-74 11.СНиП II-32-74

10. СНиП II-2-80

11. ГОСТ 18599-73

12. ГОСТ 12.1.033-81

13. ГОСТ 2.1.005-86

Размещено на Allbest.ru