Электрификация и механизация зерноочистительно-сушильных пунктов

Составляем таблицу отклонений и потерь в линиях напряжением 10-0.38 кВ .системы электроснабжения , если норма отклонений напряжения у потребителей Vнор= . Для трансформатора напряжением 10/0.4 кВ надбавки напряжения составляют : 0 ; +25 ; +5 ; +7.5 ;+10 % , а потери -4% при 100% нагрузке и -1% при 25 % .

Таблица 10. Отклонение и потери напряжения на элементах системы, %

Параметры элемента сети	Режим нагрузки
	100%	25%
Отклонение напряжения на шинах напряжением 10 кВ	+4.5	+1.5
Потери на линии напряжением 10 кВ	-3.2	-0.8
Трансформатор напряжением 10/0.4 кВ : Постоянная надбавка Переменная надбавка Потери напряжения	+0.5 -2.5 -4	0.5 -2.5 -1
Потери на линии напряжением 0.38 кВ	-4.8	0
Отклонения напряжения у потребителя	-5	+2.2

Регулировочное ответвление трансформатора напряжением 10/0.4 кВ выбираем предварительно Vпер = - 2.5 % .

Определяем суммарные потери напряжения в линиях 10 и 0.38 кВ по формуле :

, (42)

Где сумма постоянных и переменных надбавок напряжения трансформатора ,%

и суммарные потери напряжения в линиях и трансформаторе , %

- допустимое отклонение напряжения у потребителя , %

%

Полученные потери в линии распределяем между КЛ 10 кВ -40% и КЛ 0.4 кВ - 60 % .

Проверяем баланс напряжений по формуле :

(43)

4.5 + ( 5-2.5 ) - 8 - 4 - ( -5 ) =0

Баланс напряжения соблюдается .

В режиме передаваемая мощность 25% для ТП потери в трансформаторе 10 кВ уменьшаются в 4 раза , а потери в линии 0.38 кВ равны 0 .

Отклонение напряжения у потребителя определяется по формуле :

(44)

Таким образом , отклонение напряжения у потребителя П2 в режиме 25% передаваемой мощности , равно + 2.2 % <+5 % .

2.7.2 Определение расчётных нагрузок

Определяем момент нагрузки на линиях по расчётной схеме :

Линия 1:

(45)

Для линий 2 , 3 , 4 расчёт аналогичен , поэтому :

Л-2 :

Л-3 :

Л-4:

2.7.3 Выбор площади сечения кабеля

Площадь сечения кабеля определяем по формуле :

, (46)

Где момент нагрузки на участке ,

Y - проводимость материала проводника , для Al = 32См / м

- потеря напряжения активная

Uн - номинальное напряжение , 0,4 кВ

Потеря напряжения активная определяется по формуле :

, (47)

где - допустимая потеря напряжения , 4.8%

Площадь сечения на линиях и участках линии будет равна :

Линия 1 :

Принимаем

Принимаем

Принимаем

Линия 2 :

Принимаем

Принимаем

Принимаем

Линия 3 :

Принимаем

Линия 4 :

Принимаем

Принимаем

Принимаем

Принимаем

2.7.4 Определение потерь напряжения

Потери напряжения определяются по формуле:

, (48)

Где Rл и Хл -активное и индуктивное сопротивление линии , Ом

Р и Q - активная и реактивная мощность

U -напряжение линии , 0.38 кВ

Линия 1 :

соs sin

cоs sin

Реактивная мощность Q определяется по формуле :

(49)

Где S - полная мощность , кВА

Тогда

, ,

Активное сопротивление линии определяется по формуле:

, (50)

Где - усреднённое линейное активное сопротивление , в зависимости от сечения кабеля /3/

l - длина участка , км

Индуктивное сопротивление линии :

, (51)

Где -усреднённое значение линейного индуктивного сопротивления в зависимости от сечения кабеля , /3/

Потери напряжения равны :

Линия 2

ТП-4

соs sin

cоs sin

S

S

Q

Далее расчёт ведём аналогично , результаты расчёта сносим в таблицу

2.7.5 Расчёт мощности трансформатора

Условия для выбора ТП служит выражение :

, (52)

где и -соответственно нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности

Мощность ТП определяется по формуле :

, (53)

где -максимальная мощность отходящей линии

-суммарные надбавки по мощности /6/

Линия 1

Линия 2

Линия 3

Линия 4

Линия 5

- максимальная мощность отходящей линии

Для мощностей линий 1 , 3 , 4 ,выбираем надбавку по активной мощности :

Коэффициент мощности в этих линиях равен:

Линия 1 cos

Линия 2 cos

Линия 3 cos

Линия 4соs

Тогда подставив данные значения в формулу (53) получим :

По полученному результату определяем мощность трансформатора с помощью таблицы экономических интервалов нагрузки трансформатора подстанций напряжением 6 10/0.4 кВ

Подставив данные полученные из формулы (53) в формулу (52)

356 кВА < 541.2 кВА < 620 кВА

Вбираем трансформатор мощностью 400 кВА, данные трансформатора сводим в таблицу

Таблица 11 Паспортные данные трансформатора

Тип трансформатора	Номинальная мощность кВА	Сочетание Напряжений кВ	Схема и группа соединение обмоток	Потери Вт	Uк.з %	Iх.х	Сопротивление при одно фазном замыкании мОм
				Хол. ход	К.з
		ВН	НН		Уровень А	Уровень В
ТМ	400	10	0.4	Y/Yн	950	1050	5550	4.5	2.4	65

2.7.6 Расчёт наружного освещения

Определяем периметр хозяйства по генплану (лист 6 )по формуле :

П = 2 ( А + В ) (54)

Где А-ширина хозяйства

В- длина хозяйства

П =2

Определяем количество светильников уличного освещения РКУ-250по формуле:

, (55)

где П - периметр хозяйства

_уд удельная мощность , 3 кВт

_л мощность лампы ДРЛ. 250 Вт

свет. Принимаем N=6 свет.

Составляем расчетную схему наружного освещения.

Определяем потери напряжения на линии освещения 5.

На этой линии находится 6 ламп ДРЛ следовательно кВт.

(56)

где: Rл - сопротивление линии

(57)

где: y - проводимость Al. 32 Cm/m

S - площадь сечения кабеля

- длинна линии

Таблица

Номер линии по плану	Расчётный участок	, кВт	, квар	L,км	Марка кабеля	, Ом/км	, Ом/км	, %
Л-1	ТП-1 1-2 2-3	100 90 75	98.55 88.25 77	0.012 0.03 0.007	ААБл(3х35+1х25) ААБл(3х25+1х16) ААБл(3х16+1х10)	0.89 1.24 3.1	0.064 0.066 0.073	0.7 2.4 1,2
Л-2	ТП-4 4-5 5-6	150,3 75,3 0,3	154,3 77,265 0,225	0,037 0,011 0,021	ААБл(3х35+1х25) ААБл(3х16+1х10) ААБл(3х10+1х10)	0,89 1,94 3,1	0,064 0,068 0,073	3,5 1,1 0,01
Л-3	ТП-7	134	137,8	0,005	ААБл(3х95+1х70)	0,326	,006	0,2
Л-4	ТП-8 8-9 9-10 10-11	115 80 25 2	105,97 69,57 21,57 1,27	0,035 0,028 0,024 0,021	ААБл(3х50+1х35 ААБл(3х25+1х16) ААБл(3х16+1х10) ААБл(3х10+1х10)	0,62 1,24 1,94 3,1	0,063 0,066 0,068 0,073	1,89 2 0,84 0,09

3. Специальная часть

3.1 Обоснование вопроса

Бурное развитие сельского хозяйства привели к увеличению продуктивности зернового хозяйства и скоплению на токах крупных колхозов и совхозов больших масс зерна, требующих переработки в сжатые сроки. Значительно возросли потри зерна, так как период уборки во многих районах страны совпадает с повышением влажности, дождями и первыми снегопадами.

Убранное зерно повышенной влажности хозяйства часто не могли сохранить из-за плохого использования сушилок .Имевшиеся стационарные сушилки не вписывались в общую систему, и их загрузка и разгрузка были сопряжены со значительными затруднениями .Укладка зерна на земляные влажные тока вела к значительным потерям даже сухого зерна за счет увлажнения нижнего слоя. Основным резервом увеличения производства зерна является повышение урожайности для чего требуется значительно улучшить качество посевного материала и прежде всего его сушку и очистку. Поэтому автоматизация помогает повысить эффективность обработки зерна и уменьшить сроки обработки.

3.2 Автоматизация технологического процесса

СЗШ-16

В сельском хозяйстве нашей страны в большинстве случаев используют шахтные зерносушилки . Они являются наиболее ответственными объектами автоматизации зерноочистительно-сушильного комплекса и составляют 85% всех контролируемых управляемых операций на комплексе .

Шахтная зерносушилка СЗШ-16 (рис. ) имеет две сушильные камеры , два надсушильных бункера (6), две загрузочных нории (7) влажного зерна , две нории сухого зерна (8 ) , разгрузочные устройства (3) ,две охладительные колонки (9) со шлюзовыми затворами . Теплоноситель из топки (2) по трубопроводу (1) подаётся в сушильные камеры (4) и (5). Пространство между шахтами используется в качестве диффузора (12) , к которому к центральной части снизу подводится теплоноситель, а с боковых сторон отводится с помощью вентиляторов (13) отработанный теплоноситель . Внутри камеры размещены пятигранные коробы (11) , с одной стороны каждый короб упирается в глухую стенку, с другой - имеется открытое окно .

Теплоноситель из топки поступает в открытые окна через подводящий диффузор , из них проникает в зерновой слой и поглощает влагу, а затем отводится через другой ряд коробов в отводящие диффузоры и вентиляторами (13) выбрасывается наружу .

Влажное зерно после первичной очистки подаётся в засыпные ковши норий (7), которые поднимают его и через надсушильные бункера (6) заполняют шахты (10) сушилки . Необходимый уровень зерна в сушилке контролируется датчиками минимального и максимального уровня , которые установлены в надсушильных бункерах (6). Датчики уровня управляют работой порционного разгрузочного устройства : при достижении минимального уровня останавливается электродвигатель разгрузочных кареток, при достижении максимального уровня электродвигатель разгрузочных кареток включается снова . Излишек зерна из надсушильного бункера (6) по зерносливам возвращается в завальную яму .

В нижней части шахт в патрубках установлены датчики температуры для дистанционного измерения температуры нагрева зерна в потоке.

Высушенное зерно нориями (8) поднимается и сбрасывается в лотковые расходомеры , откуда попадает в охладительные колонки (9). Охладительные колонки выполнены из двух коаксиально расположенных цилиндров. К малому внутреннему цилиндру сверху присоединён всасывающий патрубок вентилятора , при помощи которого отводится отработанный воздух . Зерно располагается между перфорированными стенками внутреннего и внешнего цилиндров и охлаждается благодаря просасыванию воздуха через его слой .

Нижняя часть колонки заканчивается конусом , под которым расположен шлюзовой затвор для периодической порционной разгрузки колонки .

Исполнительный механизм шлюзового затвора управляется от датчиков уровня зерна, контролирующих верхний и нижний допустимый уровень зерна в верхней части колонки. При максимальном уровне зерна шлюзовый затвор открывается, при минимальном - закрывается. Охлаждённоё зерно подаётся норией на дальнейшую очистку.

Зерноочистительно-сушильные пункты с сушилкой типа СЗШ-16 имеют неполную автоматизацию технологических процессов. Управление сушилкой осуществляют изменением пропускной способности (производительности ), температуры и подачи теплоносителя .

Система управления обеспечивает дистанционное управление ( пуск и остановку ) и автоблокировку в поточных линиях, защиту от аварийных режимов работы установок и предупредительную сигнализацию , контроль и регулирование температуры теплоносителя на входе в сушилку , контроль и предупредительную сигнализацию предельных значений уровня зерна в шахтах .

При отсутствии надёжных и достоверных средств контроля и регулирования влажности зерна, а также инерционности изменения параметров оператор не в состоянии стабилизировать процесс.

В результате этого температура и влажность зерна колеблются в значительных пределах от средних значений (влажность - 3…4 % , температура - 5…7 ) , что приводит к нарушению хода процесса сушки и снижению производительности сушилки.

Добиться повышения производительности сушильного комплекса, качества высушиваемого зерна , снижения затрат энергии и соблюдения заданного режима послеуборочной обработки зерна можно созданием системы управления процессом сушки на основе контроля и регулирования влажности зерна с помощью цифровых поточных индикаторов , применения микропроцессорных регуляторов . Потому что , переход на цифровые методы обработки информации на базе микропроцессоров позволяет кардинально решить актуальные проблемы , стоящие на пути создания современных средств контроля и регулирования влажности сельскохозяйственных культур . Микропроцессорная система , введённая в состав многофункционального средства измерения , радиально изменила его , преобразовала устройство с жёсткой логикой работы в программно- управляемое устройство .

Архитектура предложенной микропроцессорной системы управления зерносушилкой СЗШ-16 показана на рис. . Её основой является программируемый контроллер японской корпорации OMRON типа COM1 . На его вход поступает 20 входных сигнала от управляемого процесса . Программируемый процессор генерирует 20 управляющих , воздействующих на управляемый процесс .

Система контроля режима сушки содержит измерительные преобразователи влажности зерна на выходе секции охладителя и в завальной яме , температуру теплоносителя на выходе теплогенератора и зерна в секции сушки .

Контроль влажности зерна осуществляется с помощью измерительного преобразователя цифрового ИВП с односторонним расположением электродов измерительного конденсатора, преобразующего электрическую ёмкость зерна в унифицированный сигнал напряжением 1…5 В . Влажность в завальной яме определяется с помощью штыревого измерительного преобразователя с кольцевыми электродами .

Для контроля температуры теплоносителя , поступающего от теплогенератора , используется термометр сопротивления TE типа ТСМУ с унифицированным аналоговым выходом 4…20 мА , соответствующим диапазону 0…150 .Термометр ТЕ1 обеспечивает совместно с программируемым контроллером стабилизацию температуры теплоносителя теплогенератора. Контроль температуры зерна в секции сушки осуществляется термометром ТЕ 2 .Он обеспечивает контроль максимально допустимой температуры сушки зерна , сигнализацию при её превышении и изменении её в процессе сушки .

Исходная влажность зерна измеряется цифровым ИВП МЕ 1, а конечная - измерительным преобразователем температуры и влажности (ИПТВ206) МЕ4 и цифровым ИВП МЕ2 . Индикаторы влажности МЕ1 и МЕ2 имеют на выходе аналоговый сигнал 1…5 В.

Электронные схемы формирования сигналов текущей температуры и относительной влажности линеаризируют и преобразуют сигналы емкостного элемента и термометра сопротивления в маштабированные унифицированные токовые сигналы 4…20 мА.

Влагомер МЕ1 определяет скорость выгрузки зерна и параметры сушки (для ТЕ1 и ТЕ2 ) , а МЕ2 контролирует выходную влажность и обеспечивает её стабилизацию на уровне 14% путём изменения скорости выгрузки зерна (производительности ).

Влажность теполоносителя после вентилятора рекуперации измеряется измерителем - регулятором относительной влажности воздуха МЕ3 (ТС56Т ) , который имеет аналоговый выходной сигнал 4…20 мА и обеспечивает релейный выход на переброс распределителя отработавшего теплоносителя из одного положения в другое .

Для контроля верхнего и нижнего уровней зерна в бункере сушилки используются два бесконтактных датчика уровня с релейными выходами (А3 и А4) .

3.3 Применение цифрового поточного индикатора влажности

Контроль влажности зерна в потоке технологической линии с необходимой точностью представляет не простую задачу , так как в процессе сушки изменяется его плотность , температура и другие характеристики . Кроме того зерновые культуры (рожь , ячмень , пшеница , овёс , горох , кукуруза , просо и др. ) имеют различные физические свойства . Поэтому для контроля влажности применяем цифровой поточный индикатор .

Цифровой ИВП предназначен для экспрессной оценки влажности зерна и других продуктов сельского хозяйства в процессе его сушки с выдачей информации о влажности в цифровом виде на табло .

Наименование ,количество и назначение основных узлов и блоков ЦИВП приведено в таблице .

Таблица Состав и назначение узлов и блоков ЦИВП

Наименование	Назначение	Количество
Бункер	Преобразует влажность зерна в электрический информативный сигнал	1
Блок управления (ЦПУ)	Преобразует аналоговый информационный сигнал в цифровой код с автоматическим внесением поправки в результат измерения , осуществляет цифровую обработку информации и отображает значение влажности зерна на дисплее , управляет работой индикатора	1
Кабель	Соединяет бункер с ЦПУ	1

Конструкция измерительного преобразователя может быть трёх типов : прямоугольная с оппозиционным расположением пластин измерительного конденсатора ; плоская с односторонним расположением пластин конденсатора ; штыревая , где электроды выполнены в виде колец , одетых на диэлектрическое основание , закрытых изолирующим кожухом.

В разработанном изделии применён микропроцессор. Поэтому помимо первичного измерительного преобразователя он содержит цифровое программное устройство (ЦПУ) .Зернопровод с прямоугольным сечением в нижней части содержит управляемую с ЦПУ заслонку . При наличии управляемой заслонки оператор осуществляет дискретный контроль влажности зерна в потоке периодическим закрытием заслонки с помощью электромагнита.

На передней панели ЦПУ расположены следующие органы управления : тумблер СЕТЬ; трёхразрядный цифровой индикатор влажности ; переключатель выбора кода культуры ; переключатель ЗАСЛОНКА ; передняя панель после вывёртывания двух верхних винтов имеет возможность открываться, что позволяет извлечь из устройства плату индикации, на которой установлена микросхема памяти, для очередной перезаписи ее. Внутри устройства установлены плата АЦП, источник питания и плата индикации. Измерительный преобразователь содержит пьезоэлементы и электронный блок. Последний состоит из задающего генератора и селективного усилителя с детектором.

Электрический сигнал с генератора Ur частотой 20 кГц напряжением десятки вольт подается на вибратор передатчика . С другого вибратора на вход операционного усилителя подается сигнал в виде затухающей синусоиды .

При напряжении зондирующего сигнала генератора 70 В напряжение на входе операционного усилителя измерителя оказывается всего лишь единицы милливольт . Однако в измерительных и регистрирующих устройствах требуется сигнал достаточно большой величины порядка нескольких вольт . Например , на вход контроллера должен быть подан нормированный сигнал напряжением 1...5 В , 0...10 В или ток 4...20 мА . Поэтому коэффициент усиления операционного усилителя должен достигать величин порядка 10³...10^б. Сигнал на входе операционного усилителя (ОУ) является информационным , т.е. зависит от влажности зерна . Чем выше влажность зерна , тем выше его электрическая ёмкость , меньше емкостное сопротивление () , больше ток () и напряжение на входе ОУ (). Этот сигнал усиливается избирательным ОУ, детектируется и подается на вход буферного каскада платы АЦП ЦПУ .

Задающий генератор выполнен на транзисторе VT2 . Сигнал с колебательного контура L1C1 задающего генератора поступает на одну из пластин измерительного конденсатора датчика . С другой пластины сигнал подается на вход первого каскада усилителя , выполненного на микросхеме DA1 . Усиленный сигнал детектируется пиковым детектором на диодах VD4 и VD5 . Далее сигнал усиливается ОУ на микросхеме DA2 и поступает на выходной разъем . Установка нуля осуществляется с помощью резистора R19, а коэффициент усиления изменяется резистором R18. Затем информационный сигнал поступает на АЦП цифрового программного устройства (ЦПУ).

Структурная электрическая схема цифрового ИВП показана на листе 5. Информационный сигнал измерительного преобразователя влажности подается на вход буферного каскада платы АЦП. С выхода буферного каскада сигнал поступает на регулируемый усилитель, а с него - на один вход компаратора. На другой его вход подается ступенчатое линейно-нарастающее напряжение с перемножителя. Последнее получается в результате перемножения опорного напряжения на выходной код двоичного счетчика, который постоянно возрастает, так как вход его соединен с тактовым генератором. При нулевом содержимом двоичного счетчика триггер САРТ-СТОП устанавливается в состояние СТАРТ и возвращается в состояние СТОП по выходному сигналу компаратора, что происходит при равенстве напряжений на выходе регулируемого усилителя и выходного сигнала перемножителя. Количество импульсов, прошедших через электронный клюй на двоично-десятичного счетчика, будет зависеть от продолжительности на хождения триггера в состоянии СТАРТ, которое в свою очередь пропорционально выходному напряжению регулируемого усилителя. По окончании цикла преобразования содержимое двоично-десятичного счетчика переносится в буферный регистр и цикл преобразования начинается снова. Информация из буферного регистра поступает на входы репрограммируемого постоянного запоминающего устройства (РПЗУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ). В соответствии с получением информацией и положением программного переключателя кода культуры на выходе РПЗУ формируется значение поправки. В РПЗУ могут быть занесены значения поправок на 16 культур в интервале влажностей от 0 до 39%. Диапазон поправок от минус 7,9 % да плюс 7,9%. Дискретность введения поправок 0,5% по влажности. АЛУ складывает информацию, полученную из буферного регистра с величиной поправки. Выходная информация через дешифратор поступает на трехразрядную цифровую индикацию. Запись поправок осуществляется с помощью программатора, для чего плата индикации, содержащая РПЗУ, извлекается из ЦПУ и вставляется в гнездо программатора. Платы измерительного преобразователя и АЦП питаются напряжением ± 15 В, плата индикации - +5 В.

Погрешность измерений для ржи, ячменя, гороха, пшеницы, овса, проса и гречихи составила от 0,02% до 0,84%. Сходимость составила от 0,1 до 2,0. Воспроизводимость двух приборов равна 0,02...0,64.

Объем внутренней памяти индикатора позволяет одновременно хранить информацию о 16 культурах. Применение памяти, программируемой изготовителем, допускает перепрограммирование ЦИВП на новые виды культур в процессе его эксплуатации

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Требования безопасности при монтаже электрооборудования зерноочистительно-сушильного комплекса

Монтаж электродвигателей и электропроводок здания на КЗС должны выполнять лица достигшие 18 лет и иметь ни ниже 2 группы по электробезопасности.

При монтаже электродвигателя к фундаменту необходимо пользоваться ломиками, бородками. Запрещается совмещать отверстия в собираемых деталях пальцами. Нельзя поддерживать вручную привариваемые конструкции массой более 10 кг или мелкие. Их следует до сварки прикрепить струбцинами. Пробивая отверстие в кирпиче или бетоне, следует надевать защитные очки. При сквозной пробивке надо пользоваться шлямбурами или скарпелями, длина которых не менее чем на 200 мм превышает толщину стены.

Сборка основных узлов КЗС производится в заводских условиях. Для подъема корпуса сушилки следует применять автомобильный кран с высотой подъема крюка не менее 20 м при грузоподъемности 17 и более тонн. Загаливание тросов с двумя стропами (длиной 5…7 м) осуществляют в местах помеченных знаком "Место строповки" по ГОСТ 14192-96 на корпусе сушилки.

К погрузочно-разгрузочным работам можно допускать только специально обученных или проинструктированных рабочих. При подъеме груза более 20 кг в одном месте или выше, чем на 3 м, следует применять хотя бы "малую механизацию", то есть блоки, катки, тележки . Для подъема груза более 300 кг необходимо применять краны , погрузчики , тельферы.

Катки для перемещения грузов должны быть прочными, ровными не слишком короткими выступать из-под груза не более чем на 0,3…0,4 м так как нельзя стоять сбоку от груза между выступающими концами катков.

Поднимать электрические машины можно только за предназначенные для этого детали : рым-болты , крюки . Подводить трос или домкрат под лапы для крепления двигателя к фундаменту нельзя . Это может привести к их поломке и травме персонала.

Весь персонал должен пройти специальное обучение, а при управление грузоподъемными механизмами с земли (пола) инструктаж и проверку знаний.

При проведении электромонтажных работ на шахтной зерносушилке нужно выполнять правила безопасности при работе на высоте. Высота приставной лестницы не должна превышать 5 м². Если работать нужно на высоте более 4 м (до ног), но до 7 м, используют передвижные леса (пирамиды или платформы). Это вышки на роликах с площадкой на верху, рассчитанной не менее чем на двоих и огороженной перилами, во время работы ролики пирамид нужно заклинить.

При высоте более 7 м используют неподвижные леса.

У деревянных приставных лестниц ступени должны быть не просто прибиты к тетивам, а врезаны в них . Тетивы нужно скреплять болтами через каждые 2 м длины . На нижних концах тетив должны быть стальные шипы или резиновые наконечники в зависимости от того , где используют лестницу на земле или на полу. Приставные лестницы испытывают один раз в 6 месяцев, устанавливая их под углом 75^о и подвешивая на 2 мин к одной из ступеней в средней части лестницы груз 1кН (100кг). Но для раздвижных лестниц при периодических испытаниях в эксплуатации на ступеньку подвешивают груз 2 кН (200 кг). Кроме того , раздвижные лестницы испытывают и в горизонтальном положении, подвешивая поочередно к каждой из тетив посередине лестницы груз 100 кг. При этом не должно быть каких-либо остаточных деформаций. На одной из тетив делают отметку об испытаниях.

Лестницы-стремянки должны закрываться на крючок или цепь, препятствующие их самопроизвольному раздвиганию.

Леса и подмостки , передвижные пирамиды или вышки, применяемые на строительно-монтажных работах, должны быть не временными, изготовленными на месте работ, а инвентарными. У них должен быть паспорт предприятия-изготовителя. Пользоваться неинвентарными лесами и подмостями можно лишь в исключительные случаи, с разрешения главного инженера, причем при высоте более 4 м их нужно строить по утвержденными им проекту. Настилы на случайных опорах (бочки, ящики) устраивать запрещается.

К работам на высоте допускаются только лица прошедшие инструктаж, а при высоте более 5 м - еще и медицинский осмотр.

Все работы при монтаже проводок и осветительных установок выполняют при обесточенном оборудовании. Работу , связанную с пробивкой отверстий , выполняют в брезентовых рукавицах и защитных очках . Длина инструмента для пробивки сквозных отверстий вручную должна превышать толщину стены на 200 мм . Работу выполняют стоя на ограждённых лесах и подмостях. Работать в двух и более ярусах по одной вертикали не разрешается.

Если при затягивании проводов в трубы усилия одного человека недостаточно, следует применять лебёдку. Подающий провод или кабель в трубу должен держать провод не ближе 1 м от трубы. Работу следует выполнять в рукавицах . При раскатке бухты провода нельзя пятиться , следует идти вперёд , оставляя размотанный провод сзади .

При натягивании проводов сечением 4 и более нельзя пользоваться приставными лестницами.

4.2 Основные требования электробезопасности при эксплуатации электрооборудования зерноочистительно-сушильного комплекса

Статистика показывает, что по количеству электропоражений электрифицированные зерносушилки среди объектов сельскохозяйственного производства стоят на втором месте после животноводческих ферм.

Элетробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги и статистического электричества с целью сокращения электротравматизма до примелемого риска и ниже.

Существует 3 типа помещений по электробезопасности: 1) особо опасные;2) с повышенной опасностью; 3) без повышенной опасности.

Помещения зерноочистительно-сушильного комплекса: топка, сушильное отделение , зерноочистительное отделение, операторская - относятся к помещениям с повышенной опасностью, так как в условии производства выделяется большое количество пыли. Она может оседать проводах ( кабели ), проникать внутрь машин и аппаратов и ухудшать их изоляцию или охлаждение.

Степень защиты оболочки регламентированы стандартами согласно ГОСТ 14.254-96 на электротехнические изделия : электродвигатели IP54 , пускозащитная аппаратура IP44 , осветительные установки IP24 .

На комплексе КЗС-20Ш предусмотрено заземление, зануление, защитноотключающее устройство и моление защита .

Заземление выполнено вместе с фундаментом комплекса, т.е железная арматура уложена в бетон на глубине 20 см. и посредствам стальных пластин соединена с установками .Таким образом происходит заземление электроустановок.

Принцип действия зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. между фазными и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети.

По окончанию монтажных и ремонтных работ, а также в процессе эксплуатации системы зануления необходимо проводить проверку соответствия зануления требованиям ПУЭ. На основании их следует:

проверять целостность зануляющей сети, в том числе наличие цепей между нулевым защитным проводником и зануленным оборудованием;

измерять сопротивление петли "фаза - нуль" или непосредственно короткого замыкания

Измерение сопротивления петли "фаза-нуль" предписано проводить как после окончания монтажных работ, так и в процессе эксплуатации периодически один раз в пять лет , а также при капитальных ремонтах и реконструкциях сети . Измерение сопротивления петли " фаза-нуль" должно производится на эектроприемниках более мощных, а также наиболее удаленных от источника тока, но не менее чем на 10% их общего количества.

Для таких измерений выпускается специальный прибор М-417 рассчитанный на проверку Zn в сетях напряжением 380/220 В.

Для измерения сопротивления ответвлений от магистральных нулевых защитных проводников предназначен специальный омметр М-372. Применяется также переносной прибор - измерительного тока к.з цифровой типа Щ=-41160 предназначенный для измерения непосредственного тока однофазного к.з. цепи "фаза-нуль" в сетях напряжением 380/220В с зануленной нейтральной точкой источника питания.

Для отключения электроустановок (электродвигателя ) от сети при появлении опасного потенциала на корпусе применяют защитноотключиещие установки (ЗОУ ). Согласно ПУЭ защитным отключением в электроустановках напряжением до 1000 В называется автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети , обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его протекания при замыканиях на корпус или снижения уровня изоляции ниже определённого значения . Время срабатывания ЗОУ - десятки миллисекунд . ЗОУ может защищать человека от смертельного поражения электричеством в электроустановках с напряжением 380/220 В при использовании его в качестве самостоятельного защитного мероприятия .

4.3 Расчет молиниезащиты

Прямой удар молнии в здание и разряда от электростачической индукции облаков , от электромагнитной индукции тока молнии внутри здания могут поразить в нём людей , вызывая взрывы и пожары , а так же разрушения .Для защиты от прямого удара молнии в здании комплекса применяют тросовый молниеотвод .

у

х

Н_х Н_т

А В

Рисунок : Схема расположения молниеотвода

Высота тросового молниеотвода определяется по формуле :

, (58)

где -высота стен здания , м

-расстояние в плане между точкой y установки молниеотвода и точкой х , расположенной на конце конька , м

, (59)

где В-ширина здания , м

Высота опор над коньком , м

, (60)

где Н-высота здания ,м

4.4 Расчет зануления электроустановок зерноочистительно-сушильного комплекса

Исходные данные для расчета зануления вентилятора с элетродвигателем АИР 160 М4.Линия от трансформатора до ввода в здания выполнена кабелем марки ААБл(3Ч95+1Ч70) длиной 6 м. . Участок от ВУ до РП 2 выполнен кабелем АВВГ(3 Ч70+2Ч 35) длиной 1,5 м, от РП 2 до электродвигателя - кабелем АВВГ 4х10 длиной 22м. Трансформатор ТП 10/0,4 кВ мощностью Sнт=400кВА со схемой соединения "звезда-звезда". Двигатель защищает предохранитель ПН2-100 с Iн=35 А.

Определяем ток однофазного короткого замыкания.

I_к⁽¹⁾=U_ф/(Z_п+Z_т⁽¹⁾/3) (61)

где U_ф - фазное номинальное напряжение, В;

Z_п - полное сопротивление петли проводов фазный - нулевой,

Ом;

Z_т⁽¹⁾/3 - сопротивление фазы трансформатора току однофазного

короткого замыкания, Ом;

Z_п = (62)

где n - количество участков;

- длина i-го участка линии, км;

, - удельные активные сопротивления фазного и нулевого проводов на i-м участке, Ом/км [ ];

X_п - удельное внешнее индуктивное сопротивление петли, Ом/км

Для кабеля Х_п

Для кабеля ААБл(3 х 95+1 х 70) R_ф =0,326 Ом/км

R_н =0.443 Ом/км

Для кабеля АВВГ(4Ч10) R_ф =R_н =3.1 Ом/км

Для кабеля АВВГ(3 Ч70+2Ч 55) R_ф =0.443 Ом/км

R_н=0.62 Ом/км

Сопротивление фазы трансформатора току однофазного короткого замыкания равно 65 мОм

I_к⁽¹⁾ = 220/(0.143+0.065)=707 А

Кратность тока однофазного короткого замыкания по отношению к току вставки предохранителя составляет 707/35=20.2

Так как ток однофазного короткого замыкания превышает номинальный ток вставки предохранителя более чем в 3 раза, то зануление эффективно.

4.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных экологически неблагоприятных ситуациях

Сельскохозяйственное производство является серьёзным источником загрязнения окружающей среды в связи с использованием средств химизации , мощной энергонаспециализованной техники, крупных животноводческих комплексов . В связи с сельскохозяйственной деятельностью деградируют почвы (в РБ 4 тыс. га. ранее осушенных торфяноболотных почв превратились в песок), загрязняются поверхностные и грунтовые воды остатками удобрений , навозной жижей , что создаёт угрозу здоровью людей . Поэтому комплексная охрана природы в зоне сельского хозяйства становиться исторической необходимостью.

Зерноочистительно-сушильный комплекс является источником загрязнения окружающей среды . В качестве топлива для него используется жидкое топливо , которое при сгорании выбрасывает в атмосферу различные дымовые газы, содержащие различные вредные вещества. Кроме того, он является источникам усиленного шума (вентиляторы, электродвигатели и другое оборудование). Поэтому для уменьшения шума и вибрации необходимо производить своевременное техническое обслуживание и ремонт , что существенно поможет снизить шум и вибрацию технологического и электрического оборудования .

Кроме того, в процессе работы выделяется большое количество пыли от вырабатываемой продукции. Указанные выбросы пылевидных частиц также являются загрязнителями атмосферы. Для очистки вентиляционных выбросов от пыли можно применять газоочистное оборудование. Оно подразделяется на шесть групп в зависимости от метода очистки:

-- аппараты сухой, инерционной очистки газов от пыли (пылеосадительные камеры, жалюзийные и инерционные пылеуловители, одиночные, групповые и батарейные циклоны);

--аппараты для мокрой очистки газов от пыли, в отдельных случаях от тумана методом фильтрации;

-- аппараты для очистки газов от пыли, в отдельных случаях от жидких и газообразных примесей;

-- аппараты для электрической очистки газов от пыли и тумана;

-- аппараты для химической очистки газов от газообразных примесей;

-- аппараты для термической и термокаталитической очистки газов от газообразных примесей.

В данном случае в качестве газоочистного оборудования применяются циклоны. Циклоны отличаются простотой конструкции, высокой надежностью, минимальными затратами на эксплуатацию и ремонт, стабильностью гидравлического сопротивления. Они позволяют улавливать пыль в сухом виде; эффективность очистки газов от частиц размером более 10 мкм при помощи циклонов составляет 80 - 90 %, частицы размером менее 5 мкм улавливаются недостаточно хорошо. Надежность работы циклонных аппаратов зависит также от степени слипаемости от различных частиц пыли.

В связи с аварией на ЧАЭС 2/3 территории РБ находится в зоне РЗ .Поэтому сельскохозяйственная продукция должна соответствовать РДУ на содержание Сs и St и зерно необходимо подвергать проверки на содержание стронция и цезия . В случаи превышения допустимой дозы , зерно подлежит обработки и используют для приготовления комбикормов .

Во избежание остановки объекта должны быть созданы запасы различных видов топлива: газа, нефти, угля, смазочных материалов, а также изучены возможности создания резерва местных материалов, сырья для изготовления комплектующих и упаковочных изделий своими силами, организации маневра запасами в пределах отрасли, поэтому. при ремонте или при очистки и мойки оборудования образующие стоки с моющими и отработанными смазочными веществами нужно нейтрализовать или подвергнуть захаранению в специально отведенных местах .

Отходы, образующие при очистки зерна подвергаются захоранению в специально отведенных местах. Отработанная вода стекает по специальным канавам к месту сбора -- в яму. Место сбора стоев воды должно быть заранее определено и согласовано с соответствующими организациями, огорожено и снабжено предупредительными знаками.

Не маловажным фактором является и тот фактор как место расположение комплекса . Он должен по возможности находиться в дали от бытового сектора , школ , магазинов , детских садов , лечебных учреждений .

Выполнение всех указанных экологических мер позволяет минимизировать отрицательное воздействие зерноочистительно-сушильного комплекса на окружающую среду .

5. Экономическая часть

5.1 Расчёт экономической эффективности автоматизации процесса сушки зерна

Контроль влажности зерна, проводимый на зернопунктах колхозов и совхозов, заключается в отборе проб зерна с последующей обработкой в лаборатории. Этот процесс достаточно трудоемок и малооперативен, поэтому на практике, как правило, уделяется недостаточное внимание контролю и регулированию влажности зерна. Это приводит либо к пересушке зерна и снижению производительности сушилки, либо к получению некондиционного по влажности продукта, что вызывает необходимость его повторного пропуска через сушилку. Автоматическое регулирование экспозиции сушки зерна с применением микропроцессорного регулятора позволяет регулировать влажность с высокой точностью. Модернизация зерносушилок, связанная с заменой ручного управления на автоматическое, требует экономического обоснования эффективности инвестиций в данное мероприятие.

Определение экономической эффективности инвестиций является одним из наиболее ответственных этапов прединвестиционных исследований. В централизованной экономике основным методом расчета эффективности капиталовложений являлся метод приведенных затрат, основанный на использовании директивно устанавливаемого нормативного коэффициента эффективности. Однако минимизация затрат еще свидетельствует о наличии необходимой прибыли. Поэтому в условиях рыночных отношений в основе расчетов экономической эффективности инвестиционных проектов должны лежать иные критерии и методы. Приведенные в настоящей работе критерии экономической эффективности технических решений основываются на методологии, применяемой в современной международной и отечественной практике.

Экономическую оценку различных инвестиционных проектов (или вариантов проектирования) и выбор лучшего из них производят с использованием различных критериев, к которым относятся: чистый дисконтированный доход - ЧДД (NPV); индекс доходности - ИД (PI); срок возврата капитала и др.

Все вышеперечисленные критерии являются дисконтными, т.е. их расчет основан на принципе дисконтирования. Под дисконтированием понимают процесс приведения будущих доходов и расходов к начальному моменту времени (началу осуществления проекта).

Всесторонний анализ эффективности инвестиций предусматривает расчет комплекса взаимосвязанных показателей. Сюда относятся: натуральные технико-экономические показатели; исходные стоимостные показатели; критерии оценки экономической эффективности инвестиционного проекта.

Таблица Исходные данные для расчета эффективности модернизации системы регулирования влажности зерна.

Показатели	Ед. Изм.	До Модернизации	После Модерниза ции
Объём производства (Q)	Т/год	1500	1500
	План. Т./год	2100	1500
Производительность сушилки (q )	Пл.т/ч	16	16
Исходная влажность зерна ()	%	20	20
Кондиционная влажность зерна ( W)	%	14	14
Продолжительность сушки (t )	Ч/сезон	480	400
Капиталовложения в автоматику (К) В том числе : - в контроллер - в-индикаторы влажности	Тыс.руб		2380
			1652,40 727.65
Удельный расход жидкого топлива (в)	кг/пл.т	7	7
Цена топлива (летнее дизельное) (Ц)	Тыс.руб/кг	740	740
Удельный расход электроэнергии (W)	кВт.ч/пл.т	4.9	4.9
Тариф на электроэнергию	Руб/кВт.ч	64.6	64.6
Обслуживающий персонал (n)	Чел.	2	2

Натуральные показатели характеризуют эффективность использования трудовых и энергетических ресурсов до и после модернизации зерносушилки.

Затраты труда рабочих (час) определяются по формуле :

, (63)

где - число рабочих , чел.

t - время работы сушилки, ч

К_см - коэффициент использования рабочего времени смены (Ксм = 0,85)

час

час

Производительность труда (т/ч) находим из отношения:

ПТ= , (64)

где Q - объем производства, физ. т.

т/ч

т/ч

Повышение эффективности использования энергоресурсов при внедрении автоматизации регулирования влажности в конечном итоге определяется снижением энергоемкости процесса сушки зерна. Она определяется по формуле ( кг у. т./т) :

 , (65)

где В_у - расход усл .топлива, кг

в_т - средний расход условного топлива (кг) в расчете на 1 кВт.ч отпущенной электроэнергии (принимается 0,3 кг у.т.

W - расход электроэнергии, кВт.ч

Q - объем производства, физ. т.

При этом

, (66)

, (67)

где - удельный расход дизельного топлива, (кг) в расчёте на плановую тонну зерна

W - удельный расход электроэнергии (кВт.ч) в расчете на плановую тонну зерна

и - соответственно теплотворная способность натурального (40800 кДж/кг ) и условною топлива (293 10 кДж/кг)

Q - объем производства в плановых тоннах

- электроэнергия, потребляемая контроллером (учитывается в новом варианте)

кг

кг

кВт.ч

кВт.ч

кг у. т./т

кг у. т ./т

К стоимостным показателям, которые служат основой для расчета эффективности модернизации зерносушилки, относятся капиталовложения, текущие издержки, прирост прибыли и доход от инвестиций.

При расчете капиталовложений (К) учитывается стоимость индикаторов влажности зерна на входе и выходе из зерносушилки, а также стоимость микропроцессорного контроллера, затраты на монтаж и транспортные расходы , 2380 тыс. руб.

Текущие издержки, связанные с эксплуатацией зерносушилки, определяются по формуле :

С = 3 + Ос + А + Р + Тт + Э + ПР , (68)

где 3 - заработная плата операторов

Ос - отчисления на социальные нужды

А - амортизационные отчисления по оборудованию, связанному с автоматизацией производственного процесса

Р - затраты на ремонт и техническое обслуживание

Тт - затраты на топливо

Э - затраты на электроэнергию

ПР -прочие затраты

С=183.5+55+9878+664.737+353.40=11134 тыс. руб

С=155+46+297.5+190.4+7770+531.658+269.66=9258.22 тыс.руб

Расходы на оплату труда оператора определяются из выражения :

3 = Ст Тт Кз , (69)

где Ст - часовая тарифная ставка оператора соответствующего разряда, руб.

Тт - затраты труда за сезон, ч

Кз - коэффициент, учитывающий надбавки к тарифу ( Кз = 1,25...1,4)

тыс.руб

тыс.руб

Отчисления на социальные нужды включают социальное страхование, пенсионный фонд, фонд занятости населения и производятся от всех видов оплаты труда:

Ос=З , (70)

где - процент отчислений на социальные нужды, равный 30%

тыс.руб

тыс. руб

Амортизационные отчисления (А) определяются по формуле:

, (71)

где и - годовая норма амортизационных отчислений для индикаторов влажности и контроллера, %

, К_к - капиталовложения в индикаторы влажности и микропроцессорный контроллер, руб

тыс. руб.

Аналогично определяются затраты на ремонт и техническое обслуживание автоматизированной системы управления:

, (72)

где игодовая норма отчислений на ремонт и техническое обслуживание индикаторов влажности и контроллера

тыс. руб

Затраты на топливо рассчитываются по формуле :

, (73)

где Ц_т - цена дизельного топлива, руб/кг

в_н - удельный расход дизельного топлива, кг/пл.т

Q_njl- объем производства в плановых тоннах.

тыс.руб

тыс. руб

Затраты на электроэнергию в сравниваемых вариантах определяются следующим образом. До модернизации (ручное управление) :

, (74)

после модернизации:

, (75)

где С_э - действующий тариф на электроэнергию, руб/(кВт.ч)

- удельный расход электроэнергии, кВт.ч/пл.т

- мощность, потребляемая контроллером

t - время работы сушилки в автоматизированном режиме

Э тыс. руб

тыс. руб

Прочие затраты (ПР) рассчитываются по формуле :

ПР=0.03 ( 3 + Ос + А + Р + Т + Э) (76)

тыс. руб

тыс . руб

Экономия текущих издержек по технологическому процессу составит :

ЭЗ=(3₁+Ос+Т₁+ Э +ПР ) - (3+Ос+Т + Э+ ПР) (77)

ЭЗ=(183.5+55+9878+664.734+323.4) - (153+46+7770+531.658+269.66)=

= 2334 тыс.руб.

Дополнительные издержки, связанные с эксплуатацией системы автоматизации, определяются суммой :

=А + Р + Э (78)

И=297.5+290.4+531.658 =1019.558 тыс. руб

Прирост прибыли предприятия при внедрении автоматизированной системы управления зерносушилкой определяется разностью :

П = ЭЗ - И (79)

П = 2334 - 1019.558 =1314.4 тыс. руб

А ежегодный доход от инвестиций определяется из выражения:

Д = П + А - Н , (80)

где Н - изменение суммы налогообложения

Д=1314.4 - 297.5 =1017 тыс. руб

Критерии оценки эффективности капиталовложений рассчитываются следующим образом.

Чистый дисконтированный доход (ЧДД) показывает весь эффект (выигрыш) инвестора, приведенный.во времени к началу расчетного периода:

Д , (81)

где Е -принятая процентная ставка ,0.15

Т-расчётный период

Т= (82)

Т=

Д=4564.3 тыс.руб

Индекс доходности представляет собой выражение :

ИД = , (83)

Где К - капитальные вложения

ИД=

Срок возврата капитала определяется по формуле :

T, (84)

Где Р - коэффициент возврата капитала

(85)

Заключение

В ходе работы над дипломным проектированием зерноочистительно-сушильного комплекса было выбрано и установлено новое современное силовое оборудование, которое имеет улучшенные экономические и энергетические показатели:

двигатели старых серий были заменены на двигатели серии АИР ; были выбраны для защиты автоматические выключатели и магнитные пускатели ; в качестве источников света были выбраны люминесцентные лампы в операторской и лампы накаливания в остальных помещениях комплекса .

Для создания лучших условий для труда рабочих в дипломном проекте разработана автоматическое управление зерносушильными отделениями, что позволило уменьшить трудозатраты и облегчить труд человека .

В результате расчёта экономической эффективности получили, что эксплуатация зерноочистительно-сушильного комплекса выгодна, установка окупается через 2.08 года.

электрооборудование зерносушильный автоматический управление

Список использованных источников

1. Кулагин М.С и др. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян. М.: Колос, 1980. 256 с.

2. Птицин С.Д. Очистка , сушка и активное вентилирование зерна . - М . : Высшая школа , 1978 . -222 с.

3. Лычёв П. В., Федин В. Т. Электрические системы и сети . Решение практических задач : Учебное пособие для вузов . - Мн . : Дизайн и ПРО, 1997, -292 с .

4. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование . - М : Агропромиздат, 1990 . -351 с.

5. Степанцов В.П. Светотехническое оборудование в сельскохозяйственном производстве. - М. : Урожай, 1987, -216 с.

6. Харкута К.С., Яницкий С.В. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1992, -233 с.

7. Кудрявцев И.Ф. Электрооборудование животноводческих предприятий и автоматизация производственных процессов в животноводстве. М.: Колос,1979, -368 с.

8. Елистратов П.С. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий : Справ. - М.: Урожай, 1986, -328 с.

9. Бородин и.ф., Неделько Н.М. «Автоматизация технологических процессов» : - М.: Агропромиздат, 1986, -368 с.

10. Будзко И.А., Зуль И.М. «Электроснабжение сельского хозяйства» : - М: Агропромиздат, 1990, - 495 с.

11. Луковников А.В., Шкребок «Охрана труда» : - М.: Агропромиздат, 1991, -319 с

12. Якобе А.И., Луковников А.В. Электробезопасность в сельском хозяйстве.: Колос, 1981.-239 с.

Размещено на Allbest.ru