Проект реконструкции электрической части фермы КРС на 800 голов СПК «Ялуторовский»
Анализ хозяйственной деятельности фермы КРС на 800 голов СПК "Ялуторовский". Проект реконструкции электрической части с разработкой автоматизации водоснабжения. Эксплуатация электрооборудования водоснабжающей установки, обеспечение безопасности труда.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.06.2010 |
Размер файла | 6,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Реферат
Дипломный проект состоит из пояснительной записки объемом страниц машинописного текста, содержащей таблиц и иллюстраций и 8 листов графической части формата А1.
В дипломном проекте рассмотрен проект реконструкции электрической части фермы КРС на 800 голов СПК «Ялуторовский» Ялуторовского района Тюменской области с разработкой автоматизации водоснабжения.
Были рассмотрены следующие вопросы:
- Анализ хозяйственной деятельности;
- Электрификация производственных процессов фермы КРС (описание технологии содержания животных; описание технологического оборудования; расчёт вентиляции фермы КРС; расчёт осветительных установок; расчёт внутренних силовых сетей);
- разработана схема водоснабжения фермы (обзор установок водоснабжения; выбор схемы водоснабжения фермы КРС; определение расхода воды; расчёт электропривода глубинного насоса; разработка схемы управления; выбор оборудования);
- Электроснабжение фермы КРС;
- Эксплуатация электрооборудования водоснабжающей установки;
- Вопросы безопасности труда;
Произведен расчет экономической эффективности проекта.
Содержание
Введение
1. Анализ хозяйственной деятельности СПК «Ялуторовский»
2. Электрификация технологических процессов фермы КРС
2.1 Описание технологии содержания животных
2.2 Описание технологического оборудования
2.3 Разработка схемы водоснабжения
2.6.1 Обзор установок водоснабжения
2.6.2 Выбор схемы водоснабжения фермы КРС
2.6.3 Определение расхода воды
2.6.4 Расчёт электропривода глубинного насоса
2.6.5 Разработка схемы управления
2.6.6 Выбор оборудования
2.4 Расчёт вентиляции фермы КРС
2.5 Расчёт осветительных установок
2.7 Расчёт внутренних силовых сетей
3. Расчет электроснабжения фермы КРС на 800 голов
3.1 Расчет электрических нагрузок
3.2 Выбор ТП 10 /0,4 кВ
3.3 Расчёт наружных сетей 0,4 кВ
4. Эксплуатация электрооборудования водоснабжающей установки
5. Техника безопасности
6. Технико-экономические показатели проекта
1. Анализ хозяйственной деятельности СПК «Ялуторовский»
Существующее направление СПК - молочно-мясное животноводство. Птицеводство, картофелеводство, овощеводство развиты слабо. В целом сложившееся специализация отвечает природным и экономическим условиям района и подлежит дальнейшему развитию в сторону большего увеличения производства молока, яиц, овощей и картофеля.
Таблица 1.1
Структура денежной выручки предприятия
Отрасли, |
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
||||
продукты |
тыс. руб. |
% |
Тыс. руб. |
% |
тыс. руб. |
% |
|
Растениеводство |
|||||||
всего: |
22064 |
6,41 |
39929 |
3,80 |
144426 |
4,93 |
|
в том числе: |
|||||||
зерновые |
15839 |
4,60 |
23889 |
2,27 |
56967 |
1,94 |
|
картофель |
4738 |
1,38 |
1243 |
0,12 |
1973 |
0,07 |
|
овощи |
229 |
0,07 |
13014 |
1,24 |
605 |
0,02 |
|
Животноводство |
|||||||
всего: |
261600 |
76,03 |
638897 |
60,83 |
2416618 |
82,43 |
|
в том числе: |
|||||||
молоко |
48767 |
14,17 |
151673 |
14,44 |
689782 |
23,53 |
|
КРС |
29748 |
8,65 |
42515 |
4,05 |
309649 |
10,56 |
|
свиньи |
181965 |
52,89 |
443766 |
42,25 |
865999 |
29,54 |
|
Прочая продукция |
60400 |
17,55 |
371416 |
35,36 |
370621 |
12,64 |
|
Всего по хозяйству |
344064 |
100,00 |
1050242 |
100,00 |
2931665 |
100,00 |
Денежную выручку хозяйство получает в основном от реализации продукции животноводства. Денежная выручка которой в среднем составляет 73,1 %. Растениеводство дает лишь 5 % денежной выручки.
Главный товарный продукт - мясо свиней, он дает в среднем 41,6 % денежной выручки, на втором месте денежная выручка от реализации молока. Она составляет в среднем - 17,4 %. На третьем месте выручка от продажи мяса КРС. Она составляет в среднем - 7,8 %. Следовательно СПК «Ялуторовское» имеет мясо-молочное направление с производством зерна для собственных нужд.
Таблица 1.2
Экономические результаты производства основных товарных продуктов
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
||||||||
Отрасли, продукты |
Денеж ная выруч ка, тыс. руб. |
Себестои мость, тыс. руб. |
При быль, убыток, тыс. руб. |
Денеж ная выруч ка, тыс. руб. |
Себес тои мость, тыс. руб. |
При быль убыток тыс. руб. |
Денеж ная выруч ка, тыс. руб. |
Себес то-имость, тыс. руб. |
При быль, убыток, тыс. руб. |
|
Растениеводство |
||||||||||
всего: |
22064 |
15782 |
6282 |
39929 |
47683 |
-7754 |
144426 |
178766 |
-34340 |
|
в том числе: |
||||||||||
зерновые |
15839 |
10596 |
5243 |
23889 |
29778 |
-5889 |
56967 |
86223 |
-29256 |
|
картофель |
4738 |
3315 |
1423 |
1243 |
1363 |
-120 |
1973 |
2133 |
-160 |
|
овощи |
229 |
252 |
-23 |
13014 |
13726 |
-712 |
605 |
689 |
-84 |
|
Животноводство |
||||||||||
всего: |
261600 |
197006 |
64594 |
638897 |
588311 |
50586 |
2416618 |
2898506 |
-481888 |
|
в том числе: |
||||||||||
молоко |
48767 |
60570 |
-11803 |
151673 |
192524 |
-40851 |
689782 |
744857 |
-55075 |
|
мясо КРС |
29748 |
27235 |
2513 |
42515 |
65833 |
-23318 |
309649 |
541477 |
-231828 |
|
свиньи |
181965 |
108538 |
73427 |
443766 |
329652 |
114114 |
865999 |
772310 |
93689 |
|
Прочая продукция |
60400 |
67383 |
-6983 |
371416 |
356755 |
14661 |
370621 |
357603 |
13018 |
|
Всего по хозяйству |
344064 |
280171 |
63893 |
1050242 |
992749 |
57493 |
2931665 |
3434875 |
-503210 |
СПК «Ялуторовское» является убыточным. Можно сказать, что в растениеводстве рентабельность зависит прежде всего от природных условий.
В животноводстве СПК основную прибыль получает от реализации мяса свиней. Это единственный продукт который постоянно приносит прибыль, в то время как другие продуты производятся с убытками.
Таблица 1.3
Структура земельного фонда и оценка качества сельскохозяйственных угодий
Наименование земель, угодий |
Код |
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
|
Общая земельная площадь, га |
0870 |
13480 |
13254 |
21410 |
|
Всего сельскохозяйственных угодий, га |
0880 |
10415 |
10189 |
16507 |
|
в том числе: |
|||||
пашня, га |
0881 |
9465 |
9444 |
14863 |
|
сенокосы, га |
0882 |
||||
пастбища, га |
0883 |
950 |
745 |
1644 |
|
Наличие орошаемых земель, га |
0930 |
126 |
126 |
515 |
|
Наличие осушенных земель, га |
0940 |
В результате укрупнения СПК в 2003 году общая земельная площадь увеличилась на 8156 га. А сельскохозяйственные угодья - на 6318 га.
СПК интенсивно использует свои угодья, так как площадь пашни составляет высокую долю, равную 70 % всех угодий.
Таблица 1.4
Обеспеченность основными фондами и оборотными средствами
Показатели |
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
|
Величина основных производственных фондов |
||||
Всего, тыс. руб.: |
307013 |
6722017 |
45398794 |
|
на 100 га с.-х. угодий, тыс. руб.: |
2277,54 |
50716,89 |
212044,81 |
|
Материальных оборотных средств |
||||
Всего, тыс. руб.: |
249264 |
1247137 |
3416610 |
|
на 100 га с.-х. угодий, тыс. руб.: |
1849,14 |
9409,51 |
15958,01 |
Величина основных производственных фондов и оборотных средств за анализируемый период в абсолютных показателях резко возрастает. Но это связано с инфляционными процессами в экономике, в результате чего была сделана переоценка.
Таблица 1.5
Структура энергетики хозяйства
Источники энергии |
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
|||||||
физ. Ед. |
кВт |
% |
физ. ед. |
кВт |
% |
физ. ед. |
кВт |
% |
||
Тракторы |
94 |
16503 |
72,9 |
92 |
15604 |
71,3 |
148 |
25732 |
76,9 |
|
Комбайны |
48 |
4320 |
19,1 |
48 |
4320 |
19,7 |
61 |
5490 |
16,4 |
|
Электродвигатели |
354 |
1765 |
7,8 |
360 |
1795 |
8,2 |
468 |
2002 |
6,0 |
|
Электроустановки |
116 |
57,5 |
0,3 |
125 |
170 |
0,8 |
150 |
225 |
0,7 |
|
Всего энергетических мощностей |
612 |
22646 |
100,0 |
625 |
21889 |
100,0 |
827 |
33447 |
100,0 |
|
Потреблено электроэнергии, тыс. кВт.ч |
7326 |
5823 |
6921 |
|||||||
в том числе: |
||||||||||
На производственные нужды, тыс. кВт.ч |
7217 |
4712 |
5756 |
|||||||
Приходится энергетических мощностей, кВт: |
||||||||||
На 1 среднегодового работника |
49,0 |
50,1 |
53,4 |
|||||||
На 100 га с.-х. угодий |
217,4 |
214,8 |
202,6 |
|||||||
Приходится электроэнергии на 1 среднегодового работника, тыс. кВт.ч |
15,9 |
13,3 |
11,1 |
Из таблицы 1.5 видно, что основная доля приходится на трактора и комбайны (92-93% всех мощностей хозяйства), электродвигатели и электроустановки составляют 7-8%, общее количество установок с течением времени в основном уменьшается. Что вызвано старением, выходом их из строя, недостатком средств -на их обновление.
Таблица 1.6
Урожайность и валовой сбор продукции растениеводства.
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
|||||
Культуры |
Урожай-ность, ц/га |
Валовой сбор, ц |
Урожай-ность, ц/га |
Валовой сбор, ц |
Урожай-ность, ц/га |
Валовой сбор, ц |
|
Зерновые, всего |
13,4 |
62295 |
9,1 |
44641 |
7 |
38755 |
|
в том числе: |
|||||||
озимые |
13,4 |
4386 |
|||||
яровые |
13,4 |
57902 |
9,1 |
44641 |
7 |
38755 |
|
Сено однолетних трав |
2596 |
||||||
Сено многолетних трав |
20,2 |
18989 |
9,8 |
11183 |
19344 |
||
Кукуруза на силос |
185,3 |
121926 |
67,8 |
30335 |
107 |
35488 |
|
Подсолнечник |
90 |
2700 |
128,8 |
24481 |
49 |
19920 |
Из таблиц 1.3 и 1.6 видно, что основную часть посевных площадей занимают зерновые культуры, за последний год их посевные площади увеличились. Тенденция к увеличению площадей под зерновые культуры объясняется уменьшением урожайности зерновых культур за последние годы.
Таблица 1.7
Динамика поголовья животных
Показатели |
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
|
голов. |
голов. |
голов. |
||
Крупный рогатый скот |
||||
Всего: |
1232 |
1182 |
2003 |
|
В том числе: |
||||
Коровы |
423 |
378 |
686 |
|
из них молочного направления |
423 |
378 |
686 |
|
быки - производители |
4 |
4 |
4 |
|
нетели и телки старше 2 лет |
88 |
84 |
178 |
|
Свиньи |
||||
Всего: |
3525 |
2499 |
3143 |
|
В том числе основные свиноматки и хряки |
822 |
804 |
482 |
|
из них основные свиноматки |
701 |
622 |
406 |
|
Лошади |
||||
Всего: |
110 |
95 |
131 |
|
в том числе взрослые |
74 |
68 |
99 |
|
из них матки лошадей |
35 |
27 |
32 |
В сравнении с 2000 годом общее поголовье крупного рогатого скота возросло. Это вызвано перераспределением кормовой базы и восстановление поголовья КРС на откорме, уменьшенного в 2002 году в связи с интенсивной реализацией мяса КРС. В целом поголовье животных достаточно для промышленного производства мяса и молока.
Таблица 1.8
Валовой выход продукции и продуктивность животных
Показатели |
Един. изм. |
2001 г. |
2002 г. |
2003 г. |
|
Молоко, ц |
Ц |
13329 |
11318 |
15535 |
|
Масса телят при рождении |
Ц |
0,134 |
0,118 |
0,207 |
|
Приплод |
Гол |
576 |
467 |
886 |
|
Прирост |
Ц |
1432 |
1313 |
1368 |
|
Масса поросят при рождении |
Ц |
0,098 |
0,081 |
0,068 |
|
Поросята отъемыши |
Гол |
9617 |
8128 |
6534 |
|
Прирост поросят отъемышей |
Ц |
994 |
995 |
791 |
|
Прирост |
Ц |
2156 |
1494 |
1314 |
Из таблицы 1.8 видно, что прирост КРС уменьшается, масса новорожденных телят так же уменьшается. Валовой удой молока растет при увеличении поголовья дойного стада, такие отрицательные результаты могут быть связаны с ухудшением и уменьшением кормового рациона.
В результате анализа хозяйственной деятельности СПК «Ялуторовское» можно сделать вывод, что основной доход хозяйству приносит животноводство. Улучшение условий содержания животных позволит хозяйству увеличить выручку за счет их более интенсивного развития. Поэтому нами предлагается как одно из направлений улучшения содержания - разработка автоматического водоснабжения фермы КРС.
2. Электрификация технологических процессов фермы КРС
2.1 Описание технологии содержания животных
2.2 Описание технологического оборудования
2.3 Разработка схемы водоснабжения
2.3.1 Обзор установок водоснабжения
Выбор типа и мощности водоснабжающей установки. Современные системы водоснабжения механизированных животноводческих ферм отличает высокая степень автоматизации. Автоматически управляемые электродвигатели приводов водокачек и автопоилки на фермах позволяют подавать воду к потребителю в необходимом количестве без непосредственного участия человека. Для того чтобы выбрать тип и мощность электронасосной установки и их число, необходимо исходя из местных условий решить вопрос о схеме водоснабжения.
Подачу воды на животноводческие фермы осуществляют в основном через водонапорный котел или водонапорный бак с приводом центробежных насосов от асинхронных двигателей. Непосредственная подача воды от насоса в распределительную сеть осуществляется в открытых оросительных системах с приводом от асинхронных или синхронных двигателей. Для непосредственной подачи воды на животноводческих фермах разрабатываются комплекты электрооборудования для автоматизации сельскохозяйственного водоснабжения с саморегулированием подачи воды при питании от статических преобразователей частоты, а также от электропривода с использованием электромагнитных муфт скольжения.
Для принятой схемы водоснабжения выбирают насос (в большинстве случаев надежный и простой в эксплуатации насос центробежного типа). Подачу Qн (л/ч) насоса находят из следующего соотношения:
(2.1)
где Qmax.ч -- возможный максимальный часовой расход воды, л/ч;
kЧ -- коэффициент неравномерности часового расхода (для поселка kЧ =1.5...2.5, для фермы с автопоилками kЧ =2...3, для фермы без автопоилок kЧ =4...5);
kСУТ -- коэффициент неравномерности суточного расхода (1,1...1,3);
? -- КПД установки, учитывающий потери воды (0,9);
Qcp.cyт -- среднесуточный расход воды, л/сут.
При расчете водоснабжения особо учитывают пожарный расход воды (2,5...10 л/с) в зависимости от размеров хозяйства или населенного пункта, длительность пожара принимается равной 2...3 ч. Этот расход обязаны обеспечить насосный агрегат и водопроводная сеть или на него должна быть рассчитана запасная емкость.
Напор насоса выбирают таким, чтобы он мог подавать воду при необходимом давлении в заданную точку. Требуемый напор насоса Нн.тр определяется высотой всасывания Нвс и высотой нагнетания Ннг, сумма которых определяет статический напор Нс; потерями в трубопроводах Нп и разностью давлений на верхнем Pв.у, у и нижнем Рн.у уровнях.
Учитывая, что напор
(2.2)
где Р -- давление, Па;
? -- плотность жидкости, кг/м3;
g=9,81 м/с2 -- ускорение свободногопадения;
? -- удельный вес жидкости, Н/м3, получаем:
(2.3)
Зная требуемые расход и напор, по каталогу выбирают насос подходящих параметров с учетом возможной частоты вращения приводного двигателя. По универсальной характеристике выбранного насоса уточняют его подачу QН, напор НН и определяют коэффициент полезного действия ?Н и мощность РН. Мощность (кВт) двигателя привода насоса
(2.4)
где kЗ -- коэффициент запаса, зависящий от мощности;
?П -- КПД передачи (для прямой передачи 1, клиноременной 0,98, зубчатой 0,97, плоскоременной 0,95);
?Н --КПД насосов поршневых 0,7...0,9, центробежных 0,4...0,8, вихревых 0,25...0,5.
Для центробежных насосов особенно важен правильный выбор угловой скорости насоса, так как его производительность пропорциональна угловой скорости, напор и момент-- квадрату угловой скорости, мощность -- ее кубу:
(2.5)
Из этих соотношений следует, что при увеличении угловой скорости насоса мощность его возрастает, что может привести к перегреву электродвигателя. При занижении угловой скорости двигателя напор насоса может оказаться недостаточным для расчетной подачи.
Рисунок 2. Характеристики насоса при различных частотах вращения (1, 2, 3, 4), магистрали при различных степенях дросселирования (5, 6) и КПД (7) насоса при номинальной частоте вращения
Выбирая электронасосный агрегат по каталогу, необходимо учитывать его рабочие характеристики (рисунок 2.) и характеристику магистрали, на которую работает насос, то есть зависимость между подачей и суммарным значением напора, требуемого для подъема воды на заданную высоту, преодоления гидравлических сопротивлений и создания избыточного давления на выходе из нагнетательного трубопровода. Нужно стремиться к тому, чтобы рабочая точка А находилась в зоне максимальных значений КПД агрегата.
Тип электродвигателя выбирают, исходя из условий окружающей среды и особенностей монтажа. Например, для привода погружных насосов типа ЭЦВ применяют электродвигатели мощностью 0,7 - 65 кВт специального исполнения типа ПЭДВ, рассчитанные для работы в буровых скважинах диаметром от 100 до 250 мм с подачей на высоту до 350 м. Обмотка статора двигателя выполнена проводом с полихлорвиниловой влагостойкой изоляцией. В приводе непогружных центробежных типа К и КМ и вихревых насосов используют асинхронные короткозамкнутые двигатели сельскохозяйственного исполнения и двигатели с фазным ротором с влагостойкой изоляцией мощностью 1,5 - 55 кВт.
Погружные электронасосы в зависимости от уровня залегания водоносного слоя эксплуатируют на глубинах 40...230 м. Срок службы погружных электродвигателей до сдачи в капитальный ремонт относительно небольшой -- 1...1,5 г.
Механическая характеристика центробежного насоса имеет вентиляторный вид и описываетсяформулой
, (2.6)
при х==2. Момент сопротивления тренияв подшипниках насоса М0=0,05?Мн.
Средний момент поршневого насоса при работе на магистраль, где поддерживается постоянный напор, не зависит от угловой скорости вращения. Пуск поршневого насоса осуществляется при открытой задвижке на напорном трубопроводе, иначе может произойти авария.
Центробежный насос можно пускать как при открытой, так и при закрытой задвижке на напорном трубопроводе.
Режим работы привода и допустимая частота включений. Режим работы привода определяется подачей насоса Qн, расходом воды в системе водоснабжения Qp и рабочим объемом бака Vp. График работы электронасосного агрегата показан на рисунке 2.2. Продолжительность работы агрегата
(2.7)
Продолжительность паузы в работе агрегата
(2.8)
Длительность одного цикла
(2.9)
Частота включений двигателя
(2.10)
Расход воды при максимальной частоте включений двигателя можно определить из условия
(2.11)
решая которое, получим
(2.12)
Рисунок 2.2 График работы электронасосного агрегата
Рисунок 2.3 Графики относительной частоты и продолжительности включении.
Относительная продолжительность включения зависит от отношения расхода к подаче насоса (рисунок 2.3):
(2.13)
При расходе воды, равном половине производительности насоса, и при относительной продолжительности включения ?=0,5 частота включений будет максимальной.
(2.14)
Это выражение позволяет найти рабочий объем бака или котла:
(2.15)
Таким образом, для нормальной работы привода необходимо определенное соотношение рабочего объема регулирующей емкости и подачи насоса. Увеличение максимальной частоты включения ведет к уменьшению рабочего объема. Нормальное допустимое число включений в час равно 6. С целью увеличения срока службы электродвигателя желательно zmax уменьшать, a ? увеличивать.
При расходах, меньших 0,5 Qн, частота и продолжительность включения уменьшаются. В некоторых условиях режим работы может быть кратковременным, а нагрев двигателя -- наименьшим за цикл работы. При расходах, больших 0,5Qн, частота включений уменьшается, а продолжительность включений увеличивается. Когда Qp==Qн режим работы двигателя становится продолжительным, а нагрев наибольшим. Поэтому двигатель насосной установки выбирают для продолжительного режима работы.
Допустимая частота включений в час насосных установок -- это такое число включений, при котором средняя температура двигателя после большого числа рабочих циклов будет равна максимально допустимой. В этих условиях двигатель полностью используется по нагреву. Двигатель используется полностью, если при работе с номинальной скоростью потери энергии, выделяемые в окружающую среду, те же, что и в номинальном режиме.
Ухудшение условий охлаждения неподвижного самовентилируемого двигателя учитывают коэффициентом
(2.16)
где Тн и То -- соответственно постоянные времени нагрева и охлаждения.
Время цикла tц и частота включений в час z связаны выражением
(2.17)
где z определяется по выражению:
(2.18)
Из него следует, что допустимая частота включений в час тем больше, чем выше номинальные потери ?Рн (двигатели с более теплостойкой изоляцией), чем совершеннее вентиляция (?=1) и чем меньше пусковые потери ?Ап.
Регулирование подачи электронасосных установок. Подачу этих установок регулируют включением и отключением одного двигателя или части двигателей (когда в установке имеется несколько машин), дросселированием задвижкой, изменением частоты вращения.
Двухпозиционное релейное регулирование применено в большинстве автоматических установок. В этом случае двигатель работает в области номинальных нагрузок с достаточно высокими технико-экономическими показателями. Недостатки подобного способа заключаются в том, что двигатель часть времени не работает, то есть коэффициент использования его установленной мощности меньше единицы и пропорционален относительной продолжительности включения, кроме того, при увеличении частоты включения двигателя его нагрев может превысить допустимый. Поэтому привод должен быть проверен на допустимую частоту включений.
Регулирование дросселированием задвижкой изменяет характеристики магистрали от вида 6 к виду 5 и смещает рабочий режим из точки А в точку Б (рисунок 2.1). Мощность насоса в точке А
(2.19)
в точке Б
(2.20)
Мощность Pв необходима для совершения полезной работы -- подачи воды к потребителю по магистрали, мощность РБВ -- для преодоления дополнительного сопротивления в прикрытой задвижке.
Качество регулирования подачи задвижками оценивается КПД регулирования ?р, учитывающим потери в задвижках:
(2.21)
Значение ? в точках А, Б, В приняты одинаковыми. При увеличении глубины регулирования ?р становится меньше, поскольку увеличивается напор НБ и уменьшается напор Нв.
Регулирование дросселированием задвижкой применяют на нагнетательной магистрали в установках с асинхронными двигателями мощностью в несколько киловатт при небольшом диапазоне и плавности регулирования, когда применение других методов приводит к значительному росту капитальных затрат и не дает существенной экономии за счет снижения потерь.
Регулирование подачи изменением частоты вращения механизмов с вентиляторной механической характеристикой один из наиболее рациональных способов. Возможность такого регулирования очевидна из сопоставления характеристики 6 магистрали, на которую работает насос, с характеристиками 1,2,3,4 насоса для различных частот вращения. При данном сочетании характеристик и изменении частоты вращения двигателя от половинной до номинальной подача насоса изменяется от нуля до номинальной.
Частоту вращения асинхронного двигателя можно регулировать изменением подводимого к двигателю напряжения, переключением числа пар полюсов, изменением сопротивления в роторной цепи, частоты тока питающей сети. Частоту вращения насоса можно регулировать также при помощи электромагнитной муфты и клиноременной передачи с вариатором.
Автоматизация насосных установок. Гидравлическая схема автоматизированной насосной станции с воздушно-водяным котлом показана на рисунке 2.4, а с водонапорным баком -- на рисунке 2.5.
Рисунок 2.4-Гидравлическая схема водоподъемной установки типа ВУ-5-30
1 -- насосный агрегат; 2 -- воздушно-водяной котел; 3 -- камера смешения; 4 -- воздушный клапан; 5 -- жиклер; 6 -- реле давления; 7 -- станция управления; 8 -- предохранительный клапан; 9 -- диффузор.
Рисунок 2.5-Гидравлическая схема насосной станции с водонапорным баком
1 -- нижний уровень воды в баке; 2 -- верхний уровень воды в баке; 3 -- водонапорный бак; 4,7-- водопровод; 5 -- насос; 6--источник воды.
Для управления автоматизированной насосной станцией с воздушно-водяным котлом применяются электроконтактные датчики давления с механическими первичными преобразователями: мембранные, сильфонные, с манометрической трубчатой пружиной -- электроконтактные манометры. Автоматические водоподъемные установки с напорным котлом серии ВУ обладают подачей 1,6 - 36 м3/ч и могут подавать воду из различных источников с полным напором (20 230) 104 Па. Эти установки комплектуют вихревыми или погружными насосами. Обозначение погружных насосов типа ЭЦВ расшифровывается так: Э -- с приводом от погружного электродвигателя, Ц -- центробежный, В--для воды. Цифры после букв обозначают: первая -- диаметр скважины в дюймах, вторая -- часовую подачу, третья -- полный напор, м вод. ст.
Автоматическая водоподъемная установка типа ВУ-7-65 служит для забора воды из буровых скважин с трубами диаметром 150 мм с рабочим уровнем до 45 м и подачи ее на животноводческие фермы, небольшие производственные и другие отдельно расположенные объекты в хозяйствах с бесперебойным электроснабжением. Ее подача 7...6,3 м3/ч, полный напор (65.. .85)104 Па. Установка ВУ-7-65 состоит из воздушно-водяного котла вместимостью 800 л, погружного центробежного насоса марки ЭЦНВ 6-7, 2-75 в сборе с электродвигателем типа ПЭДВ 2,8-140 (П-- погружной, ЭД -- электродвигатель, В -- водозаполненный, мощностью 2,8 кВт, максимальный поперечный размер 140 мм), регулирующего клапана в сборе с пружинным клапаном, обратного вертикального клапана в сборе с воздушным дисковым клапаном, предохранительного клапана, реле давления, электрической станции управления и комплекта водопроводной сети.
Комбинированный регулятор запаса воздуха включает в себя поплавковый регулятор, воздушный и обратный клапаны. Максимальное рабочее давление в баке 15·104 Па. Регулируемый объем бака 246. . .185 л.
Принципиальная электрическая схема автоматизированных насосных станций типов ВУ-7-65 и ВУ-5-30 с воздушно-водяным котлом приведена на рисунке 2.7. Эта станция управления, предназначенная для работы в безбашенных установках по сигналу реле давления, может быть использована и в установках башенного типа в совокупности с реле уровня. В последнем случае необходимо, чтобы при медленном изменении уровня воды в баке датчик уровня быстро размыкал и замыкал свои контакты.
Рисунок 2.7-Электрическая схема автоматических насосных станции типов ВУ-7-65, ВУ-5-30 с воздушно-водяным котлом.
Перед включением автоматической насосной станции необходимо осмотреть ее и убедиться в исправности всех узлов. Для пуска включают автоматический трехполюспый выключатель QF типа АП50-ЗМТ, в который встроены тепловая защита от перегрузок и от работы на двух фазах и электромагнитная от коротких замыканий. При отсутствии воды в котле контакты реле давления ВР закрыты, катушка магнитного пускателя КМ введена в цепь тока, его контакты закрываются и подают напряжение на двигатель. Происходит разгон агрегата, насос начинает подавать воду в сеть, а ее избыток -- в напорный котел. Уровень воды и давление в котле повышаются. При достижении уровнем отметки ВУ (рисунок 2.4) давление повышается до максимального заданного Р2, контакты ВР (рисунок 2.7) размыкаются, пускатель отключается, двигатель останавливается. Вода из котла под действием энергии сжатого воздуха подается к потребителю. Запас воды и давление воздуха в котле уменьшаются, и при минимальном заданном давлении P1 контакты ВР замыкаются, катушка магнитного пускателя оказывается включенной, и цикл работы повторяется.
Во время работы объем воздушной подушки в котле за счет выноса части воздуха водой постепенно уменьшается. Это приводит к снижению объема регулирования и более частым включениям агрегата. Для автоматического поддержания объема воздушной подушки постоянным установка ВУ-5-30 снабжена струйным регулятором запаса воздуха, установка ВУ-7-65 -- комбинированным, а в установке В У-10-80 между водой и воздушной подушкой имеется разделяющая диафрагма, которая препятствует уменьшению воздушной подушки.
В установке ВУ-5-30 вода от насоса, проходя сопло струйного регулятора с большой скоростью, создает разряжение в камере смешения вокруг конца сопла, воздух под атмосферным давлением открывает воздушный клапан и, смешиваясь с потоком воды, направляется в бак. Пополнение воздуха происходит при условии, если жиклер 5 (рисунок 2.4) трубки струйного регулятора перекрыт водой. При пуске или достаточном наполнении бака воздухом жиклер находится в воздухе, который под давлением поступает в камеру смешения, погашая там разрежение. Воздушный клапан закрывается, и подсос воздуха из атмосферы прекращается. При уменьшении воздушной подушки в баке жиклер вновь закрывается водой, в результате чего возобновляется подкачка воздуха из атмосферы через воздушный клапан. Струйный регулятор обеспечивает подкачку воздуха до избыточного давления в баке 25·104 Па.
Комбинированный регулятор установки ВУ-7-65 (рисунок 2.6) состоит из обратного и воздушного клапанов, установленных в одном корпусе на напорном трубопроводе в скважине на высоте не менее 5 м над уровнем воды, и регулирующего клапана, в конструкцию которого входят поплавковый и пружинный клапаны, расположенные на стенке котла, после отключения насоса обратный клапан удерживает воду, находящуюся над ним, а вода из-под клапана уходит в скважину. Ее место занимает воздух, проходящий через воздушный клапан. При каждом пуске насоса воздушный клапан закрывается, а обратный открывается и воздух по напорной трубе поднимается в котел и восполняет потери воздуха, уносимого с водой. Избыточный воздух вытесняет воду, понижая ее уровень в котле, вследствие чего поплавок регулятора опускается. Поплавковый и пружинный клапаны открываются, избыточный воздух вытесняется в атмосферу. Пружинный клапан регулятора можно отрегулировать на избыточное давление (5...25) ·104 Па.
2.3.2 Выбор схемы водоснабжения фермы КРС
Технологическая схема водоснабжения фермы КРС приведена на рисунке 2.__.
Рисунок 2. Технологическая схема водоснабжения
1-водоприемное устройство; 2-всасывающий трубопровод; 3-насосный агрегат; 4-обратный клапан; 5-задвижка; 6-нагнетательный трубопровод; 7-водонапорная башня
2.3.3 Определение расхода воды
Определим суточный расход воды, зная нормы водопотребления животными, а именно:
Коровы молочные - 150 л/сутки.
По заданию необходимо обеспечить водой дойный коров Nк=800 голов, поэтому:
G=Nк*а=800?150=120000 л. (2.22)
где а - нормы потребления животными, л/сутки;
Nк-количество животных.
Тогда часовой расход определим по формуле
, (2.23)
где Кч - коэффициент часовой неравномерности расхода, Кч=4;
Ксут - коэффициент суточной неравномерности расхода, Ксут=1,2;
- коэффициент полезного действия установки, учитывающий потери воды, =0,9.
л/ч.
Кроме того при проектировании водоснабжения необходимо учитывать так называемый пожарный расход, т.е. расход воды на тушение пожара, примем пожарный расход Qп=7 л/с = 25200 л/час.
Тогда суммарный расход определим как:
Q=Qч+Qп (2.24)
Q=2667+25200=51867л/ч=0,0144м3/с
Принимаем необходимый расход водоснабжающей установки равным
Q=52м3/ч=0,0144м3/с.
Определим необходимый напор, который должен развивать насос для подачи воды в водонапорную башню
Н=Нвс+Ннаг+Н потерь (2.25)
Нвс+Ннаг - высота всасывания и нагнетания насоса соответственно;
Нпотерь - потери напора, обусловленные сопротивлением водоснабжающей линии протеканию воды;
Нпотерь = hв+hн , (2.25)
hв+hн - потери на всасывающем и нагнетательному участках трубопровода.
, (2.26)
, (2.27)
где - коэффициент, учитывающий местные сопротивления;
- коэффициент гидравлического сопротивления, для приближенных расчетов можно принять =0,08;
l- длина соответствующего участка трубопровода, примем lв=16м, lн=1000м;
d - диаметр соответствующего участка трубопровода, примем dв=dн=150мм;
v - скорость воды на соответствующем участке трубопровода vв=vн, т.к. dв=dн
g - ускорение свободного падения, м/с2.
, (2.28)
м/с
На нагнетательном участке трубопровода примем следующие местные сопротивления:
Открытая задвижка - =0,05;
Обратный клапан - =1,7;
Изгиб на 90 (три шт) - =0,5;
Таким образом в=3,25.
На всасывающем участке примем:
Изгиб на 90 - =0,5;
Водоприемное устройство - =8;
Таким образом н=8,5.
Общий напор насоса
Н=6+17+0,4+6,8?30 м
Зная необходимые напор Н=30 м и расход Q=52 м3/ч принимаем насос центробежного типа 3К-6 (частота вращения 2900 об/мин, подача 50 м3/ч, напор 37,5 м3).
Для определения действительный расхода и напора обеспечиваемых насосом необходимо совместить характеристику трубопровода и насоса (рисунок 2).
Характеристику трубопровода представим в виде:
Н=Нст + Нпотерь, (2.29)
где Нст - статический напор, м;
Подставляя выражение для потерь и заменяя в них скорость через расход, получаем:
, (2.30)
После подстановки численных значений получим
Н = 23 + 34•103•Q2, (2.31)
Из рисунка 2._ видно, что при совместной работе насоса и сети, насос развивает напор Нн =33 м и обеспечивает расход Qн=17,1 л/с=0,0171м3/с
Определив значение КПД насоса в данном режиме и представив значения развиваемого напора в единицах системы СИ, а именно Нн=330 кПа, определим мощность на приводном валу насоса по формуле:
(2.32)
Вт
2.3.4 Расчёт электропривода глубинного насоса
Кинематическия характеристика
Так как частота вращения приводного вала насоса близка к частоте вращения асинхронных двигателей, то для соединения вала электродвигателя и насоса используем муфту. Кинематическая схема не имеет зазоров и упругих элементов и представляется в виде одномассового звена. Скорость вращения колеса насоса n = 2900 об/мин, ?=303,5 рад/с.
Так как частота вращения приводного вала насоса близка к частоет вращения асинхронных двигателей, то для соединения вала электродвигателя и насоса используем муфту. Климатическая схема не имеет зазоров и упругих элементов и представляется в виде одномассового звена. Скорость вращения колеса насоса n = 2900 об/мин, ?=303,5р/с
Механическая характеристика.
Механическая характеристика насоса описывается выражением
, (2.33)
где М0 - момент сопротивления механизма, не зависящий от скорости;
Мсн - момент сопротивления при номинальной угловой скорости ? н;
М0 =(0,2...0,3) Мсн .
Мсн = Рнас / ?н = 9400/303,5 = 31 Н?м; (2.34)
М0 = 0,3?31 = 9,3 Н?м.
Уравнение механической характеристики насоса
.
График механической характеристики приведен на рисунке 2.
Рисунок 2. Механическая характеристика насоса
Нагрузочная характеристика
Определим время работы tр и время паузы tп насосного агрегата. Для этого рассчитаем регулируемый объем башенной установки:
, (2.35)
где Дб - диаметр бака башенной установки, принимаем объем бака Vб=10 м3, диа метр Дб=2,4 и высоту hб=2,22 м;
hвб ,hнб - верхний и нижний уровни воды в баке соответственно примем
hвб=17 м, hнб =16,5 .
м3.
Тогда время работы и время паузы определим по формулам:
, (2.36)
(2.37)
где Qн - подача воды, обеспечиваемая насосом, Qн =0,0171м3/с, Qн =61,5 м3/ч ;
Q - необходимый расход воды водоснабжающей системы Q=0,0144м3/с,
Q =52 м3/ч.
с;
с.
Частота включений насосного агрегата
рад/ч. (2.38)
Инерционная характеристика.
Определим момент инерции насоса. Приближенно для этой цели можно использовать формулу
кг?м2. (2.40)
где J - момент инерции колеса, кгм2;
M - масса колеса насоса, кг
R - радиус колеса, м
Радиус колеса R=0,096 м, массу колеса насоса примем m=4 кг.
Заключение по приводным характеристикам
Результаты расчета и анализа приводных характеристики позволяют сделать следующие выводы:
1. Необходим нерегулируемый асинхронный привод.
2. Колесо насоса обладает достаточно большим приведенным моментом инерции.
3. Режим работы электропривода - продолжительный с частыми пусками.
Выбор электродвигателя.
Имея нагрузочную диаграмму насоса, зная мощность, развиваемую насосом Р =9,4 кВт, время работы tр =837 с, и продолжительность паузы tп = 157 с, определяем эквивалентную мощность насосного агрегата за период
кВт. (2.41)
Для привода насоса предварительно выбираем электродвигатель АИР132М2 со следующими параметрами:
- Номинальная мощность 11 кВт;
- nн=2910 об/мин, ? н=304,6 рад/с,
- S н=0,03;
- ? н=88%;
- cos? н=0.9;
- Ki=7.5;
- mп=1,6, mmin=1.2, mк=2,2;
- J=0.023 кг?м2;
- M=77.5 кг.
Определим дополнительно некоторые величины характеризующие электродвигатель:
1. Номинальный момент
Мн = Рн / ? н = 11000/304,6 = 36 Н?м; (2.42)
2. Пусковой момент
Мп= mп?Мн = 1,6?36 = 57,6 Н?м; (2.43)
3. Максимальный (критический) момент
Мк= mк?Мн = 2,2?36 = 79,2 Н?м; (2.44)
Выполним проверку выбранного электродвигателя по пуску и перегрузке. Проверка по пуску и перегрузочной способности выполняется по формулам:
Мп(1-?U)2 > Мтр (2.45)
Мк(1-?U)2 > Мс max (2.46)
где U - снижение напряжения в сети, U=0,2;
Мтр - момент трогания рабочей машины, Н?м;
Мcmax - максимальный момент сопротивления рабочей машины, Н?м;
Мтр=(0,2 ... 0,3)Мсн;
Мcmax = Мсн;
Где Мсн - момент сопротивления насоса Мсн =31нм
Мтр =0,331=9,3нм; Мcmax =31 нм.
Значения пускового Мн и критического Мк моментов двигателя определены ранее, тогда
57,6? (1 - 0,2)2 > 9.3
36.9 > 9.3
По пуску двигатель проходит.
79,2? (1 - 0,2)2 > 31
50,7 > 31
По перегрузочной способности двигатель проходит.
2.3.5 Разработка схемы управления
Для управления автоматизированными насосными станциями башенного типа применяются поплавковые и электродные датчики уровня. Электродные датчики работают надежно при положительных температурах и отказывают в работе на морозе, так как электроды покрываются льдом и, кроме того, быстро окисляются. Поплавковые датчики снижают надежность в работе из-за наличия подвижных механических частей. Для электрической связи датчика, расположенного на баке, и станции управления нужны соединительные провода; поэтому на новых станциях управления погружными насосами для контроля за уровнем воды в водонапорных башнях предусматривают электроконтактные манометры, устанавливаемые в помещении насосной. Электроконтактный манометр регистрирует перепад статического давления в системе при изменении уровня воды в баке на 1...2 м.
Рисунок 2.8 Электрическая схема управления погружным электронасосом
а -- управление двигателем электрокоптактным манометром; б -- токовая защита электродвигателя.
Управление работой автоматизированной насосной установки с башней может осуществляться автоматически от датчика давления SP (рисунок 2.8, а,) и вручную переключателем SA или дистанционно (телемеханически) с диспетчерского пункта. Для автоматического управления переключатель SA ставят в положение А. Если давление в напорном трубопроводе ниже соответствующего нижнему уровню воды в баке, контакт манометра SP1 замкнут, a SP2 -- разомкнут. Реле К1 включается с задержкой за счет конденсатора С. Эта же емкость предотвращает ложное отключение реле К1 при кратковременном замыкании контакта SP2 во время гидравлического удара в гидропроводе, если манометр подключен без гидрокомпенсатора. Реле К1 подключает магнитный пускатель К2, и насос начинает работать.
При повышении давления в трубопроводе до значения, соответствующего верхнему уровню в баке, при работе насоса замыкается контакт SP2 и шунтирует реле К1, которое отключает пускатель К2. При местном управлении установкой переключатель SA ставят в положение Р или О. При дистанционном управлении используют выносную кнопочную станцию или контакты реле телемеханической связи подключают вместо контактов SP1 и SP2.
Для защиты от перегрузок и неполнофазных режимов электродвигателей погружных насосов применяют быстродействующую защиту с характеристиками, не зависящими от температуры окружающей среды. При перегрузке сигнал поступает на вход RC -- контура от согласующих трансформаторов Т1...Т3 (рисунок 2.8, б). Стабилитрон V4 позволяет получить обратно пропорциональную зависимость выдержки времени от тока перегрузки. Ток перегрузки, преобразованный в напряжение постоянного тока, изменяет выдержку на срабатывание реле К3, включенного в цепь истока полевого транзистора V5. Возбудившись, реле К3 посредством своего замыкающего контакта встает на самопитание, а размыкающим контактом К3 отключает реле К1.
Рисунок 2.9-Погружной электронасос типа ЭПЛ6М-16-75
а -- разрез; б -- схема установки; 1 - трубопровод к электродвигателю; 2 - соединительная муфта; 3 - регулировочная прокладка; 4 - болт с пружинной шайбой; 5 - центробежный насос; 6 - установочный винт; 7 - защитная сетка; 8 - винт; 9 - статор электродвигателя; 10 - защитный кожух; 11 - колонна обсадных труб; 12 - электронасос; 13 - силовой кабель; 14 - колонна водоподъемах труб; 15 - скоба; 16 - соединительная муфта; 17 - отводная труба; 18 - водонапорная башня Рожновского; 19 - датчик уровней; 20 - задвижка; 21 - манометр; 22 - опорная плита; 23 - станция управления; 24 - выходные концы (х - силовой кабель, у - к источнику питания, z - к датчику); I--I - нижний уровень; II--II - верхний уровень.
Рисунок 2.10-Принципиальная электрическая схема комплектного устройства «Каскад»
а -- схема; б -- датчик сухого хода.
На рисунке 2.9 показана конструкция погружного электронасоса ЭПЛ6М-16-75, предназначенного для подъема воды из буровых скважин. Центробежный насос выполнен в виде вертикального секционированного агрегата, скрепленного стяжками. Каждая секция состоит из рабочего колеса и пластмассового направляющего аппарата. Всасывающий патрубок насоса соединен с корпусом верхнего подшипника электродвигателя. К патрубку в верхней части насоса прикреплен напорный трубопровод.
В установку ЭПЛ6М-16-75 входит асинхронный трехфазный электродвигатель АПД-23/2 принудительного охлаждения с короткозамкнутьм вертикальным ротором. Обмотка статора выполнена проводом в полихлорвиниловой влагостойкой изоляции. Ротор электродвигателя и вал насоса соединены стальной муфтой, которая одновременно защищает электродвигатель от проникновения мелких частиц (песка и др.) вдоль вала. Мощность двигателя 5,5 кВт при частоте вращения 2835 об/мин, номинальный ток 14,5 А, КПД 75%. Насос подает 14...18 м3/ч при напоре (80...60)104 Па. КПД насоса 67,5%.
Насос в скважине подвешивают на водоподъемной колонне 14 из водогазопроводных труб диаметром 63 мм с муфтовым соединением. Скважину обсаживают колонной труб 11 диаметром не менее 150 мм и перекрывают наверху опорной плитой 22. На плите закрепляют колонну труб и колено с бобышкой для манометра 21 и задвижкой 20, которой регулируют подачу насоса. Вдоль, труб на скобах 15 к двигателю прокладывают силовой кабель 13 марки ПВВП-6 или ППВП-6.
Станции управления погружными электронасосами мощностью более 12 кВт комплектуют датчиком сухого хода для защиты насосных агрегатов от работы на сухом ходу, то есть при отсутствии достаточного уровня воды в скважине. Он состоит из двух концентрически расположенных электродов: внешнего трубчатого и внутреннего стержней, разделенных изолятором. Датчик монтируют в скважине над электронасосом. Трубчатый электрод соединяют с нулевым проводом. Стержневой электрод включают в цепь катушки контрольного реле.
При аварийном понижении уровня воды в скважине контрольное реле включает сигнал и отключает магнитный пускатель электродвигателя.
Для управления центробежными скважинными насосами водоподъема с погружными электродвигателями мощностью 1...65 кВт выпускается комплектное устройство «Каскад» (рисунок 2.10), которое имеет следующую структуру условного обозначения:
Устройство состоит из ящика управления, датчика сухого хода SL1 электродного типа и электроконтактного манометра. Внутри ящика управления смонтирована пускозащитная аппаратура (силовая и логическая части схемы в виде блока управления Е1FQ типа БОН 9200).
Контакт типа «датчик сухого хода» (рисунок 2.10, б) выполнен в виде металлического стержня, в котором место подсоединения провода спрессовано полиэтиленом. Датчик уровней состоит из двух датчиков сухого хода. Дистанционное управление обеспечивается при помощи реле включения KL2 и реле отключения KL1.
Для автоматического управления по уровню в водонапорной башне переключатель на блоке управления устанавливают в положение «Водоподъем», переключатель S1 -- в положение «Автоматическое управление» АУ, автоматический выключатель QF1 -- в положение «Включено».
При отсутствии воды в баке водонапорной башни (контакты SL3 и SL2 датчика уровней не омываются водой) включается электронасос. При достижении уровнем воды контакта SL3 электронасос отключается и включается повторно при опускании уровня ниже контактов SL2.
Для автоматического управления в режиме дренажа переключатель блока управления ставят в положение «дренаж», переключатель S1 -- в положение АУ, включают выключатель QF1. Электронасос включается, если уровень дренажных вод в скважине поднимается до контакта SL3, и отключается при понижении уровня дренажных вод ниже контакта SL2.
Для автоматического управления по давлению необходимо в ячейке «ЯУД» блока управления на разъеме «время работы насоса» установить перемычку в положение, соответствующее времени работы насоса, необходимому для заполнения водонапорного бака водой (до 90 мин). Переключатель S1 следует установить в положение АУ, включить QF1 и установить подвижный контакт электроконтактного манометра таким образом, чтобы при разборе воды в баке водонапорной башни ниже контролируемого уровня происходило надежное автоматическое включение электронасоса. По истечении времени уставки электронасос отключается, водонапорный бак при этом должен быть заполнен водой. При понижении статического давления в нагнетательном трубопроводе ниже контролируемого электронасос автоматически включается.
Для дистанционного управления к ящику управления подключают средства телемеханики. Местное управление электронасосом осуществляется переключателем S1 на ящике управления: в положении 1 -- агрегат включен, в положении 0 -- отключен.
При аварийных режимах (коротких замыканиях, перегрузках, неполнофазных режимах, сухом ходе -- Руст = 4,5 кВт и более) электронасос отключается. Последующее его включение после срабатывания защиты возможно только после устранения неисправности.
2.4 Расчёт вентиляции фермы КРС
Необходимый воздухообмен рассчитывается на основании баланса каждой вредности, поступающей в помещение и удаляющееся из помещения. Ниже приведем расчет необходимого воздухообмена по всем вредностям, выделяемым в помещении, и для дальнейших расчетов примем наибольший воздухообмен.
Для расчета необходимы следующие данные. [ ].
Таблица 2.1
Нормы выделений коровами теплоты, углекислоты и водяных паров
Вид животных |
Живая масса, m, кг |
Нормы выделений на одну голову |
|||
Потока свободной теплоты, Вт |
Углекислоты на 1кг.ж.м. CО2, г/ч |
Водяных паров на 1кг.ж.м., q, г/ч |
|||
Коровы |
300 |
500 |
2 |
3 |
а) Расчет воздухообмена по допустимой концентрации углекислого газа внутри помещения.
QСО2=mCNж /(Cв-Cн), м3/с (2.47)
где QСО2 - воздухообмен по допустимой концентрации углекислого газа внутри помещения, м3/ч, [ ];
m - живая масса одной коровы, кг.;
С - выделение СО2 на 1кг живой массы коровы г/ч.;
Сн= 0,3…0,4 л/м3 - концентрация СО2 в свежем приточном воздухе, [ ];
Св=2,510-3 л/м3 - допустимая концентрация СО2 в воздухе помещения.
Nж=800 голов - количество коров.
QСО2=3002800/(2.5-0.3) = 480000 м3/ч
б) Расчет воздухообмена по нормативной концентрации влаги внутри помещения.
QН2О=W/((dв-dн)), м3/ч, (2.49)
где QН2О - воздухообмен по нормативной концентрации влаги внутри помещения, м3/с.;
W-масса влаги выделяющейся и помещении, г/ч,
dв=8 г/кг, dн=0,5 г/кг - влагосодержание внутреннего и наружного воздуха.
- плотность воздуха при внутренней температуре, кг/м3.;
=346/(273+t)р/99.3, кг/м3, (2.50)
р=99.3 кПа -расчетное барометрическое давление в данном районе.
=346/(273+18)99.3/99.3=1.19.кг/м3
Определим какое количество влаги выделяется в коровнике
W=Wкор+Wнав+Wисп (2.51)
где Wкор-масса водяных паров, выделяемых коровами
Wкор=Nжmq (2.52)
где q=30 г/ч - выделение водяных паров на 1кг живой массы коровы
Wкор=8003003=720000, г/ч.
Wнав - масса влаги, испаряющаяся из навоза
Wнав=NжРнавz/24 (2.53)
где Рпом - среднесуточный выход помета от одной коровы; Рпом =30 кг.;
z - коэф. учитывающий усушку помета z=0.7;
Wнав=800300000,7/24=700000, г/ч.
Wисп- масса влаги, испаряющейся с мокрых поверхностей помещения
Wисп=0,1Wпт=0,1700000=70000, г/ч (2.54)
W=720000+700000+70000=1490000,г/ч.
QН2О =1490000/((8-0,5)1.19)=166947, м3/ч
Расчет ведем по наибольшему необходимому воздухообмену
Q = QСО2 =480000, м3/ч
в) Выбор вентилятора
Осевые вентиляторы экономичны в эксплуатации, хорошо регулируются, компактны, дешевы, коэффициент давления меньше, чем у центробежных. При одинаковом противодавлении осевые вентиляторы применяют при больших скоростях вращения колес. Эти вентиляторы представляют собой расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий через входное отверстие воздух перемещается между лопатками в осевом направлении, причем давление его увеличивается. Простейшие осевые вентиляторы состоят из двух основных частей: осевого лопаточного колеса и кожуха.
Для определения количества вентиляторов полученный наибольший воздухообмен в помещении разделим на производительность одного вентилятора.
Kв=Q/Qв, (2.55)
где Q=4800000 м3/ч - наибольший полученный воздухообмен;
Qв=13000м3/ч - производительность выбранного вентилятора. (табл. 1.3).
Кв=480000/13000=37
Исходя из расчета получаем 37 вентиляторов серии ВО.
Таблица 2.2
Технические данные осевого электровентилятора марки ВО-4
№ вентилятора |
Диаметр рабочего колеса, мм |
Производитель ность, м3/ч |
Полное давление, Н/м2 |
Частота вращения, об/мин |
Мощность электодви гателя, кВт |
Масса, кг |
|
7 |
700 |
13000 |
20 |
930 |
0,55 |
20 |
Требуемую мощность на валу электродвигателя для вентилятора определяют по формуле. [ ]:
Pв=QвНв/(вп), кВт, (2.56)
где в=0,5 - КПД вентилятора;
п=1 - КПД передачи, при непосредственной насадке колеса вентилятора на вал электродвигателя;
Hв=20,Па - полное давление.;
Qв=13000,м3/ч=3,61, м3/с - производительность вентилятора.
Pв=3,6120/0,5=144.4,Вт
Установленная мощность электродвигателя, [ ]:
Pуст=kзPв, кВт (2.57)
где kз - коэффициент запаса мощности.
Pуст=1,10.14=0.154, кВт
2.5 Расчёт осветительных установок
Таблица 2.3
Исходные данные по коровнику
Помещение |
Среда |
Коэффициенты отражения |
|
Помещение с коровами |
Сырое |
р(п)= 50; р(с)= 30, р(рп)=10 |
|
Тамбур |
Сырое |
р(п)= 30; р(с)= 30, р(рп)=10 |
|
Электрощитовая |
Сухое |
р(п)= 70; р(с)= 50, р(рп)=30 |
Подобные документы
Назначение и область применения установки каталитического крекинга. Процессы, протекающие при переработке нефти. Технологический и конструктивный расчет реактора. Монтаж, ремонт и техническая эксплуатация изделия. Выбор приборов и средств автоматизации.
дипломная работа [875,8 K], добавлен 19.03.2015Описание технологической схемы сеточного стола. Расчет возможной производительности бумагоделательной машины (БДМ). Монтаж и техническая эксплуатация сеточной части БДМ. Расчет конструктивных параметров ящика с гидропланками и мокрого отсасывающего ящика.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 06.06.2010Расчет электрических сетей осветительных установок, выбор напряжения и схемы питания электрической сети. Защита электрической сети от аварийных режимов и мероприятия по повышению коэффициента мощности электрической сети осветительной установки.
курсовая работа [761,4 K], добавлен 10.06.2019Анализ реконструкции установки разделения воздуха на базе КОАО "Азот", г. Кемерово. Способы снижения удельных капитальных затрат на строительство и монтаж оборудования, автоматизацию машин. Сущность обеспечения непрерывной подачи сырья потребителям.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 02.12.2013Обоснование необходимости проведения реконструкции производственного участка СТО "Автосервис". Расчет численности рабочих, площади моторного участка. Организация технологического процесса. Мероприятия по технике безопасности; себестоимость реконструкции.
дипломная работа [52,7 K], добавлен 14.05.2012Проект реконструкции цеха литейного участка внутризаводского предприятия "Металлург" ОАО АК "Туламашзавод" с выпуском 1800 тонн отливок в год. Технологический процесс отливки детали "Крышка" на машине литья под давлением с холодной камерой прессования.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 18.02.2012Разработка функциональной схемы размещения технологического оборудования. Составление и описание работы принципиальной электрической схемы. Расчет и выбор элементов автоматизации. Правила безопасности при обслуживании электрооборудования установки.
курсовая работа [83,6 K], добавлен 12.05.2011Освещение, нагрузка и подсчет осветительных нагрузок. Комплексная электрификация МТФ и подсчет силовых нагрузок. Электрификация водоснабжения и выбор суточного электроснабжения. Техническая эксплуатация электрооборудования, его организация монтажа.
дипломная работа [713,3 K], добавлен 27.02.2009Расчет жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), используемого на второй ступени баллистической ракеты. Технологический процесс сборки фермы полезной нагрузки. Оценка предполагаемых затрат на проект. Основные моменты безопасности и экологичности проекта.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 23.11.2009Предварительное определение проектной массы фермы крана и массы грузовой крановой тележки. Определение экстремальных значений полных расчетных усилий в стержнях фермы моста крана. Подбор сечений стержней фермы. Расчет стыка элементов пояса в узле.
курсовая работа [375,0 K], добавлен 24.12.2015