Содержание

Дп.11.2-740631 – 01.з.9Эп 00 ПЗ

Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Горбачевский Д

Организация электротехнической службы сельхозпредприятия РУСП "Новодевятковичи" Слонимского района Гродненской области  с разработкой электрификации доильно-молочного блока с установкой УДЕ-8 и автоматизации первичной обработки молока.

Лит.

Лист

Листов

1

Руковод.

Синяк В.А.

Жгатк группа 9 «Эп»

Реферат

Расчетно-пояснительная записка на    странице, графическая часть выполнена на 4 листах А1. Ключевые слова электрооборудование, электрическое освещение, аппаратура защиты и управления, электрические сети.

 В дипломном проекте производится описание расчёта объёма электрохозяйства в условных единицах, определение штатной численности работников электрохозяйства и разработка структуры электротехнической службы, расчёт оплаты труда работников электрохозяйства и фонда заработной платы, составление годового графика ППРЭ с/х.    

В технологической части произведены расчеты по выбору водоохлаждающей установки УВ-10.

В специальной части проекта выполнены необходимые расчеты аппаратуры управления и зашиты, для разработанной схемы внутренних сетей. Выбраны сечения проводов, кабелей, вводное устройство и групповые пульты управления, для выбранной технологической схемы приведено описание схемы автоматизации

Технико-экономические расчеты подтвердили целесообразность и обоснованность принятых в проекте решений.

Разработанные в проекте документы могут быть использованы в хозяйстве для организации работы электротехнической службы и выбора электрооборудования доильно-молочного блока с установкой УДЕ – 8 «Елочка» и автоматизации первичной обработки молока.

00ПЗ

Лист

Введение

За  последние    годы  в  электрификации  сельского хозяйства   возник   вопрос об эффективном использовании   электроэнергии.

Комплексная электрификация и механизация производственных  процессов  -  важнейшее  условие  по дальнейшему развитию, повышению  производительности труда  и  снижению  себестоимости  сельскохозяйственной продукции.

Новейшая  техника  обязательно  связана  с электроэнергией,   этой  наиболее  современной  формой энергии,   позволяющей   весьма  просто  и  экономично осуществлять   механизацию  труда.

Основными  преимуществами  электрической  энергии  по сравнению с другими формами энергии являются:

  возможность   экономичной  передачи  её  на  значительные расстояния;

  простота  преобразования  в  другие  формы энергии – в тепловую,   механическую,   световую и  т.д.;

  простота распределения между любым числом потребителей с различной мощностью.

Создание  современных машин - автоматов, крупных поточных и  автоматизированных производств, в сотни раз увеличивающих  производительность труда и облегчающих труд человека, оказалось  возможным только благодаря применению  электроэнергии.

Пути  совершенствования  и  выполнения  экономичности электроприводов  являются:

  переход  к  регулируемому,   а  в  дальнейшем  к автоматизированному  электроприводу  на  основе микропроцессорной   техники;

  применение  устройств  для  регулирования режимов работы и   загрузки  электроприводов;

  создание   универсальных  комплектных  электроприводов заводской готовности,   для  нескольких  сезонных механизмов;

  снижение аварийности в два - три раза.

Для повышения эффективности использования осветительных и облучающих установок необходимо увеличить применение люминесцентных ламп в два раза, ламп высокого давления в два с половиной раза, светильников с газоразрядными лампами высокого давления в шесть раз, с люминесцентными лампами в три раза. Так же рекомендуется сократить применение светильников с лампами накаливания в три раза, так как они, по уровню освещённости не удовлетворяют требований отраслевых норм. Перспективными направлениями развития систем управления  электроустановками являются применение программируемых контроллеров ЭВМ, электротермических потребителей и так далее.

00ПЗ

Лист

1. Общая часть

1.1. Характеристика хозяйства

 РУСП "Новодевятковичи"  Слонимского района Гродненской области расположен в 18 км от города Слонима в юго-западном направлении. Близкое расстояние от города Слонима в значительной мере определило специализацию хозяйства, которое занимается молочным скотоводством.

За хозяйством закреплено 3209 га сельскохозяйственных угодий, в том числе 1524 га пашни и 1676 га сенокосов и пастбищ.

Согласно     качественной     оценке      земель      средневзвешенный      балл сельскохозяйственных угодий в совхозе составляет 28,8; балл пашни 29,5. Имеются:

•     Тракторов 10 шт.

•     Автомобилей 6 шт.

•     Зерноуборочных комбайнов 4 шт.

•    Электродвигатели - 250 шт, общей мощностью - 1700 кВт.

 Потребление электроэнергии - 830 тыс. кВт ч

Таблица 1.1

Основные производственные показатели хозяйства.

Дп.11.2-740631 – 01.з.9эп 01 ПЗ

Лист

Таблица 1.2

Посевные площади и их структура

Таблица 1.3

Урожайность основных сельскохозяйственных культур

 и продуктивность животных

01 ПЗ

Лист

Продолжение таблицы 1.3

Таблица 1.4

  Затраты труда, себестоимость и рентабельность

производства основных видов продукции

01 ПЗ

Лист

Анализируя данные таблиц можно сделать следующие выводы:

1.   По сравнению с прошлым годом в хозяйстве увеличиваются размеры посевных площадей, что привело к росту валового сбора продукции и росту продуктивности животных.

2.   Снизились затраты труда на 1 тонну производственной продукции, что в свою очередь повлекло снижение себестоимости 1 тоны продукции, однако роста рентабельности производства не наблюдается вследствие очень быстрого удорожания расходов на семена и посадочный материал, ГСМ, изношенности МТП хозяйства, низкими закупочными ценами.

Таблица 1.5                 Потребление электроэнергии предприятием

01 ПЗ

Лист

1.2. Расчет объема электрохозяйства в условных единицах

Объем электрохозяйства в условных единицах электрооборудования определяется путем пересчета физического числа единиц электрооборудования в условные при помощи нормативных коэффициентов. Физическое число единиц электрооборудования определяется по объектам согласно энергетическому паспорту хозяйства.

Количество условных единиц электрооборудования (У) по данному числу электрооборудования определяется по формуле

У=n×K_n×K_nn,                                                                                       (1.1)

где n – количество электрооборудования;

     K_n – переводной коэффициент;

    K_nn – поправочный коэффициент.

Объем электрохозяйства в условных единицах определяют для всего сельскохозяйственного предприятия, его отраслей и подразделений и результаты расчета заносим в таблицу.

Таблица 1.6

Расчет объема электрохозяйства в условных единицах.

01 ПЗ

Лист

Продолжение таблицы 1.6

01 ПЗ

Лист

Продолжение таблицы 1.6

01 ПЗ

Лист

1.3. Определение штатной численности работников электрохозяйства.

Надежность работы электрооборудования в сельскохозяйственном производстве в значительной степени зависит от условия его эксплуатации, выполнение в срок и в полном объеме мероприятий предусмотренной системой ППРЭсх. Для проведения этих мероприятий необходим правильный расчет и полная укомплектованность штатов квалифицированными кадрами электротехнической службы.

Для определения штатов специалистов электриков нужно знать: 1) объем электрохозяйства данного предприятия в условных единицах; 2) количество электроэнергии потребляемое предприятием на производственные цели в год; 3) штатные нормативы руководящих работников электротехнической службы хозяйства.

Количество электромонтеров планируют исходя из нормы обслуживания, не менее 100 и не более 150 условных единиц на одного человека. Из общего количества электромонтеров назначаются старшие: на каждые 4-5 человек – один старший.

Определяем количество электромонтеров в хозяйстве

N=N_усл.ед./H_общ.,                                                                                 (1.2)

где: N_усл.ед. – объем электрохозяйства в условных единицах;

         H_общ. – норма обслуживания на одного электромонтера.

N=792,79/133=5,96 электромонтеров.

Принимаем 6 электромонтеров.

Таблица 1.7

Штатная ведомость работников электрохозяйства.

01 ПЗ

Лист

1.4. Расчет оплаты труда работников электрохозяйства и
               фонда заработной платы.

Для оплаты труда электромонтеров в хозяйстве применяют повременно премиальную систему оплаты.

Оплата труда специалистов электриков и электромонтеров производится в соответствии с единой тарифной сеткой рабочих и служащих РБ.

Труд электромонтера на сельскохозяйственных предприятиях оплачивают в зависимости от присвоенного квалифицированного разряда по тарифным ставкам, предусмотренным работникам ремонтных мастерских на работах с нормальными условиями труда.

Оплата труда руководящих работников и специалистов электротехнической службы производится по должностным окладам и доплата не начисляется.

Определяем годовой фонд заработной платы специалистов электриков. Ставку в месяц специалиста электрика определяем по выражению

C_M=T_I×K_T.C.+Д,                                                         (1.3)

где T_I – тарифная ставка первого разряда, рублей;

        K_T.C. – коэффициент тарифной сетки;

        Д – доплата, рублей.

Ставка в месяц старшего инженера электрика

C_M=118 000 × 3,48 = 410 640 рублей.

Расчет основной заработной платы специалистов-электриков производили в таблице 1.8.

Таблица 1.8

Основная заработная плата специалистов-электриков.

01 ПЗ

Лист

Основная заработная плата специалистов электриков З_п.о.= 8 255 280 рублей. Дополнительная заработная плата от основной составит 40%

З_п.д.=0,4×З_п.о.,                                                                                   (1.4)

З_п.д.=0,4 × 8255280=3 302 112 рублей.

Премиальная заработная плата составит от основной 60%

З_п.п.=0,6 × 8255280=4 953 512 рублей.

Отчисления на социальное страхование составит

Н_з.п.=31%(З_п.о.+З_п.д.+З_п.п.)                                                              (1.5)

Н_з.п.=0,31×( 8 255 280 +3 302 112 +4 953 512)= 16 510 040 рублей.

Годовая заработная плата специалистов электриков составит

З_п.г.=З_п.о.+З_п.д.+З_п.п.+ Н_з.п.,                                                              (1.6)

З_п.г.= 8255280 + 3302112 + 4 953 512 + 16510 040 =33 020 340 рублей.

Производим расчет годовой заработной платы электромонтеров. Определяем ставку в месяц старшего электромонтера.

С_м=T_I×K_T.C.×1,1+Д,                                                                          (1.7)

С_м=118 000 × 2,17 × 1,1+20000=563 332 рублей.

Расчет основной заработной платы электромонтеров производим                        в таблице 1.9.

Таблица 1.9

Основная заработная плата электромонтеров.

01 ПЗ

Лист

Основная заработная плата электромонтеров составит З´_п.о.= 40414000 рублей. Определяем дополнительную заработную плату.

З´_п.д.=5,85%×З´_п.о.,                                                                       (1.8)

З´_п.д.=0,0585×40414000= 2 364 219 рублей.

Определяем премиальную заработную плату электромонтеров

З´_п.п.=40%×З´_п.о.,                                                                                      (1.9)

З´_п.п.=0,4×40414000 =16 165 265 рублей.

Определяем начисления на социальное страхование

Н´_з.п.=31%(З´_п.о.+З´_п.д.+З´_п.п.)                                                       (1.10)

Н´_з.п.=0,31×( 40414000+2364219 +16165265)=

=0,31×58943934 = 18 272 333 рублей.

Определяем годовую заработную плату электромонтеров

З´_з.г.=З´_п.о.+З´_п.д.+З´_п.п.+ Н´_з.п.                                                       (1.11)

З´_з.г.= 40414000 +2364219 +16165265+18272333 =

=77 215 604рублей.

Годовой фонд заработной платы работников электротехнической службы составит

З_з.ф.=З_п.г.+З´_п.г.                                                                               (1.12)

З_з.ф.=  33 020 340 + 77 215 604 = 110 235 944 рублей.

01 ПЗ

Лист

1.5. Определение норм расходов электроэнергии и
               потребности хозяйства в электроэнергии.

Расчет годовой потребности хозяйства в электроэнергии производят по отраслям производства: животноводству, растениеводству, на коммунально-бытовые нужды, для вспомогательных подсобных и обслуживающих производств с учетом силовой, тепловой и осветительной нагрузок.

Существуют несколько методов расчета потребности в электроэнергии:

1) по индивидуальным и групповым нормам;

2) по потребляемой мощности и количеству часов работы в году;

3) по максимальной расчетной нагрузке и времени использования ее в году.

Определяем потребность в электроэнергии молочно товарной фермы на 200 голов, расчет ведем методом индивидуальных норм.

Таблица 1.10

Расчет норм расхода электроэнергии.

Годовая потребность в электроэнергии молочного стада составит

W_г.1=SН×N,                                                                                    (1.13)

где:

SН – норма расхода электроэнергии по всем процессам на одну голову в год;

N – количество голов.

W_г.1=459,16×200=91832 кВт×ч.

01 ПЗ

Лист

Определяем годовую потребность в электроэнергии методом индивидуальных норм.

Таблица 1.11

Нормы расхода электроэнергии на свиноводческой ферме.

Годовая потребность для фермы по формуле составит:

W_г.2=241×448=107968 кВт×ч.

Аналогично определяем потребность в электроэнергии для телятника и годовая потребность его составит      W_г.3=48×150=7200 кВт×ч.

Определяем годовую потребность в электромастерских. Расчет ведем по максимальной расчетной нагрузке и годовому количеству часов ее использование по формуле.

W_г.4=Р_р×Т   ,                                                                                   (1.14)

где Р_р – максимальная расчетная нагрузка, кВт; Т_м – годовое количество часов использования максимальной нагрузки, час.

Р_р=Р₁+Р₂+…+Р_n+Р_осв                                                                  (1.15)

01 ПЗ

Лист

где Р₁, Р_n – мощности отдельных токоприемников, кВт;

          Р_осв – мощность освещения, кВт.

Р_р=6,5+65+40+12+16+5,5+1,76+1,1+10,5=158,36 кВт,

Т_м=2700 (стр. 162 [3]),

W_н.и.=158,36×2700=427572 кВт×ч.

Аналогично определяем потребность в электроэнергии для котельной, зерносклада, АВМ-0,4 и овощехранилища.

W_г.5=(1,6+20+40+40)×2700=274320 кВт×ч,

W_г.6=(3,5+1+55)×2500=148750 кВт×ч,

W_г.7=(1,5+1,76+1+100+80)×2700=497502 кВт×ч,

W_г.8=(2,24+4+90+10,5+4,5)×2700=300348 кВт×ч.

Определяем потребность в электроэнергии для коммунально-бытовых нужд населения, рассчитываем умножением числа сельских жителей на годовую норму потребления одним жителем, и результаты заносим в таблицу.

Таблица 1.12

Расчет годовой потребности в электроэнергии

 на коммунально-бытовые нужды.

Общее годовая потребность хозяйства в электроэнергии определяем по формуле

W_г.=W_г.1+W_г.2+…+ W_г.n                                                                 (1.16)

W_г.=91832+107968+7200+9681,5+427572+

+274320+148750+497502+300348+215600=2080773,5 кВт×ч.

01 ПЗ

Лист

1.6. Составление годового графика ТО и ТР

1.6.1. Характеристика электрифицированного объекта

Объектом электрификации является ферма с доильно-молочным блоком.

Таблица 1.13

 Карта учета электрооборудования.

01 ПЗ

Лист

1.6.2. Расчет объема ТО и ТР электрооборудования.

Расчет годового объема ТО и ТР электрооборудования необходим для составления годового графика ППРЭсх. Перед тем как преступить к расчету, нужно разделить электрооборудование на группы, учитывая:

а) для электродвигателя – тип ротора, мощность, частоту вращения, продолжительность работы в сутки;

б) для магнитных пускателей – величину;

в) для автоматических выключателей – номинальный ток, число полюсов;

г) для силовых и осветительных щитов – число отходящих групп;

д) для электропроводов – площадь поперечного сечения жил, их количество, способ прокладки.

Произведем расчет для 1 электродвигателя мощности до 1,1 кВт с синхронной частотой вращения 1000 мин^-1. Определяем количество периодических ТО на единицу измерения.

N_то=12/T_то,                                                                                 (1.17)

где T_то – периодичность ТО, месяц стр. 59 /3/.

N_то=12/3=4 мес. (принимаем 3 мес.)

Определяем количество ТР на единицу измерения

N_тр=12/К_экст×T_тр,                                                                        (1.18)

где К_экст – коэффициент экстремальности зависящий от продолжительности  работы электродвигателя в сутки стр. 60 /3/.

            T_тр – периодичность ТР, месяц стр. 59 /3/

N_тр=12/1,7×2,4=0,3 мес.

Определяем годовое число мероприятий по ТР

n_тр.год.=n×N_тр                                                                                     (1.19)

где n – количество электрооборудования в данной группе,

n_тр.год.=1×0,3=0,3 (принимаем 1).

01 ПЗ

Лист

Определяем общее годовое количество технического обслуживания

n_то.год=n×N_то+(n-n_тр.год)                                                               (1.20)

n_то.год=1×3+(1-1)=3.

Определяем затраты труда на ТО

З_то=n×H_то                                                                                       (1.21)

где H_то – трудоемкость в часах стр. 57 /3/,

З_то=1×0,3=0,3 час.

Определяем затраты труда на ТР

З_тр=n_тр.год.×H_тр                                                                                (1.22)

где H_тр – трудоемкость ТР (стр. 57 /3/,

З_тр=1×4=4 часа.

Расчет остального электрооборудования производим аналогично и результаты расчетов заносим в таблицу расчетного графика ТО и ТР электрооборудования.

01 ПЗ

Лист

1.6.3. Составление годового графика ППРЭсх

На основании периодичности ТО и ТР составляется годовой график. По его условиям проводится планирование производства профилактических мероприятий, определяется потребность в рабочей силе, материалах, запчастях, покупок изделий и аппаратах.

График составляет инженер-электрик, а утверждает руководитель хозяйства. Для разработки графика необходимо произвести паспортизацию оборудования, проанализировать его состояние, определить периодичность ТО и ТР, годовое число обслуживаний и затраты рабочего времени, распределить электрооборудование по объектам и закрепить его за отдельными электромонтерами.

При составлении графика ТО и ТР электрооборудования необходимо:

- ремонт основного электрооборудования закончить до наступления осенне-зимнего периода:

- выполнять ТО не нарушая процесса производства, то есть во время технологических перерывов в работе:

- объем работ на день или месяц рассчитать так, чтобы его можно было выполнить составом работников электротехнической службы:

- ремонты электропроводок в животноводстве планировать в летний пастбищный период.

Годовой график ППРЭсх представлен на листе №1 графической части.

01 ПЗ

Лист

2. Технологическая часть

2.1. Описание существующих и обоснование проектируемых технологий доильно-молочного блока.

Основным объектом проектирования является доильно-молочный блок УДЕ-8 «Елочка» рис.2.1.

Здание доильно-молочного блока по названному проекту строится либо в со­ставе животноводческого комплекса на 400 коров беспри­вязного содержания, либо как отдельно стоящее.

В доильно-молочном блоке осуществляются доение ко­ров на доильной установке «елочка» типа УДЕ-8, первичная обработка молока и кратковременное его хранение.

Коровы на доение перегоняют по скотопрогону груп­пами по 50 голов и размещают на преддоильной пло­щадке.

Доильная установка «Елочка» УДЕ-8 устанавливается в специальном доильном помещении, куда коровы приходят только для доения. На этой установке одновременно можно доить 16 коров, возможна организация поточного доения. Коровы располагаются в групповых станках по обе стороны траншеи.

В доильное помещение   одновременно впускают  и из него выпускают коров группами по 8 голов в каждой. Обслуживание коров групповое. Чтобы доение группы ко­ров проходило равномерно и заканчивалось одновременно, коров, содержащихся в секциях (при беспривязном и  при­вязном содержании), подбирают в группы по величине разового удоя, скорости отдачи молока, времени отела.

На «Елочке» УДЕ-8 работают одновременно две доярки. Каждая с восемью аппаратами обслуживает по четыре ко­ровы, в левом и правом групповых станках. Коров во время дойки подкармливают концентратами.

На установке «елочка» две доярки могут обслуживать стадо в 200—400 коров. Производительность при работе — 80—86 коров в час.

Дп.11.2-740631 – 01.з.9эп 02 ПЗ

Лист

Доение коров — двухразовое на одной доильной уста­новке. После выдаивания оператор машинного доения перегоняет собранных на последоильной площадке коров по скотопрогону в коровник.

При доильно-молочном блоке предусмотрен пункт искусственного осеменения коров.

Раздача концкормов при доении производится с по­мощью тросошайбового транспортера, а в помещении пе­редержки коров пункта искусственного осеменения — ручными тележками ТУ-300; поение животных — из ин­дивидуальных поилок ПА-1А,

Убирают навоз с доильной площадки и в помещении передержки животных при помощи универсальной те­лежки ТУ-300 с последующим смывом полов водой из шланга.

Основные показатели типового проекта молочно-доильного блока на одну установку типа «Елочка» приве­дены в таблице 2.1.

Таблица .2.1

 Основные показатели типового   проекта  молочно-доильного блока

02 ПЗ

Лист

Рис. 2.1. Схема доильных установок УДЕ-8 «Елочка»

1-вакуумный насос УВУ-60/45, 2 — молокоприемник, 3 — молочный насос НМУ-6, 4 — молочный танк, 5 — бойлер для приготовления го­рячей воды. 6 — молочный фильтр, 7 — система автоматической про­мывки, 8 — пластинчатый охладитель, 9 — счетчик УЗМ-1, 10— доиль­ный  аппарат  ДА-2М,   11 — вакуумный  трубопровод,   12 — молокопровод.

Молоко – скоропортящийся продукт. Чтобы сохранить его пищевую и технологическую ценность на возможно более длительный промежуток времени, проводят первичную обработку молока .

К первичной обработке молока относится:

1) охлаждение для замедления жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих порчу и скисание молока;

2) пастеризационно-тепловую обработку, применяемую для уничтожения микроорганизмов в молоке;

3) очистку для удаления механических и частично бактериальных примесей.

Пастеризация молока осуществляется пастеризационно - охладительной установкой ОПФ-1-300 производительностью 1тонна молока в час. Охлаждение молока осуществляется ледяной водой, получаемой в холодильных агрегатах.

02ПЗ

Лист

2.2.  Расчет и выбор рабочих машин и механизмов

Свежевыдоенное молоко имеет температуру 36…37⁰С. Для сохранения пищевой и технологической ценности молока, его подвергают первичной обработке.

В технологическую линию первичной обработки молока входят устройства очистки, пастеризации и охлаждения.

Произведем выбор холодильных установок для охлаждения молока. На ферме 400 голов, средний удой на одну голову 9 литров на одно доение. Поэтому общее количество молока, подлежащего охлаждению, составит:

m = 400 * 9 = 3600л.

Расчетная холодопроизводительность установки:

Q_р = Кз*m*с*Δt / Т                                                                     (2.1)

где:

Кз – коэффициент запаса, учитывающий потери молока, Кз=1,2…1,25 ;

m  - количество охлаждающего молока, кг;

с – средняя удельная теплоемкость цельного молока, с=3,932 кДж/ч;

Т – время охлаждения.

Q_р = 1,2*3600*3,932*(36-6) / 5 = 101920 кДж/ч

Из таблицы 12/3/ выбираем холодильную установку УВ-10, которая имеет холодопроизводительность Q_М = 42000 кДЖ/ч.

Определяем количество холодильных установок:

n  = Q_р / Q_М = 101920 / 42000 = 2,4

Принимаем 2 холодильные установки.

Дефицит холода составит:

 Q_Д  = Q_Р - Q_М                                                                                                   (2.2)

Q_Д  = 101920 – 84000 = 17920 кДж/ч

Это недостающее количество холода можно получить путем намораживание льда.

02ПЗ

Лист

Необходимо наморозить:

m_л  = Q_Р/r_л                                                                                     (2.3)

где: r_л -  удельная теплота таяния льда, r_л = 335 кДж/кг

m_л  = 17920 / 335 = 53,5 кг.

За 1 час установка УВ-10 может наморозить льда:

m_м = Q_м/r_л  = 42000 / 335 = 125,4 кг.

Очевидно, что 53,5 кг льда установка наморозит за время:

Тл = m_л / m_м = 53,5 / 125,4 = 0,43 часа.

Таким образом, две установки УВ-10 будут работать 5 часов в режиме «Охлаждение» и 0,43 часа – в режиме «Лед».

Таблица 2.2

Техническая характеристика холодильной установки УВ-10.

Таблица 2.3

Техническая характеристика доильной установки УДЕ-8 «Елочка»

02ПЗ

Лист

Рис.2.2

Технологическая схема первичной обработки молока

1 – бак молока; 2 – молочный насос; 3 – фильтр; 4 – пастеризационная установка; 5 – холодильная машина; 6 – резервуар для хранения молока.

Выбор рабочих машин молочного блока заносим в таблицу 2.4

Таблица 2.4

Технологическое оборудование объекта

02 ПЗ

Лист

3. специальная часть

3.1. Расчет и выбор электродвигателей для привода рабочих машин

Электродвигатели к рабочим машинам и механизмам выбирают по следующим параметрам:

- напряжению, роду тока (постоянный или переменный), частоте вращения, условиям окружающей среды, характеру и значению нагрузки.

Выбор электродвигателей по напряжению и роду тока, как правило, однозначен, так как электроснабжение сельских потребителей осуществляется при напряжении 380/220В переменного тока. В большинстве случаев в качестве электропривода используют короткозамкнутые асинхронные двигатели, т.к. они наиболее дешевы, просты и надежны в эксплуатации.

При выборе электродвигателей по частоте вращения нужно стремиться к тому, чтобы частота вращения двигателя была как можно ближе к частоте вращения рабочей машины. При несовпадении частоты вращения и электродвигателя целесообразно применять высокоскоростные электронагреватели с соответствующей передачей.

Правильный выбор номинальной мощности электродвигателя определяет экономическую эффективность привода. Применение двигателя недостаточной мощности приводит к преждевременному выходу его из строя. Использование двигателей завышенной мощности  ведет к увеличению первоначальной стоимости электропривода, увеличения расхода электроэнергии. Мощность электродвигателя выбирают, исходя из необходимости обеспечения пуска, преодоления всех сопротивлений во время работы, соблюдения нормального светового режима электродвигателя.

Производим расчетную мощность и выбор электродвигателя.

Для вакуум – насоса УВУ – 60/45.

Для нормальной работы доильных установок в вакуум - приводе должен поддерживаться вакуум 5*10⁴ Па (380 мм рт.ст.)

Дп.08.2-740631 – 01.з.62э 03 ПЗ

Лист

Необходимая подача вакуум – насоса (м³/ч)

Qп = К*g*n                                                                                    (3.1)

где: К = 2…3 – коэффициент, учитывающий неполную герметизацию системы;

g – расход воздуха одним доильным аппаратом при 60 пульсациях в минуту (g = 1,8 м³/ч);

n – число доильных аппаратов в установке.

Для установки УДЕ-8          n =16

Qп = 2,0*1,8*16 = 57,6 м³/ч

Для стандартной вакуумной установки УВУ- 60   Q = 60 м³/ч  = 0,017 м³/с

Мощность электродвигателя для вакуум – насоса:

Рр = Q*Р / 1000*0,25*η_п* η_н                                                                                         (3.2)

где: Р – требуемый вакуум, 5,3*10⁴Па;

η_п – КПД передачи (для ременной η_п = 0,95…0,98)

η_н – КПД насоса (0,2…0,25)

Рр = 0,017*5,3*10⁴ / 1000*0,25*0,96 = 3,75 кВт.

По расчетной мощности из каталога выбираем электродвигатель с паспортной мощностью Рн ≥ Рр.

АИР100S2У3  Рн = 4,0кВт;   n_н = 2850мин^-1 ; Iн = 7,94 А; η =87%;                соs φ = 0,88; Кi = 7,5; Км = 2,2; К_мин = 1,6.

Определяем коэффициент каталожной неувязки:

К_кн = Рр / Рн                                                                                   (3.3)

К_кн = 3,75 / 4,0 = 0,94

Определяем присоединенную к сети мощность электропривода:

Р_прис = Р_н / η_н = 4/0,87 = 4,6 кВт

Выбираю коэффициент загрузки вакуум – насоса:

К_изм  = 0,7.

Определяем коэффициент загрузки электродвигателя:

К_зд = К_кн*К_зм = 0,94 * 0,7 = 0,66

03 ПЗ

Лист

Определяем потребляемую мощность электропривода:

Р_потр  = Р_прис * К_зд = 4,6*0,6 = 3 кВт.

Выбранный электродвигатель проверяю на обеспечение надежного пуска при снижении напряжения в сети:

М_н ≥ М_н(пуск)                                                                                 (3.4)

где: М_н – номинальный момент электродвигателя, Нм

М_н = Р_н*10³ / W_н = Р_н*10³ / (π*n_н / 30) = 4000 / (3,14*2850/30) = 13,4 Нм.

Приведенный статический момент рабочей машины

М_с = Р_м*10³ / W_н = 3750 / 298,3 = 12,6 Нм.

Определяем пусковой момент по условию пуска с учетом снижения напряжения в сети:

М_н(пуск) = 1,1*М_с / К_мин*(U^*)²                                                      (3.5)

где: К_мин – кратность минимального момента;

U^* - снижение напряжения в сети.

М_н(пуск) = 1,1* 12,6 / 1,6*(0,9)² = 10,7 Нм.

Проверяем условия запуска: М_н ≥ М_н(пуск)

13,4 > 10,7 – запуск электродвигателя при снижении напряжения в сети обеспечивается.

Выбор электродвигателей для остальных рабочих машин заносим в таблицу 3.1

Таблица 3.1

Электроприемники объекта и их технические характеристики

03 ПЗ

Лист

            3.2. Проектирование осветительных установок

При разработке светотехнической части проекта осветительной установки следует придерживаться следующей последовательности:

Ø выбор источника света;

Ø выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса;

Ø выбор системы и вида освещения;

Ø выбор осветительных приборов;

Ø размещение светильников в освещаемом пространстве;

Ø светотехнический расчет осветительной установки.

Выбор источников света определяется технико-экономическими показателями и производится по рекомендациям СНиП-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования» и «Отраслевых норм освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений».

Нормируемую освещенность рабочих поверхностей можно определить по СНиП-4-79 в зависимости от характеристики зрительных работ, наименьшего размера объекта различия, контраста объекта различения с фоном и характеристики фона.

Уменьшение освещенности в расчетах установленных источников учитывается коэффициентом запаса (Кз), значение которого зависит от наличия пыли, дыма, копоти в рабочей зоне помещения, от конструкции светильников, типа источников света и периодичности чистки светильников.

Выбор системы освещения зависит от уровня нормируемой освещенности рабочих поверхностей. Наиболее распространенной, в сельскохозяйственном производстве система общего равномерного освещения. Комбинированную систему освещения применяют при нормированной освещенности более 200 лк, СНиП II-4-79 рекомендуют следующие виды освещения: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное.

Лист

Рабочее освещение предусматривают для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движение транспорта.

Выбор светильников определяется видом источника излучения, назначением, требованиями к характеру светораспределения и ограничения слепящего действия, эксплуатационной группой и экономической целесообразностью.

I. Расчет освещения доильного зала произвожу точечным методом.

Размеры помещения: А=17 м, В=12 м; Н=2,7 м.

Потолок и стены доильного зала побелены – светлые. Помещение относится к категории сырых помещений, относительная влажность составляет 75%.

Источником света выбираем люминесцентные лампы, поскольку отраслевые нормы НТП с/х рекомендуют применять эти источники для общего освещения всех производственных освещений.

Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют более мягкий спектр излучения, в 4…5 раз большую световую отдачу, более длительный срок службы, меньше потребляют электрической энергии.

Учитывая условия окружающей среды, характер светораспределения принимаем к установке светильник ЛСП18-2 Х 58 с лампами ЛБ58, прямого светораспределения и размерами l_св = 1630мм,  Фл = 4800лм.

Принимаем систему общего равномерного освещения, поверхность, в которой формируется освещенность – пол. По СНиП принимаем нормированную освещенность Ен = 75лк, с 97. /1/

Определяем расчетную высоту подвеса светильников:

h_р = Н₀ -  h_с - h_рп                                                                            (3.6)

где: Н₀ – высота помещения (м);  h_с - свес светильника (м); h_рп – высота рабочей поверхности.

03 ПЗ

Лист

h_р = 2,7 – 0,2 – 0 = 2,5 м

Принимаем светотехнически наивыгоднейшее расстояние между рядами светильников λ = 1,6…1,8 и определяем расстояние между рядами светильников.

L_В = λ * Нр                                                                                (3.7)

L_В = (1,6…1,8)*2,5 = (4…4,5) м

Принимаем L_В = 4м и определяем количество рядов светильников:

m = В / L_В                                                                                  (3.8)

где: В – ширина помещения, м

m = 12/4 = 3 ряда.

Наносим ряды светильников на план помещения

Расчет освещения ведем по точке А, находящейся в конце светящегося ряда на расстоянии 1 м от крайнего ряда. Р₁ = 1м.

L₁' = L₂' = L₃' = L / h_р                                                                 (3.9)

L₁' = L₂' = L₃' = 13/2,5 = 5,2

Р₁' = Р₁/ h_р= 1 / 2,5 = 0,4;

Р₂' = Р₂/ h_р= 5 / 2,5 = 2;

Р₃' = Р₄/ h_р= 9 / 2,5 = 3,6.

03 ПЗ

Лист

По значениям L₁' и Р₁' на графике линейных изолюкс для светильника ЛСП18 – 2Х58 определяем освещенность в расчетной точке А от каждого ряда.

Е₁= 115лк, Е₂= 20лк, Е₃= 4лк            с.107/1/

Определяем расчетную плотность светового потока:

Ф' = 1000* Е_min*Kз*Нр / μ * ΣЕ                                               (3.10)

Ф' = 100*75*1,3*2,5 / 1,1*139 = 1594,2 лм

Расчетный световой поток ряда (светящейся линии):

Ф = Ф'*L                                                                                        (3.11)

Ф = 1594,2 * 13 = 20 724 лм

Число светильников в ряду:

n_а = Ф / Фл * n_и                                                                            (3.12)

где: Фл – световой поток лампы;

n_и  - число источников света в светильнике.

n_а = 20724 / 4800*2 = 2,2 шт.

Принимаем 3 светильника в ряду.

Суммарная длина светильников в ряду:

l_Σсв = l_св * n = 1,63*3 = 4,89 м

Расстояние между светильниками в ряду:

l_а= А- 2*l_ст  /  n_а – 1                                                                          (3.13)

где: l_ст – расстояние от стены до первого светильника, м

l_а= 17 – 2 * 1 / 3 – 1 = 7,5 м

Установленная мощность на освещение:

Р_уст  = Р_л * N_Σ * n_и                                                                          (3.14)

где: Р_л  - мощность одной лампы;

N_Σ – суммарное количество светильников в помещении.

Р_уст  = 58*2*9 = 1, 044 кВт.

На доильной площадке дежурное освещение не требуется, так как животные находятся там  только на время дойки, когда включено рабочее освещение.  

03 ПЗ

Лист

II.  Расчет освещения методом удельной мощности в коридоре                     доильно-молочного блока.

Этот метод применяется для расчета освещения в помещениях, где к нему не предъявляются особые методы.

Расчет производим в следующей очередности:

Выбираем коэффициент отражения сен, потолка, пола

Ρ_п – 50 %;

Ρ_с – 30 %;

ρ_р – 10 %;

Рассчитываем расчетную высоту подвеса:

Н _расч = Н_п - h_cв - h_н                                                                     (3.15)

Н _расч = 2,7 – 0 – 0 = 2,7 м

Определяем площадь помещения по наружному обмеру:

S = 9 м²

Определяем по таблицам удельную мощность освещения:

Р_уд = 1,3

Определяем расчетное значение удельной мощности:

Р′ = Р_{уд *} k_1* k_2* k_3* k₄                                                                  (3.16)

где:

Р_уд – табличное значение; (18,4)

k₁ – коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному

k₁ = Кз/Кз _табл ;  k₁ = 1,5/1,3 = 1,15

k₂ - коэффициент приведения коэффициента отражения к табличному; /1/

k₃ - коэффициент приведения освещенности помещения к табличному; /18,4/

k₄ - коэффициент приведения напряжения питания к табличному; /1/

Подставляем значение и определяем удельную мощность:

Р′_уд = 18,4 _* 1,15 _* 1 _*  1 = 21,16

Определяем расчетную мощность осветительных приборов:

Р_р = Р′_{уд *} s = 21,16 _* 9 = 190,44 Вт                                             (3.17)

03 ПЗ

Лист

Определяем число осветительных приборов:

N = Р_р/Р_св = 190,44/100 = 1,9 ≈ 2                                             (3.18)

Расчет освещения в остальных помещениях проводим аналогично.

Расчет осветительных установок для других помещений заносим в   таблицу 3.2

Таблица 3.2

Сводная таблица по расчету освещения

03 ПЗ

Лист

3.3. Выбор и расчет пускозащитной аппаратуры

Аппараты управления предназначены для выключения, отключения и переключения электрических цепей и электроприемников, регулирования частоты вращения и реверсирования электродвигателей, регулирования параметров силовых, осветительных, нагревательных и др. электроустановок.

Защитные аппараты предназначены для отключения электрических цепей при возникновении в них ненормальных режимов (КЗ, значительные перегрузки, резкие понижения напряжения).

Аппараты пуска и защиты выбираются по ряду параметров, основные из которых номинальный ток и напряжение. Кроме того аппараты выбираются по климатическому исполнению (ГОСТ 15543-70), по степени защиты от воздействий окружающей среды (ГОСТ 14254 - 69) и другим параметрам в зависимости от назначения аппарата (предельный отключаемый ток  КЗ, электродинамическая устойчивость, разрывная мощность и износоустойчивость контактов)

От правильного выбора пускозащитной аппаратуры в большей мере зависит надежность работы и сохранность оборудования в целом, численные, качественные, и экономические показатели производственного процесса, электробезопасность людей и животных.

Производим расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для водоохлаждающей установки УВ-10.

03 ПЗ

Лист

Схема включения:

Насос :

Рн = 1,5 кВт

Iн  = 3,3 А

Кi = 6,5

Вентилятор:

Рн = 0,55 кВт

Iн  = 1,7 А

Кi = 4,5

Компрессор:

Рн = 5,5 кВт

Iн  = 11,5 А

Кi = 7,0

1. Выбор автоматического включателя QF1.

Автоматические выключатели выбираются по условиям:

Uна≥ Uну                                                                                       (3.19)

Iна ≥ Iну                                                                                         (3.20)

где: Uна и Iна – номинальное напряжение и ток аппарата;

Uну и Iну – номинальное значение напряжения и тока электроустановки;

Определяем ток теплового расцепителя:

Iт.р. ≥ 1,1*I_Σ раб                                                                         (3.21)

где: I_Σ раб – суммарный расчетный ток электроустановки.

I_Σ раб = Кзд * Iн                                                                           (3.22)

где: Кзд – коэффициент загрузки электродвигателя

Iт.р. ≥ 0,9 (11,5 + 1,7 + 3,3) = 14,85 А

Принимаем автоматический выключатель ВА51Г25

Iн.а = 25А;      I н.р. = 16А.

Проверяем выбранный автоматический выключатель на ложные срабатывания при пуске электродвигателя.

Iэ.р. = 1,25*Iмакс

где: Iмакс – максимальный ток электроустановки.

03 ПЗ

Лист

Iмакс = I_пуск.б + К_0*ΣI_р(n-1)                                                            (3.23)

где: I_пуск.б – пусковой ток наибольшего по мощности электродвигателя;

 К₀ – коэффициент одновременности работы электродвигателей;

ΣI_р(n-1) – сумма рабочих токов остальных электродвигателей.

Iмакс = Кi * Iн + 1(1,7+3,3) = 11,5 * 7 + 5 = 85,5А

Iэ.р. = 1,25 * 85,5 = 106,9А

Каталожное значение тока электромагнитного расцепителя.

Iэ.к. = 10 * Iнр = 10 * 16=160А

Iэ.к. = Iэ.р

2. Выбор электромагнитных пускателей.

Электромагнитные пускатели выбирают по:

- номинальному напряжению катушки;

- по исполнению;

- по требованию реверса и тепловой защиты;

- по номинальному току.

Принимаем магнитный пускатель ПМЛ-221002 Iнп = 25А.

Проверяем магнитный пускатель по условию коммутации:

Iнп ≥ (11,5 + 1,7) = 13,2 А

Iнп ≥ 3,3 А

Принимаем магнитный пускатель ПМЛ-121002 Iнп = 10А

3. Выбор  тепловых реле:

Iн.р ≥ 1,1 * 3,3 = 3,63 А                             РТЛ-101004        Iн.т = 5А

03 ПЗ

Лист

Таблица 3.3

Пусковая и защитная аппаратура

03 ПЗ

Лист

3.4   Расчетная мощность на вводе

Расчетные нагрузки на вводах в отдельные здания и сооружения сельхоз назначения определяют согласно рекомендациям руководящих материалов по проектированию электроснабжения сельского хозяйства (РУМ-11-81) одним из следующих методов.

1. Метод построения сменного или суточного графика электрических нагрузок. Им пользуются в тех случаях, когда точно известен распорядок работы предприятия, электроприемники которого действуют в длительном режиме.

2. При отсутствии технологического графика работы оборудования расчетную нагрузку определяют по формуле:

          _{n                                     m}

Р_р = Σ * Р_у*К_з / η  + Σ * Р_ук * К_з * t / 0,5 * η                                 (3.25)

         ^{1                                       1}

где: Р_у – установленная мощность электроприемника, работающего более 0,5ч*кВт;

К_з – средний коэффициент загрузки электроприемника;

η – КПД электроприемника;

Р_ук – установленная мощность каждого из m электроприемников, работающих во время максимума менее 0,5ч*кВт;

t – длительность непрерывной работы каждого из электроприемников.

3.  Метод упорядоченных диаграмм эффективного числа электроприемников.

Для определения максимальной нагрузки на вводе молочного блока пользуемся методом построения суточного графика электрических нагрузок.

Сначала составляют сменный технологический график работы предприятия с указанием операций, типов машин, мощностей электроприемников, значений потребляемых мощностей.

Потребляемая мощность электродвигателя, кВт.

Р_потр = Р_н*К_зд / η                                                                              (3.26)

где: Р_н – номинальная мощность электродвигателя на вводе;

 К_зд – средний коэффициент загрузки электродвигателя;

η – КПД  электродвигателя.

03 ПЗ

Лист

Таблица 3.4

Сменный технологический график работы доильно – молочного блока