Комплексна електрифікація виробничих процесів кормоцеху ферми

Комплексна електрифікація виробничих процесів кормоцеху ферми

ВСТУП

Однією із базових галузей народного господарства є енергетика. Електрифікація всіх галузей народного господарства має широке і всебічне використання електричної енергії в промисловості і транспорті, сільськогосподарському виробництві і є однією з основних умов стійкого розвитку сільського господарства. Нинішній етап розвитку електрифікації сільського господарства характеризується переходом до комплексної електрифікації.

Комплексна електрифікація - це вища економічно-ефективна і раціональна стадія електрифікації виробничих процесів. Вона передбачає поєднання прогресивної машинної технології виробництва, автоматизованої системи електрифікованих машин, раціональної організації праці і виробництва.

У системі агропромислового комплексу електрифіковано велику кількість установок водопостачання і зрошення, високопродуктивних агрегатів для сушіння і сортування зерна, потокових ліній цехів і заводів приготування кормів, великих птахофабрик, комплексів промислового типу з відгодівлі великої рогатої худоби, підприємства з переробки сільськогосподарської продукції.

За останні роки парк електрообладнання в агропромисловому комплексі значно поповнився, став більш досконалим за енергетичними характеристиками. У господарствах щороку споживається більш ніж 10% усієї виробленої в країні електроенергії, а за сумарною потужністю, кількістю і номенклатурою використовуваного електрообладнання сільського господарства України займає одне з провідних місць серед галузей народного господарства.

Не дивлячись на деякі позитивні результати, досягнутий рівень електрифікації сільського господарства і обсяг електроспоживання не відповідає можливостям щодо повного забезпечення населення країни необхідною сільськогосподарською продукцією.

Електрооснащеність праці в сільськогосподарському виробництві в шість разів менша ніж у промисловості. Споживання у побуті електроенергії в селі майже у три рази нижче, ніж у місті.

Для вирішення названих проблем необхідно підняти на якісно новий ступінь базу сільської енергетики, технічно переоснастити, прискорити виробництво нового електрообладнання, а також внести дійові заходи щодо підвищення надійності електропостачання, збільшення обсягів електромонтажного будівництва, зміцнення виробничої бази енергетичної служби на селі і зокрема кадрами.

Метою дипломного проекту є комплексна електрифікація виробничих процесів кормоцеху ферми ВРХ з вибором електрообладнання і засобів автоматизації лінії приготування грубих кормів.

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Виробничо-господарська характеристика господарства за останні три роки

Господарство АКПП „Ладижинський” знаходиться у місті Ладижин Вінницької області по вулиці Слобода. Центральна частина господарства знаходиться на відстані 2 км від центру старої частини міста. за 120 км до обласного центру Вінниця та 4 км від залізничної колії ст.. Ладижин. Господарство має вигідне економічне розташування. Підприємство складається з одного відділення, в якому знаходяться: молочно-товарна ферма, свиноферма, телятники, склади для зберігання сільськогосподарської продукції, тракторний стан і кормовий двір.

Господарство АКПП „Ладижинський” розташоване у лісостеповій зоні, грунти переважно чорноземи, суглинисті і супіщані. Перші заморозки припадають на початок осені, а останні на середину травня. Вітри переважно північно-західні, середньорічна температура становить +50С. в загальному грунтово-кліматичні умови характерні для зони не стійкої вологості, лісостепу України.

Живлення електрообладнання господарства двостороннє повітряними лініями ЛЕП 10 кВ (основне і резервне).

Виробничі напрямки господарства - виробництво зернових і бурякових культур, молока, м'яса. Основні галузі: молочне і м'ясне тваринництво.

Розвиток галузі тваринництва господарства приведений у таблиці 1.1

Таблиця 1.1 Розвиток галузі тваринництва.

З таблиці 1.1 можна зробити висновки що господарство спеціалізується на вирощуванні тварин на відгодівлю. Поголів'я корів становить 176 голів кожна з яких дає 3350 літрів молока за рік.

Таблиця 1.2 Основні економічні показники.

Аналізуючи данні таблиці 1.2 видно, що в 2004 році рівень рентабельності господарства збільшився на 7,95 % при зменшені затрат на виробництво на 67 тис. грн.

Утримання корів на молочно-товарній фермі на 200 голів стійлове, прив'язне. Стійла розміщуються у 4 ряди, утворюючи 2 кормових проходи. В одному ряду розміщується 50 корів.

1.2. Характеристика електротехнічної служби

Електрообладнання молочно-тваринницької ферми живиться від КТП № 117 потужністю 250 кВА, повітряною лінією 0,4 кВ, проводом марки А25.

Проектом передбачається встановлення на фермі слідуючого електрообладнання та установок: електронагрівник, скребкові гноєтранспортери, доїльні установки, припливно-витяжна вентиляція, освітлювальні установки. Перелік електрообладнання та їх марки приведені в таблиці 1.3 перелік електрообладнання.

Таблиця 1.3 Перелік електрообладнання.

У своєму підпорядкуванні господарство має 38 електродвигунів, загальна потужність яких 148.6 кВт.

Відповідальність за організацію технічної служби та правильність експлуатації веде керівник господарства, на балансі якого перебувають ці електродвигуни. Відповідальність за їх справність, а також за правильний ремонт і технічне обслуговування несе головний енергетик, а також електромонтери, що виконують обслуговування електрообладнання.

1.3 Аналіз техніко-економічних показників об'єкту

За рік господарство споживає 168 тис. кВт/год. електроенергії.

Обсяг робіт на підприємстві складає 250 у.о. тому тут застосовується комплексна форма обслуговування.

Склад електротехнічної служби кваліфікований інженер електрик має Ґґ групу допуску, електромонтери 4 розряду та Ґі групи допуску.

Трансформаторна підстанція а також лінії електропередач 0,4 кВ, які пролягають по господарству та населеному пункту, підлягають обслуговуванню електротехнічною службою господарства.

Всі операції з технічного обслуговування і поточного ремонту здійснюється на договорній основі. Підприємства, що приймали електрообладнання на комплексне обслуговування, організовують на базі ЕТС (електротехнічної служби) господарства експлуатаційну ділянку.

1.4 Технологія виробничих процесів

Всі технологічні процеси на фермах ВРХ механізовані і електрифіковані. Роздача грубих кормів відбувається транспортним причепним кормораздатчиком КТУ-10А, а завантаження кормів в кормораздатчик - за допомогою завантажувача ПСК-5. Роздача концентрованих кормів здійснюється вручну. Напування тварин водою відбувається за допомогою автопоїлок ПА-1А. Доїння корів здійснюється два рази у день за допомогою установок АДМ-8А-2 у стійлах у доїльні відра, звідки молоко зливається у резервуар-охолоджувач, який знаходиться у молокоприймальному приміщенні.

Видалення гною із стійлового приміщення здійснюється скребковим транспортером ТСН-160 (передбачається встановити два гноєтранспортери), які складаються з горизонтальних і похилих транспортерів.

Для створення мікроклімату в приміщенні ферми монтується механічна припливно-витяжна вентиляція, з підігрівом повітря взимку.

Технологія утримання тварин передбачає використання солом'яної підстилки на протязі року.

Якість корму в значній мірі залежить від технології і якості переробки, приготування один з основних факторів, які визначають продуктивність тварин.

Корма для тварин на тваринницьких фермах готують в кормоцехах та кормокухнях. Кормоприготувальні машини поставляються в комплекті з електродвигунами і апаратурою керування. Потужність кормоприготувальних машин залежить від ступеню подрібнення і механічних властивостей матеріалу що переробляється, гостроти ножів і продуктивності машин. У зв'язку з важкими умовами пуску під навантаженням з можливим забиванням і заклинюванням обертових частин кормоприготувальні машини запускають без навантаження.

У кормоцеху знаходиться агрегат АПК-10А. До складу агрегату входять: потокові лінії приготування грубих кормів, концентрованих і коренебульбоплодів. Також агрегат пристосований для миття коренебульбоплодів.

На рамі агрегата встановлена шнекова мийка і подрібнювач-змішувач. Подача шнека регулюється ступінчасто (12 ступенів) зміною вінців зірок на його приводі.

На барабані подрібнювача-змішувача розміщені ножі для подріблення стеблистих кормів, молотки для подрібнення коренебульбоплодів. У корпусі подрібнювача вмонтовано дві деки на яких закріплюються або проти різальні чавунні колодки або по 12 протирізальних ножів. Ступінь подріблення грубих кормів регулюється кількістю ножів, а також зазорами між ними.

Грубі і соковиті корми через бункери-дозатори подаються на приймальний транспортер агрегату, який направляє їх у зону ножів подрібнювача. Попередньо подріблені ножами корми направляються у зону роботи молотків, де додатково розчіплюються вздовж волокон і змішуються з коренебульбоплодами.

Коренебульбоплоди порціями завантажують у приймальний бункер мийки-дозатора і шнеком подаються у зону молотків подрібнювача-змішувача. Проходячи через кожух шнека коренебульбоплоди відмиваються струменем води.

2 ОРГАНІЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА

2.1 Розрахунок освітлення

2.1.1 Визначення категорії приміщення

Вибір електрообладнання, марки проводів та виду їх прокладання все це залежить від категорії приміщення. Тому перед вибором електрообладнання потрібно визначити до якої категорії відноситься дане приміщення.

Кормоцех відноситься до особливо вологих приміщень з відносною вологістю близько 70%, стеля, стіни, підлога і всі предмети у приміщені вологі. У таких приміщеннях температура та вологість майже не відрізняються від температури та вологості навколишнього середовища.

По пожежонебезпеці дане приміщення відноситься до класу П-11, тобто приміщення із горючим пилом або волокнами з нижньою межею загоряння понад 65 г/м3. сюди відносяться не тільки кормоцехи, але й деревообробні цехи, зерносушарки, зерносховища.

2.1.2 Розрахунок освітлювальних пристроїв

Джерелом живлення є мережа змінної напруги 380/220 В. Відповідно до нормативних документів для приміщення кормоцеху приймаємо номінальну освітленість Ен=50 лк. [10 Л. 163 с.], коефіцієнт запасу Кз=1,7.

Для розрахунку освітлення даного приміщення приймаємо світильники типу НСП.

Для приміщення кормоцеху виконуємо розрахунок методом коефіцієнта використання світлового потоку, а для допоміжних приміщень методом питомої потужності.

Розрахунок ведемо за методом коефіцієнта використання світлового потоку для освітлення приміщення кормоцеху розмірами 19х11х5 м, з коефіцієнтом відбиття стелі pст=50%; стін pс=30%; підлоги pп=10%.

Визначаємо розрахункову висоту підвісу світильників.

Нр=Н - (hз + hр)=5 - (0,5+0)=4,5 м, (2.1)

де hз - висота звисання, м;

hр - рівень робочої поверхні від підлоги, м;

Н - висота приміщення, м.

Вибираємо значення найвигіднішої відносної відстані між світильниками

л= 1,4...1,6 [10Л, 162 с.]

Визначаємо оптимальну відстань між світильниками.

L=лHp=(1,4...1,6)х4,5=6,3...7,2 м, (2.2)

Приймаємо L=6,8 м.

Приймаємо схему розміщення світильників по вершинах прямокутників.

np=B/L=11/6,8=2 (2.3)

де В - ширина приміщення, м;

Визначаємо відстань від крайніх світильників до стін.

Lc=0,5 x L=0,5 x 6,8=3,4 м. (2.4)

Розрахункова відстань між рядами.

LB=(B - 2Lc)/(np - 1)=(11 - 2 x 3,4)/(1,6 - 1)=7 м. (2.5)

Розрахункова відстань між світильниками в ряду

La=L2/LB=6,82/7=6,6 м (2.6)

Кількість світильників у ряду

Na=((A-2LC)/La)+1=((19 - 2x3,4)/6,6)+1=2,8 шт (2.7)

Приймаємо na=3 світильників у ряду.

Загальна кількість світильників

N=np x na=2 x 3=6 шт [10Л. 162с.] (2.8)

Визначаємо індекс приміщення [10Л. 163с.]

і=АВ/(Нр(А+В))=19 х 11/(4,5(19+11))=1,5 (2.9)

Вибираємо коефіцієнти відбиття поверхонь:

стелі pст=50%

стін pс=30%

підлоги pп=10%

Вибираємо коефіцієнт використання світлового потоку з=0,25

Визначаємо розрахунковий світловий потік світильника

Фр.с.=(ЕнАВКзZ)/Nз [10Л. 161с.] (2.10)

де Z - коефіцієнт нерівномірності освітлення (для світильників з лампами розжарювання Z=1,1)

Фр.с.=(50 х 19 х 11 х 1,7 х 1,1)/6 х 0,25=5169 лм

Вибираємо лампу типу Г220 - 230 - 300, з потужністю Рл=300 Вт, та із світловим потоком Фл=4610 лм. [10Л. 148с.]

Визначаємо фактичну освітленість за формулою

Еф=Ен(Флm)/Фр.с. (2.11)

де m - кількість ламп у світильнику

Еф=50(4610 х 1)/5169=44,6 лк

Визначаємо відхилення освітленості

Е=((Еф - Ен)/Ен)100%=((44,6 - 50)/50)100%= - 8,9 (2.12)

що входить в нормативні допустимі відхилення, у межах - 10...+ 20%

Визначаємо установлену потужність освітлювальної установки

Ру=РлmN=300 х 1 х 6=1800 Вт (2.13)

Для допоміжних приміщень виконуємо розрахунок освітлення методом питомої потужності [10Л. 167с.]

Приймаємо значення питомої потужності світильника типу НСП у побутовому приміщенні розмірами 7х4х4 м.

Визначаємо розрахункову потужність лампи

Рл=Рпит.S/N (2.14)

де Рпит. - питома потужність, Вт/м2, Рпит.=14,5 Вт/м2

S - площа приміщення, м2

Рл=(14,5 х 28)/1=406 Вт

Вибираємо дві лампи по 200 Вт, Б215-225-200, [10Л. 147с.]. Тип світильників НСП 09х200 (2 шт.)

Аналогічно виконуємо розрахунок освітлення для інших приміщень і вибираємо типи ламп і світильників, отримані результати заносимо у таблицю 2.1

Таблиця 2.1 Результати розрахунків освітлювальних установок для приміщень.

2.1.3 Вибір пускозахисної апаратури

Для керування освітленням кормоцеху вибираємо щит освітлення типу РУС8132-0200-5400, 3 однополюсних вимикача АЕ1031.

Таблиця 2.2 Розподіл освітлювальної проводки на групи.

Вибираємо пускозахисну апаратуру для приміщення кормоцеху (від струмів перевантаження).

Визначаємо робочий струм на вводі.

Ір=УРл х 103/Uф=2820/220=12,8 А (2.15)

де Рл - потужність лампи, Вт;

Uф - напруга живлення, В.

За робочим струмом вибираємо автомат за умовами

Іном. пл.. в.?Ірозр.; Іном. р.?Ірозр.; Іус.?1,4Ірозр.

де Іном.пл.в.- номінальний струм плавкої вставки, А;

Ірозр. - розрахунковий струм групи, А;

Іном.р.- номінальний струм розчіплювачів автоматичного вимикача, А;

Іу.с. - струм уставки спрацювання електромагнітного розчіплювала, А.

Вибираємо автомат ВА 16-26-1400110-20УЗ з такими параметрами:

31,5А>12,8А; 16А>12,8А; 225А>16,6А

2.1.4 Вибір марок проводів, кабелів, їх перерізів і способів прокладання

Площу поперечного перерізу проводів і кабелів вибирають так щоб вони не нагрівалися максимально тривалим робочим струмом більше встановлених норм і мали достатню механічну міцність. Для відгалужень до окремих електроспожівачів, що працюють з постійною номінальною споживаною потужністю. За максимально тривалі робочі струми приймають їх номінальні струми.

Ін.р.=Ін.

Повинні виконуватися такі умови:

Ідоп.?Іроб.

Ідоп.?Із.

де Ідоп. - допустимо робочий струм провода, А;

Іроб. - номінальний струм групи, А;

Із - струм спрацювання захисного апарата, А

19А>12,8А

19А>16А

Згідно вищевказаних умов і вимог ПУЄ вибираємо переріз жили кабеля 1,5 мм, двожильний, для прокладання відкрито із допустимим струмом Ідоп.=19А, АПВ 2(1х1,5), із мідними жилами.

Таблиця 2.3 Вибір марки, перерізів і способів прокладання проводів.

2.1.5 Складання розрахункової монтажної схеми освітлювальної мережі

Для того аби скласти розрахунково-монтажну схему спочатку необхідно визначити силу струму, вибрати засоби автоматизації, переріз проводів, марку і кількість світильників, освітлювальний щиток.

Розрахунково-монтажна схема освітлювальної мережі приведена на аркуші 1 графічної частини проекту.

2.2 Розрахунок силового обладнання

2.2.1 Вибір електричних двигунів

Агрегат АПК-10А (ТУ 105-3-737-86) використовують для одночасного подрібнення і змішування грубих кормів, силосу, сінажу, коренебульбоплодів, концентрованих кормів і розчинів різних добавок з метою поточного приготування повно раціональних кормових сумішей у кормоцехах ферм ВРХ.

Агрегат складається з приймального транспортера 2 (рис. 2.1), розпилювача розчинів мікро добавок 3, шнекової мийки-дозатора 7, насоса К20/30У2 8, насоса СД50/10б 9, транспортера готової суміші 11, подрібнювача-змішувача 12.

Подача коренебульбоплодів

Рисунок 2.1 Технологічна схема агрегату АПК-10А.

Вибираємо електродвигун для подрібнювача-змішувача. Знаходимо потужність двигуна за формулою [7Л. 170с.]

Р=kхanQ (2.16)

де kx =1,15...1,2 коефіцієнт, який враховує втрати холостого ходу;

an - енергія, яку затратили на подрібнення кВт х г/т;

Q - продуктивність подрібнювача, т/г.

Р=(1,15...1,2) х 11,2 х 3=39 кВт

За отриманим результатом Р=39 кВт вибираємо електродвигун 4АМР200L4УЗ [8Л. 26с.] з параметрами Р=45 кВт, nн=1470 об./хв..; Ін=87,4 А; мн=2,0; Кі=7,0.

Аналогічно вибираємо інші електродвигуни.

Вибір електроводонагрівника.

У сільськогосподарському виробництві для технологічних потреб застосовують електроводонагрівники ВЄТ, УАП. Добова потреба кормоцеху у гарячій воді складає 200 літрів, тому для потреб вибираємо водонагрівник УАП-400/0,9-М1 із місткістю бака 400 літрів.

Параметри: [7Л. 293с.]

- місткість резервуара, л - 400, номінальна потужність 12 кВт, номінальна напруга 380 В

- кількість нагрівників води 6 ТЕНів по 2 кВт, температура гарячої води 0С - 90

Отримані технічні дані заносимо у таблицю 2.14

Таблиця 2.14 Технічна характеристика електродвигунів.

2.2.2 Вибір розподільчих пристроїв

Для вибору розподільного пункту враховуємо всі робочі струми двигунів і освітлення, які знаходяться у кормоцеху, для мережі 380/220 В.

Розраховуємо струм розподільного пристрою

Ір.п.=УІр.+Іщ.о.+Ів.н.=6,7+7,9+6,1+2,48+87,4+12,8+18=141,3 А (2.16)

де Ір - робочі струми двигунів, А;

Іщ.о. - робочий струм щитка освітлення, А;

Ів.н. - струм водонагрівника, А

За визначеним струмом вибираємо розподільну шафу ШР11-73702-54УЗ [10Л. 33с.] розраховану на номінальну силу струму Ін=250 А, на вводі якого розміщено рубильник Р18-353, розрахована на 5 трифазних груп.

2.2.3 Вибір пускозахисної апаратури

Для захисту двигунів від короткого замикання і перевантаження, а також для захисту електродвигунів вибираємо електромагнітні пускачі, автоматичні вимикачі та теплові реле.

Вибираємо електромагнітний пускач для двигуна типу 4АМР200L4УЗ з Рн=45 кВт, Ін=87,4 А.

Електромагнітний пускач вибираємо нереверсивний, без кнопок керування, без сигнальних ламп. Попередньо вибираємо ПМЛ-6100О4Б, який має відповідати таким вимогам:

Uп.ном.?Uмер.

600 В>380 В

Ін.р. >Ін.дв.

125 А>87,4 А

Знаходимо пусковий струм за формулою

Іп.=Ін.дв. х Кі=87,4 х 7,0=611,8 А (2.17)

Іном.р.?Іп/6

125 А>101,9 А

де Іном.р. - номінальний робочий струм пускача, А;

Uп.ном. - номінальна напруга, В;

Uмер. - напруга мережі, В;

Іп. - пусковий струм, А.

Отже умовам вибору відповідає пускач ПМЛ-6100О4Б [8Л. 73с.]. Аналогічно вибираємо інші пускачі, дані розрахунків записуємо в таблицю 2.5

Таблиця 2.5 Засоби автоматизації.

Вибираємо автоматичний вимикач для двигуна 4АМР200L4УЗ за умовами:

Uа.ном.?Uмер.; І.ном.р.?Ін.д.; Іе.р.?КрІп

де Uа.ном.- напруга на яку розрахований автомат, В;

Uмер. - напруга мережі, В;

І.ном.р. - струм номінальний розчіплювача, А;

Ін.д. - струм номінальний двигуна. А;

Іе.р. - струм уставки електромагнітного розчіплювача автомата, А;

Кр. - коефіцієнт, що враховує розкид по струму розчіплювача Кр=1,5;

Іп - пусковий струм двигуна, А.

Вибираємо автомат серії ВА51-31-34 [8Л. 63с.] з номінальною силою струму розчіплювача Іном.р.=100 А

100 А>87,4 А

Визначаємо каталожне значення струму спрацювання

Іе.р.=10Іном.р.=10 х 100=1000 А

1000 А>1,5 х 611,8=917,7 А

З розрахунків видно, що для автомата ВА51-31-34 неправильних спрацювань не буде.

Аналогічно вибираємо інші автомати, отримані дані заносимо у таблицю 2.6

Таблиця 2.6 Вибрані автоматичні вимикачі для двигунів.

Страницы: 1, 2