Особенности расчета и выбора электрооборудования молочного блока производительностью 2,5 тонны молока

Введение

сельскохозяйственный электрооборудование молочный

В наше время сельское хозяйство переживает сложные социально-экономические проблемы, связанные с тяжелым экономическим положением нашей страны. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства напрямую связано с развитием его энергетической базы. Электрическая энергия - одна из основных видов энергии, используемой на животноводческих и птицеводческих комплексах, в теплицах, в кормоприготовительном хозяйстве и т.д. Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производстве снижает трудоемкость работ, повышает производительность труда. Для того чтобы добиться надежных поставок республике качественных продовольствия и промышленного сырья нужно укрепить материально-техническую базу сельскохозяйственного производства путем увеличения темпов механизации, электрификации и автоматизации технологических процессов.

Большая часть электрической энергии преобразуется в механическую при использовании электроприводов сельхозмашин. Часть электрической энергии преобразуется в тепловую, там где требуются автоматическое поддержание заданных режимов и значений температуры для обеспечения микроклимата в помещении.

В повышении эффективности сельскохозяйственного производства более важное значение приобретает автоматизация технологических процессов по производству и переработке сельскохозяйственной продукции. Автоматизация сельскохозяйственных предприятий позволит поднять технический уровень производства на более высокую ступень научно-технического процесса.

Таким образом, повсеместная электрификация сельского хозяйства рассматривается как основной фактор роста производительности труда. При этом существенное внимание должно оказываться комплексному использованию электроэнергии. Всестороннее использование электроэнергии в силовых стационарных и мобильных процессах, тепловых процессах, в процессах по обеспечению необходимого облучения и освещения в системах обеспечения заданного микроклимата и процессах электротехнологий позволяет увеличить продуктивность как в животноводчестве, так и в кормоприготовительном хозяйстве. В месте с тем должен осуществляться качественный переход от автоматизации отдельных производственных процессов и операций к полной автоматизации предприятий, в том числе и сескохозяйственных. Потребление электроэнергии в сельском хозяйстве постоянно увеличивается, что ведет к необходимости размещения линий электроснабжения.

Интенсификация промышленного и сельскохозяйственного производств, повышение их эффективности является основой ускорения социально-экономического развития нашей страны.

Молокопроизводство занимает одну из ведущих ролей в технологическом процессе производства с/х продукции. Так как основная часть оборудования морально устарела и износилась, требуется внедрение нового прогрессивного энергосберегающего оборудования, внедрение новых технологических процессов, обучение персонала и набор квалифицированных кадров.

Задачей данного дипломного проекта является расчет и выбор электрооборудования молочного блока производительностью 2,5 тонны молока в сутки с использованием установки для электрокоагуляции белков молочной сыворотки.

1. Технологическая часть

1.1 Производственная характеристика предприятия

СПК «Присожье» образован в июне 2003 года путем реорганизации колхоза «Присожье».

Участниками кооператива, помимо работающих членов, является также бывшие члены колхоза, находящиеся на пенсии.

Высшим органом управления является собрание членов производственного кооператива.

В период между общими собраниями руководство кооперативом осуществляет правление. Правление избирается на общем собрании членов кооператива. Оно осуществляет руководство текущей деятельности кооператива во главе с председателем, который организует выполнение решений общего собрания и правления кооператива.

СПК « Присожье» Славгородского района Могилевской области находится в 9 км от районного центра, где расположен Славгородский маслодельно-сыродельный завод, в 80 км от г. Могилева, где расположен Могилевский мясокомбинат, 60 км от железнодорожной станции г. Кричев, 120 км Климовичи, где расположен Климовичский комбинат хлебопродуктов.

СПК «Присожье» объединяет 3 населенных пункта:

Д.Шеломы-1, д. Уречье-1. На территории хозяйства проживает 505 человек, из них работающих в СПК 107 человека (21,2%).

Климат хозяйства умеренно-континентальный с мягкой зимой и относительно прохладным летом. Климатические условия вполне благоприятные для возделывания сельскохозяйственных культур. На большей части территории хозяйства распространен холмисто-равнинный и холмисто-ложбинный тип рельефа.

Общая земельная площадь хозяйства 4045 га., в т.ч. сельскохозяйственных угодий - 3771 га., из них пашни - 2235 га., луга 1536 га. Удельный вес пашни в структуре сельскохозяйственных угодий составляет - 59%

Балл сельскохозяйственных угодий - 29,5. Балл пашни - 33,7.

Среднесписочная численность на 1.01.2010 года 128 человек.

По сравнению с 2002 годом численность работающих существенно уменьшилось (на 59 человек). Нагрузка на одного работающего в сельскохозяйственном производстве составила 29,4 га сельскохозяйственных угодий, в т.ч. 17,5 га пашни.

Настоящим бизнес-планом развития предприятия, рассчитано:

- увеличение валовой продукции сельского хозяйства в процентах к соответствующему периоду предшествующего года на 16,0%.

- увеличение среднемесячного дохода 7,7%.

- увеличение выработки на одного среднегодового работника на 20%.

- увеличение производства продукции сельского хозяйства и реализации на 27%.

- снижение себестоимости реализуемой продукции на 3%.

- увеличение рентабельности реализации продукции и рентабельности производства продукции.

1.2 Характеристика проектируемого объекта

Молочный блок располагается в 9 км от районного центра, где расположен Славгородский маслодельно-сыродельный завод.

Объектом проектирования является молочный блок к ферме КРС на 240 голов. План молочного блока указан на листе 1 графической части дипломного проекта.

Данный проект предназначен для строительства в климатических районах с расчётной зимней температурой наружного воздуха -20С^о, со следующими условиями:

- вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности для 1-го и 2-го географического района СНГ - 70 кгс и 100 кгс;

скоростной напор ветра для второго географического района СНГ - 35 кгс/м;

- сейсмичность района строительства не более 6 баллов;

- рельеф территории - спокойный, грунтовые воды отсутствуют, грунты не пучинистые, непосадочные со следующими нормативными характеристиками нормативный угол внутреннего трения Yн - 0,49 рад или 28 град, нормативное удельное сцепление Сн = 2 КПа, модуль деформации нескальных грунтов Е = 14,7 МПа, плотность грунта;

- Х = 1,8 т/м. Коэффициент безопасности по грунту Кг = 1.

Здание одноэтажное, в плане прямоугольной формы с размером в осях 20х12 м, высота внутри помещения у наружных стен от пола до низа потолочных конструкций - 3 м. Фундамент- монолитные железобетонные блоки. Стены из глиняного обожженного кирпича. Оштукатурены цементным раствором и окрашены известковой краской с добавлением красного колера.

Крыша выполнена из железобетонных плит и покрыта битум.

Отопление здания осуществляется от центральных теплосетей.

Таблица №1 - Характеристика помещений молочного блока

Молочный блок предназначен для первичной обработки и кратковременного хранения молока. Блок, сблокирован с коровниками.

Доение коров выполняется установками АДМ-8, двукратное механическое в стойлах. Производство молока составляет 4000 ц в год при удое на одну фуражную корову - 4000 кг.

Далее молоко по молокопроводам после предварительной очистки в сепараторах молоко - очистителях попадает в резервуары охладители, где охлаждается и хранится до тех пор, пока при помощи молоковоза его не доставляют на молокоперерабатывающие производства.

В целом в молочном блоке осуществляются следующие технологические процессы:

- очистка молока;

- охлаждение молока;

- мойка танков и молокопроводов;

- выработка компрессии.

1.3 Выбор технологического оборудования

Выбор технологического оборудования будет оптимальным, если он будет соответствовать объекту производства, обеспечивать высокие производственные показатели и низкую себестоимость выпускаемой продукции.

Изучая технологическую схему, выясняем функции и роль каждого процесса в здании молочного блока, устанавливаем производственные циклы, ритм и фронт работ.

При выборе технологического оборудования следует принимать отечественную или зарубежную технику аналогичного назначения, существующую или спроектированную. Правильно выбранное оборудование способствует увеличению производительности и качеству производимой продукции. Технологическое оборудование выбирается по требуемой производительности, условиям окружающей среды, габаритов.

Произведём расчёт требуемой производительности поточной линии обработки молока. Расчет ведется на максимуи суточного удоя в наиболее продуктивный месяц лактации стада, что бы иметь гарантированый запас производственной мощности линии в остальное время:

(1)

где - коэффициент неравномерности удоя ();

- среднегодовой удой на корову, кг;

m - число коров на ферме, голов.

При двухразовом доении утром получают до 60 процентов удоя. Суточный удой получается неравномерно. Неравномерность модет быть охарактеризована коэффициентом .

Производительность поточной линии обработки молока:

где Т - принятая длительность обработки в молочном блоке, ч.

.

По значению производительности определяют необходимые параметры технологических линий, подбираются машины по каталогу. Результаты сводятся в таблицу № 2.

Таблица № 2 - Выбор технологического оборудования

2. Расчетная часть

2.1 Расчет и выбор электродвигателей

Выбор силового электрооборудования сводится к определению его мощности и других параметров, связанных с работой. Необходимо так же учитывать условия окружающей среды, в которой работает электрооборудование; и продолжительность работы.

Определяется расчетная мощность электродвигателя для привода сепаратора молока

, (3)

где з = 1 - для прямой передачи [3].

.

По расчетной мощности из каталога выбирается электродвигатель с паспортной мощностью .

Принимается асинхронный сельскохозяйственный электродвигатель единой серии марки АИР71В2У3 Р_Н= 1,1 кВт; I_Н= 2,55 А; n = 2730 мин^-1; К_I = 6,0; з = 0,79; cosц = 0,83, [5].

Рассчитывается коэффициент каталожной неувязки:

Принимается коэффициент загрузки машины k_ЗМ = 1 -для сепараторов [3].

Определяется мощность, присоединенного к сети электропривода:

(5)

.

Рассчитывается коэффициент загрузки электродвигателя:

(6)

.

Для остальных машин электродвигатели рассчитываются аналогично, результаты сводятся в таблицу № 3.

Таблица № 3 - Основные параметры электроприводов

2.2 Выбор пускозащитной аппаратуры

Управление электроприёмниками и их защита от аварийных режимов работы осуществляется с помощью электротехнических устройств, называемых аппаратами управления и защиты.

Для увеличения срока службы электроприёмников необходимо технически грамотно выбрать необходимую аппаратуру управления и защиты. Выбрать аппарат, значит, отобрать из множества однотипных самый экономичный, технические данные которого наиболее полно соответствуют условиям окружающей среды. Кроме этого, надо учитывать технику безопасности.

От правильного выбора пусковой и защитной аппаратуры в большей мере зависят надёжность работы и сохранность оборудования в целом, численные, качественные и экономические показатели производственного процесса, электробезопасность людей.

Для пуска и остановки электродвигателя служит магнитный пускатель, который также защищает электродвигатель от недопустимого снижения напряжения в сети. Для защиты от токов короткого замыкания или значительных перегрузок применяют автоматический выключатель, также который может работать как коммутирующий аппарат для нечастых включений и отключений цепи. Защиту электродвигателей от тепловых перегрузок выполняет тепловое реле, которое встраивается в магнитный пускатель и поставляется с ним.

Выбор аппаратов управления и защиты производится исходя из установленной мощности приёмника энергии по расчётному току питаемой, управляемой и защищаемой цепи. А также учитывается условие селективности по всем линиям [ПУЭ 3.1.8; 3.1.9].

Магнитные пускатели принимаются исходя из напряжения коммутируемой сети

, (7)

номинального тока нагрузки

(8)

а также исходя из конструктивных особенностей.

Для дистанционного управления и включения сепаратора принимаем магнитный пускатель ПМЛ-121002 степень защиты IP54.

Выбор теплового реле производят по условию, что номинальный ток реле должен быть больше или равен номинальному току двигателя

I_н.т.р?I_н.д

где I_н.т.р - номинальный ток реле, А, пределы регулирования расцепителя реле должны охватывать значения номинального тока двигателя.

Для защиты электропривода сепаратора выбираем тепловое реле:

25 А>2,55 А

Из каталога, с учётом этих условий, выбираем электротепловое реле типа РТЛ-100704, для которого номинальный ток реле равен 25 А, среднее значение тока теплового элемента 2,0 А, с пределами регулирования тока несрабатывания 1,5-2,6 А. Регулятор настройки устанавливаем на ток 2,6 А. Для остального оборудования магнитные пускатели с тепловыми реле выбираем аналогично.

Выбираем автоматический выключатель для защиты электродвигателя от токов короткого замыкания и перегрузки.

Автоматический выключатель выбирают по следующим параметрам:

- по номинальному напряжению:

где - номинальное напряжение коммутируемой цепи, В

- номинальный ток автомата должен соответствовать току электроприемника:

(11)

- номинальный ток теплового расцепителя должен соответствовать длительному току электроприемника:

Принимается автомат АД-14 номинальный ток автомата I_НА=25А; номинальное напряжение U_НА=660В; номинальный ток расцепителя I_НТР=3А, пределы регулирования 0,8…1,0 I_НТР; кратность срабатывания 10 I_НТР .

Проверяем выбранный автомат на возможность ложных срабатываний, при этом должно соблюдаться условие

(13)

где - каталожный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;

- расчетный ток срабатывания электромагнитного расцепителя,

(14)

где - пусковой ток электродвигателя, А.

,

.

Вывод: ложных срабатываний не будет.

Для остального оборудования выбор автоматических выключателей

производится аналогично, при необходимости учитываем условие селективности (на один габарит больше). Результаты выбора приведены на принципиальной схеме распределительной сети (лист 3 графической части).

2.3 Расчет электрического освещения

При разработке светотехнической части проекта осветительной установки придерживаемся следующей последовательности рассмотрения вопросов: выбор источников света; выбор нормированной освещенности и коэффициента запаса; выбор системы и вида освещения; выбор осветительных приборов; размещение светильников; светотехнический расчет осветительной установки.

Характеристика помещений молочного блока приведена в таблице №1.

В соответствии с требованиями СНиП для помещений производственного назначения (№1,2,3) принимаем газоразрядные лампы низкого давления, а в помещениях вспомогательного характера (№ 4,5,6) - лампы накаливания.

По таблице П.3.12 [6] определяется нормированное значение освещенности Е_min и расчетную поверхность. Коэффициенты запаса принимаем К_з=1,5 - для ламп газоразрядных и К_з=1,3 - для ламп накаливания. Результаты снесены в таблицу №4.

Так как во всех помещениях отсутствует крупногабаритное оборудование, то во всех помещениях принимаем систему общего освещения с равномерным размещением светильников. Вид освещения - рабочее.

Определяем категорию помещения по условиям окружающей среды таблица 3.15 [6] и минимально допустимую степень защиты светильника таблица П3.13 [6]. Результаты сводим в таблицу № 4.

Производится выбор светильников для помещения №1 - помещение первого молочного блока.

0,8 м, то целесообразней принять светильник, имеющий кривую силы света Д-2 или Д-3. Учитывая назначение помещения, оставляем светильники, имеющие прямой (П) класс светораспределения. Окончательно принимаем светильник ЛСП01-1х40 прямого светораспределения (П) с кривой силы света (Д-2) и степенью защиты 2.0. Аналогично производим выбор светильников для других помещений, таблица № 4.

Таблица № 4 - Результат выбора светильников

Размещаем светильники в помещении №1:

Рассчитывается высота подвеса:

(15)

где - высота прокладки троса, м;

- высота до рабочей поверхности, ;

- высота светильника, .

.

Для светильников ЛСП01-1х40 (таблица П.3.14 [6]). Расстояние между рядами светильников:

(16)

.

Расстояние от стены до крайнего ряда светильников:

(17)

.

Число рядов:

(18)

где В - ширина помещения, м;

.

Принимается . Расстояние от стены до крайнего ряда .

Действительное расстояние между рядами светильников:

(19)

.

Размещаем светильники в помещении №4 - Щитовая.

Рассчитывается высота подвеса:

.

Для светильников НСП21-100 (таблица П.3.14 [6]). Расстояние между рядами светильников и светильниками в ряду:

.

Расстояние от стены до крайнего ряда светильников и до крайнего светильника в ряду:

.

Число рядов:

.

Принимается .

Число светильников в ряду:

.

Принимаем 2 светильников в ряду.

Общее число светильников:

(20)

.

Расстояние от стены до крайнего ряда и до крайнего светильника в ряду .

Действительное расстояние между рядами светильников:

.

Действительное расстояние между светильниками в ряду:

.

Аналогично размещаем светильники в остальных помещениях, результаты сносим в таблицу № 5.

Таблица № 5 - Параметры размещения светильников в помещениях

Расчет осветительной установки в помещении №1 - помещение первого молочного блока производится методом коэффициента использования светового потока

Определяется в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения (таблица П.3.22 [6]) потолка - стен -рабочей поверхности - .

Индекс помещения:

(21)

где А и B - длина и ширина помещения, м

.

Для КСС светильника Д-2 индекса помещения и коэффициентов отражения поверхностей определяется коэффициент использования светового потока в нижнюю полусферу (таблица П.3.23 [6]) . Аналогично определяем коэффициент использования светового потока в верхнюю полусферу (таблица П.3.25 [6]). Из номенклатуры светильников определяется КПД в нижнюю полусферу: ; - и верхнюю полусферу: . Вычисляется коэффициент использования светового потока:

(22)

.

Выбираем тип источника света лампу ЛБ-40, Ф_Л=3200 лм.

Суммарное число светильников в помещении:

(23)

где z - коэффициент минимальной освещенности, z = 1,1 - для светильников с люминесцентными лампами [6] ;

S - площадь помещения, м²;

n_C - количество ламп в светильнике, штук.

.

Принимаем .

Число светильников в ряду:

(24)

.

Действительное расстояние от стены до крайнего светильника в ряду . Рассчитывается действительное расстояние между светильниками в ряду с учетом длинны светильника :

(25)

.

Расчет осветительной установки в помещении №4 - Электрощитовая

Табличное значение удельной мощности (таблица П.3.19 [6]):

.

Коэффициенты отражения (таблица П.3.22 [6]) потолка - стен -рабочей поверхности - .

Вычисляются поправочные коэффициенты:

(26)

где и - коэффициент запаса реальный и табличный;

.

- так как коэффициенты отражения поверхностей совпадают с табличными;

- так как .

Реальное значение удельной мощности:

(27)

где - минимальная освещенность в помещении, ;

.

Расчетное значение мощности лампы:

(28)

где S - площадь помещения, м²;

- условный КПД светильника, ;

- количество светильников в помещении, штук;

- количество ламп в светильнике, штук.

.

Подбирается мощность лампы с учетом требований:

, (29)

,

.

Принимается лампа Б 215-225-60.

Проверяется возможность установки лампы в светильник:

. (30)

Для остальных помещений расчет ведется аналогично, результаты сведены в таблицу 6.3 и на листе 2 графической части.

Определяем расчетную мощность освещения. При использовании в осветительных установках газоразрядных источников излучения необходимо при определении расчетной мощности учитывать потери мощности в пускорегулирующих аппаратах: для люминесцентных ламп они составляют 20...30%, а для ламп типа ДРЛ 8...12% [9].

Расчетную мощность освещения определяем по формуле:

Рр.о = Ру.о.лн +1.2Ру.о.лл, (31)

где Ру.о.лн - установленная мощность светильников с лампами накаливания, кВт;

Ру.о.лн - установленная мощность светильников с люминесцентными лампами, кВт.

.

Таблица № 6 - Результаты расчетов освещения

2.4 Расчет максимальной мощности на вводе

Под электрической нагрузкой понимают величину электрического тока протекающего в сети при включенном электроприемнике или группе электроприемников.

По электрическим нагрузкам производят выбор проводников (конструктивное исполнение, сечение) на всех ступенях выработки, преобразования, передачи и использование потребителем электрической энергии и ее распределении. Существует 3 метода определения электрических нагрузок объектов:

1 Метод построения суточного графика электрических нагрузок;

2 Метод упорядоченных диаграмм или метод эффективного числа электроприемников;

3 Аналитический метод

Для расчета нагрузки на вводе в здание молочного блока применяется метод построения суточного графика электрических нагрузок. Так как на объекте можно установить четкий по времени цикл технологического оборудования.

Для построения графика нагрузок составляется вспомогательная таблица № 7.

Таблица № 7. - Вспомогательная таблица для построения графика нагрузок.

Составляется суточный график нагрузок (рисунок 1).

Рисунок 1- График электрических нагрузок.

Из графика видно, что максимальная активная мощность:

.

Определяется установленная мощность суммированием всех нагрузок, имеющихся на объекте:

, (32)

где - мощность i-й нагрузки, кВт.

.

Электропотребление за сутки определяется через геометрическую площадь графика:

(33)

Среднее значение электропотребления за сутки:

(34)

Среднее значение коэффициента мощности нагрузок, участвующих в формировании максимума нагрузок:

(35)

Определяется полная мощность на вводе:

(36)

Ток на вводе в момент максимума нагрузки:

(37)

По рабочему току определяем сечение вводного кабеля, исходя из условия.

I_доп ? Iр_, (38)

I_{доп = 65А}? I_{р = 52,65А.}

Принимаем к установке кабель на вводе АВБбШв 5*25.

2.5 Расчет силовой и осветительной сети

Схемы принципиальные выполняются в соответствии с ГОСТ-21.613-88 «СПДС. Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи».

Схема электроснабжения потребителей на их последней ступени от распределительного устройства трансформаторной подстанции до ввода в здание и распределительным пунктом и далее от распределительных пунктов до электроприемников называют схемами распределения электрической энергии, условно разделяют на питающую сеть и распределительную сеть.

Для создания наиболее оптимального варианта схемы распределения электрической энергии необходимо учитывать многие факторы, оказывающие существенное влияние на построение рациональной схемы:

- требования обеспечения нормального технологического процесса;

- обеспечение безопасной работы обслуживающего персонала;

- условия окружающей среды здания;

- категория электроприемников в надежности электроснабжения;

- обеспечение наименьших затрат на сеть;

Окончательный выбор вариантов схемы производится по совокупности всех факторов, с учетом конкретных условий проектируемого объекта.

Порядок разработки принципиальных схем:

а) изучаем и анализируем технологические задания;

б) изучаем и анализируем задания смежных профессий инженерного обеспечения;

в) анализируем электроприемники по мощности, расположению, принадлежности к технологическим линиям и т.д.;

г) определяем, какое технологическое оборудование поставляется комплектно;

д) все электроприемники разбивают на группы, относящиеся к тому или иному распредустройству;

е) составляем схему распределения; на основании изученных фактов определяем вид схемы: магистральная, радиальная или смешанная.

Принимаем для нашего случая радиальная схему распределения.

На принципиальных схемах не приводим:

1) Технологическое оборудование, марки, сечение и длины кабелей, если они поставляются комплектно с электрооборудованием;

2) Марки и сечения проводов в пределах низковольтных комплектных устройств.

На чертеже принципиальной схемы приводим сводные таблицы потребности основных материалов: кабелей и проводов, защитных труб.

Горизонтальная, жирная линия означает «сеть» данного электроприемника.

Под термином «сеть» понимают совокупность всех устройств и изделий, необходимых для работы электроприемников. А именно, коммутационные и защитные аппараты, аппараты управления, сигнализации, электрические связи между ними (кабели, провода, шины). А также другие изделия, относящиеся к данному электроприемнику (металлоконструкции, защитные трубы, фитинги, металлорукава и т.п.).

При выполнении чертежа принципиальной схемы записываем все данные, относящиеся к рассматриваемой сети. Текстовые записи размещаем в соответствующих графах над линией сети.

Данные для разработки принципиальных схем берем из ранее разработанного материала, а также плана расположения силового электрооборудования и электропроводок. Способы и приемы выполнения схем питающих сетей в общем случае аналогичны схемам распределительной сети.

Так как гаражи имеют одну линию питания, вводное устройство и распределительный пункт совмещены, то принципиальные схемы питающей и распределительной сетей выполняем совместно. Чертеж приводим в графической части дипломного проекта на листе 3 и называем его принципиальная схема питающей и распределительной сетей.

Порядок разработки принципиальных схем:

а) изучаем и анализируем технологические задания;

б) изучаем и анализируем задания смежных профессий инженерного

обеспечения;

в) анализируем электроприемники по мощности, расположению, принадлежности к технологическим линиям и т.д.;

г) определяем, какое технологическое оборудование поставляется комплектно;

д) все электроприемники разбивают на группы, относящиеся к тому или иному распредустройству;

е) составляем схему распределения; на основании изученных фактов определяем вид схемы: магистральная, радиальная или смешанная.

Количество групповых щитков осветительной установки определяется, исходя из размеров здания и рекомендуемой протяженности групповых линий. Для четырехпроходных трёхфазных групповых линий напряжением 380/220 В рекомендуемая протяженность 80м, а однофазных 35м.

Ориентировочное количество групповых щитков можно определить по формуле:

(39)

где r - рекомендуемая протяженность групповой линии, м;

А и В - длинна и ширина здания, м.

.

Принимается один щиток.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щиток устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки.

Для этого определяются координаты центра нагрузки:

(40)

где - координаты центра электрических нагрузок в координатных осях x,y,м;

Р_i - мощность i-й электрической нагрузки, кВт.

,

.

Таким образом, щит размещаем в стене коридора (9;6,6). Что облегчит доступ к щиткам освещения и будет максимально близко к центрам нагрузок.

Распределительные устройства выбираем по напряжению, условиям окружающей среды, способу установки и присоединения проводов, числу, типу и номинальным параметрам аппаратов защиты.

Исходя из вышеперечисленных требований, принимается в качестве вводно-распределительного устройства ПР85-Ин1-1136-1У354РН. Номинальный ток которого 350 А, аппарат ввода ВА51-31 на номинальный ток 160А, аппараты защиты на девяти отходящих линиях - АД-14.

Осветительный щиток - ЩО 31-32 У3 с двенадцатью групповыми линиями, оснащенными автоматическими выключателями. И имеющий вводной аппарат типа ВА51-31.

Выбор конструктивного выполнения силовых сетей связан с определением вида электропроводок, способа прокладки, марки проводов, кабелей.

Выбирается способ прокладки в пластмассовых трубах, проложенных в земле под подливкой полов, а также в коробах и лотках проложенных по поверхности стен и в резиновых, гибких рукавах. В местах, где возможны повреждения проводников, на подводах к оборудованию применяется прокладка в металлических трубах.

Производится расчет сечение кабеля.

Определяется допустимый ток проводника 6Н1:

а) (41)

б) (42)

где I_ПР - длительно допустимый ток проводника, А;

К_П - поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки проводов и кабелей, К_П=1,04 [8];

К_З - кратность допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата, К_З=1;

I_P - номинальный ток теплового расцепителя автомата, А;

I_ДЛ - длительный расчетный ток электроприемника или рассматриваемого участка, А

а)

б)

Принимается стандартный I_ПР=21 А, для пятижильного кабеля с алюминиевыми жилами, проложенного в трубе и соответствующее ему сечение жилы 2,5 мм².

Проверяем выбранное сечение проводника по допустимой потере напряжения, которое для внутренних электропроводников не должно быть больше 2,5%.

(43)

где Р_РАСЧ - расчетная мощность, передаваемая по линии (участку), кВт;

l - длинна участка, м;

S - сечение провода, мм²;

С - коэффициент, значение которого зависит от напряжения, числа фаз и материала провода, С=46.

.

Выбранное сечение подходит. Принимаем кабель АВВГ 5х2,5.

На остальных участках расчет сечений проводников и их выбор производим аналогично, результаты приводим на принципиальной схеме распределительной сети, лист 3 графической части.

Для расчета осветительной сети составляется расчетная схема (рисунок 2).

Рисунок 2 - Расчетная схема осветительной сети.

Схема составляется исходя из плана помещения и намеченных трасс прокладки осветительной сети.

Принимаются располагаемые допустимые потери напряжения и коэффициент спроса таблица П5.5 [6].

Тогда расчетное значение проводника на участке 0-1:

(44)

где - сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт•м;

Р - расчетная мощность, кВт;

l - длина участка, м;

- сумма моментов всех ответвлений с числом проводов, отличающихся от числа проводов рассчитываемого участка, кВт•м;

- коэффициент приведения моментов, зависит от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях, - при трехфазной линии и однофазных ответвлениях, таблица П.5.3 [6];

С - коэффициент, зависящий от материала проводов, системы питания и напряжения сети, - для сети 380/220 В, с алюминиевыми жилами, таблица П.5.4 [6].

C учетом механической прочности (таблица П.5.6 [6]) принимаем ближайшее большее стандартное сечение .

Приняв для люминесцентных ламп одноламповых светильников для двухламповых для ламп накаливания определяется коэффициент мощности на участке 0-1:

(45)

где - расчетная нагрузка i-го потребителя с коэффициентом мощности равным, .

_.

Определяется расчетный ток на участке 0-1:

(46)

.

Проверяется выбранное сечение на нагрев. Длительно-допустимый ток для данного сечения . Тогда:

(47)

.

Условие выполняется.

Определяется действительная потеря напряжения на участке 0-1:

(48)

.

Определяется сечение первой групповой линии №1:

.

С учетом механической прочности принимается сечение 2,5 мм² алюминиевых жил расчетный ток на участке:

,

Тогда .

Ближайшая стандартная установка автоматического выключателя 6 А.

Определяется действительная потеря напряжения на участке 1-2:

.

Определяется действительная потеря напряжения на участке 2-3:

.

Общая потеря напряжения в конце первой групповой линии:

(43)

,

.

Для остальных групповых линия сечения определяется аналогично, результаты сносим в таблицу № 8.

Таблица № 8 - Результат расчета осветительной сети

3. Специальная часть

3.1 Анализ способов выделения белков из молочной сыворотки

Мировое производство молочной сыворотки в настоящее время составляет более 90 млн. тонн в год, из них: в США-20,2; Франции-9,75; Италии-5,25; России-10; Белорусии-0,9 млн. тонн. В странах с развитой молочной промышленностью от 50% до 95% молочной сыворотки подвергают промышленной переработке, в Беларуси - не более 20%.

В настоящее время известны следующие основные пути использования молочной сыворотки: 1) в неизменном виде - на корм скоту; 2) переработка на напитки; 3)выделение из сыворотки белков и изготовление из них пищевых продуктов и полуфабрикатов; 4) выделение молочного сахара; 5) сгущение и сушка молочной сыворотки для пищевых и кормовых целей; 6) использование в качестве среды для микроорганизмов при получении молочной кислоты, спирта, кормовых дрожжей и других продуктов.

Проблема полного использования молочной сыворотки не решена ни в одной стране. По данным Международной молочной федерации (ММФ), в настоящее время, до 50% молочной сыворотки сливают в канализацию, тем самым создавая проблему защиты окружающей среды. По мнению экспертов ММФ, эта тенденция сохраниться и в ближайшие годы.

Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога, казеина и относится к вторичному сырью. В зависимости от вида вырабатываемого продукта получают подсырную, творожную и казеиновую сыворотки. В нее переходит до 50% сухих веществ молока, в том числе тонкодиспиргированный молочный жир, легкоусвояемые растворимые белки, уникальный углевод животного происхождения - лактоза, комплекс витаминов, макро- и микроэлементы. Всего в сыворотке содержится более 200 соединений, обнаруженных в молоке.

По питательной ценности 3кг молочной сыворотки эквивалентны 1кг питьевого молока. Средняя кормовая ценность свежей молочной сыворотки 0,087

кормовых единиц. В сухом веществе основные компоненты распределяются следующим образом: молочный сахар-70%, белковые вещества-14,5%, минеральные соли-8% и жир-7,5%.

В настоящее время разработаны или разрабатываются различные методы выделения белка из сыворотки: тепловые, термохимические, химические, механические, электрические.

Тепловые способы основаны на выделении белков термической коагуляцией при 90…95°С и выдержке 20…30 мин. Выход белка из подсырной сыворотки составляет 23%, а из творожной около 40%.

Термохимическая коагуляция включает нагревание до 92°С и подкисления сыворотки различными минеральными и органическими кислотами, например: соляной, уксусной, фосфорной и др. Выход белка увеличивается до 55%.

Химическая коагуляция основана на введении в сыворотку ионов - коагулянтов, в частности кальция. Этим методом можно выделить свыше 50% белка. Однако, хлористый кальций хорошо действует только в свежей подсырной сыворотке.

Из механических способов наиболее известны ультрафильтрация, гель-фильтрация, ультра-центрифугирование. Ультрафильтрация, т.е. разделение растворов (без превращения фаз) через полупроницаемую перегородку (мембрану). Количество исследований, посвященных ультрафильтрации молока и молочных продуктов, в последнее время возросло, разработаны различные конструкции установок. Гель-фильтрация - процесс молекулярно-ситового хромотографирования растворимых в воде веществ. Молекулярное сито представляет собой трехмерно сшитый полимер, набухающий в воде с образованием геля. Ультра-центрифугирование - выделение белков под действием центробежной силы.

Предложен также способ выделения белков с помощью пенного фракционирования. В емкость заливают сыворотку, нагретую до 70…80°С и пропускают воздух до получения пены. Путем одноразового вспенивания можно удалить около 50% растворенного белка.

Электрические способы основаны на электротермической и электрохимической коагуляции. В последнем случае используют растворимые алюминиевые электроды. Гидроокись этого металла выступает в роли активатора процесса выделения белков.

Большой интерес представляют электрические способы которые основаны на нагревании сыворотки электрическим током, то есть термическая коагуляция или электролиз сыворотки. Оптимальные условия: pH=5,5…6,0, температура обработки 30…40°С. В Кишиневском политехническом институте разработан метод выделения белков электрофлотацией. В основе метода лежит электрокоагуляция с использованием растворимых электродов и последующая флотация частиц белка газами, образующимися при электролизе сыворотки. Пену содержащую в основном белки, снимают с поверхности скребковыми механизмами.

Таким образом, наиболее распространенные способы выделяют около 55% белков и обладают определенными преимуществами. Например: тепловые способы наиболее изучены, просты; механические способы имеют теоретически высокую степень выделения белков в нативном состоянии, затраты энергии малы, а тепловая энергия не затрачивается совсем.

Наиболее существенными недостатками способов являются: тепловых - низкая степень выделения белков и высокая энергоемкость; химических - проницаемость мембран во время работы снижается, образуя на поверхности фильтра слой с повышенной концентрацией. Это обуславливает большие размеры производственных установок. Степень выделения белков отличается от теоретических, вследствие трудности установления наличия трещин, неплотностей, пор увеличенного размера. Также механические способы продолжительны и требуют сложного и дорогостоящего оборудования. В электрических способах недостатками являются: наличие трудно-растворимого и трудно-используемого осадка. Для всех перечисленных способов выделения белка составляет только 50…60%.

Устранение или снижение отмеченных недостатков возможно при электротермохимическом способе коагуляции, основанном на непосредственном воздействии электрического тока на коллоидную среду путем создания в ней концентрации анионов и катионов, соответствующей изоэлектрической точке.

Энергия коагуляции зависит преимущественно от электрокинетического потенциала белковых молекул, который можно заменить, варьируя количеством электричества, протекающего через среду.

Таблица № 9 - Сравнительные показатели способов коагуляции белков молочной сыворотки

Таким образом, электротермохимический способ коагуляции (таблица 9) повышает выделение белков из молочной сыворотки на 15…20% по сравнению с альтернативными, снижает расход энергии, улучшает экологическую безопасность.

3.2 Устройство и принцип работы установки для электрокоагуляции белков молочной сыворотки

Молочная сыворотка имеет в своем составе ряд сложных химических веществ, повышенную кислотность, что определяет более агрессивное взаимодействие с металлом, особенно в условиях электрического контакта сыворотка - металл.

Поэтому материал электродов должен обеспечивать надежный токоподвод к обрабатываемой массе, обладать высокой стойкостью к воздействию среды, отсутствием или безвредностью продуктов электролитического разложения. Материал электродов выбирают по их эрозийной стойкости и стоимости. Такими материалами являются сталь марок Ст.3 или 12х18 Н9Т либо графит.

Установка для электрокоагуляции белков молочной сыворотки (рисунок 5) состоит из ячейки прямоугольной формы со сменными электродами, автотрансформатора АОМН-40220-75У4, амперметра, вольтметра и потенциометра, с подключенной к нему термопарой для контроля за температурой. Ячейка изготовлена из органического стекла, по торцам которой закреплены быстросъемные электроды (из графита ГЭ). Быстросъемные электроды представляют собой круг диаметром 29мм и толщиной 10мм.

Тоководы заканчиваются медными пластинами, которые механически плотно прижимаются друг к другу. Подвод и отвод жидкости осуществляется через специальные отверстия, расположенные непосредственно у рабочих электродов, что обеспечивает их равномерное омывание сывороткой.

Конструкция ячейки обеспечивает ее герметичность. Кроме основных (рабочих) электродов в ячейке предусмотрены измерительные электроды, позволяющие контролировать величину падения напряжения на расчетном участке между рабочими электродами.

Рисунок 3 - Установка для электрокоагуляции белков молочной сыворотки: 1-корпус; 2-крышка; 3-прокладка; 4-токовод; 5-электрод; 6-измерительный электрод; 7-шпилька; 8-электровывод; 9-винт; 10-мембрана.

3.3 Обоснование выбора материала электродов по их эрозионной стойкости и стоимости

Можно предложить, что использование в качестве анода углеродистых сталей Ст.3 при электрохимической обработке молочной сыворотки вызывает реакции:

Fe - 2e > Fe²⁺;

Fe²⁺+H₂O > Fe (OH)⁺ + H⁺.

При дальнейшем окислении Fe²⁺ до Fe³⁺ возможно образование и выпадение плохо растворимых гидрооксидов железа Fe²⁺ и Fe³⁺:

Fe²⁺ + 2H²O > Fe (OH)₂ v + 2H⁺;

Fe³⁺ + 3H²O > Fe (OH)₃ v + 3H⁺;

Кроме того протекает процесс восстановления ионов H⁺:

2H⁺ + 2e > H₂ ^,

что приводит к более быстрому росту рН в катодной и падение в анодной областях, образованную гидрооксидов двух- и трехвалентного железа, выпадающего в осадок.

Использование в качестве анода нержавеющей стали (12х18 Н9Т) ведет к окислению железа и ионов ОН^-. Поэтому предпочтительнее использование анода из графита.

Коррозионную стойкость оценивали по ГОСТ 5272-70, согласно которому металл относят к той или иной группе устойчивости в зависимости от скорости разрушения. Расчет скорости эрозий при готовом фонде рабочего времени установки 3600 часов и максимально допустимой плотности тока приведен в таблице № 10.

Таблица № 10 - Основание материала электродов

* Относительная стоимость Ст. принята равной1.

Выводы:

- характер коррозии на всех материалах практически равномерный;

- отложение продуктов коррозии на поверхности электродов для стали Ст.3 и графита отсутствуют; на поверхности нержавеющей стали 12х18 Н9Г наблюдается некоторое отложение продуктов коррозии;

- из исследованных материалов при плотности тока от 0,05-0,15 А/см² наиболее устойчив к коррозии графита.

Таким образом материалом для изготовления электродов при плотностях тока от 0,05-0,15 А/см² в среде молочной сыворотки является графит.

4. Технико-экономическая часть

4.1 Актуальность проблемы

Одной из важнейших задач современного сельского хозяйства Беларуси является повышенная экономическая и энергетическая часть производства. Ее достижения могут быть достигнуты организационными, техническими и технологическими мероприятиями. В условиях невозможности влияния хозяйств на реализационную схему, основной их задачей является максимальное снижение себестоимости конечной продукции и получения на этой основе более высокой прибыли. Это обеспечивает рост рентабельности производства, повышает финансовую устойчивость предприятия и конкурентоспособность продукции на внутреннем рынках. Однако подавляющее большинство новых технологий требует значительных капиталовложений, которые в условной рыночной экономики должны бать экономически обоснованы. В этом плане не является исключением применение в молочных блоках установки для коагуляции молочной сыворотки в кормосмесях. Отсюда основанной целью экономического раздела настоящего диплома является обоснование экономической целесообразности применения предлагаемой установки для интенсификации процесса получения говядины или свинины, на основе рыночных показателей экономической эффективности.

4.2 Выбор вариантов и их краткая эффективность

Базовый вариант основанный на централизованной закупке, а предлагаемый проект базируется на применении установки для коагуляции молочной сыворотки.

Достоинством является гарантируемое получение белков путем их выделения из отходов молочного завода. При этом появляется возможность избежать резких колебаний цен на белковые добавки которые имеют место на рынках кормов.

4.3 Натуральные технико-экономические показатели

Допустим корма готовятся для 1120 голов свиней, из которых: 500 - свиньи на откорме, 60 - свиноматки, 560 - молодняк.

Количество кормлений в сутки и дозы кормления различны для всех возрастных групп. Кормление свиней на откорме и свиноматок производиться два раза в сутки, молодняка - два раза в сутки, поросят-отъемышей - три раза в сутки.

Таблица № 11 - Расход кормов за один прием, кг

Произведем расчет необходимого количества корма в сутки, т/сут:

V = V_белка, (50)

где V_белка - требуемое количество белка в сутки, т/сут;

V_белка = У · V_белка · m_i · n_i · 10^-3, (51)

где m_i - количество кормлений для данной возрастной группы в сутки;

n_i - количество животных данной возрастной группы, гол.

V_белка = (0,16 · 2 · 500 + 0,13 · 2 · 60 + 0,043 · 3 · 560) · 10^-3 = 0,248 т/сут = 0,248 · 365 = 90,52 т/год.

Произведем расчет затрат труда при производстве на месте из молочной сыворотки.

Затраты труда на годовой объем работ определяются как сумма затрат рабочего времени основных и вспомогательных рабочих, чел · ч:

Т = Т₀ + Т_т + Т_э , (52)

где Т₀ - затраты труда основных рабочих, занятых в производственном процесс се, чел · ч;

Т_т - затраты труда на техобслуживание оборудования(схемы автоматизации), чел · ч;

Т_э - затраты труда электромонтеров по эксплуатации и обслуживанию электрооборудования, чел · ч.

Затраты труда основных рабочих равны, чел · ч:

Т₀ = n_pi · t_i

где n_pi - количество рабочих, занятых в обслуживании схемы автоматизации, чел;

t_i - годовые затраты времени по i-му рабочему процессу, ч.

Т₀ = 2 · 3285 = 6570 чел · ч.

Затраты труда электромонтеров по эксплуатации и обслуживанию электрооборудования, чел · ч:

Т_э = Т_э2 = 1,15 · V_э · 18,6, (54)

где 1,15 - коэффициент, учитывающий рассредоточенность электрооборудования по территории хозяйства;

V_э - количество условных электротехнических единиц;

18,6 - нормативная трудоемкость условной электротехнической единицы, чел · ч.

Т_э = Т_э2 = 1,15 · 0,9 · 18,6 = 19,251 чел · ч.

Затраты труда на годовой объем работ, т/чел · ч:

Т = 6570 + 19,251 = 6589,2 чел · ч.

Определим производительность труда, т/ чел · ч:

П = , (55)

П = = 4,486 т/чел · ч.

Произведем расчет заработной платы рабочим-операторам установки. На данный момент тарифная ставка первого разряда равна восемьдесят одна тыс.рублей.

Рассчитаем заработную плату одного и второго оператора, тыс.руб:

ЗП = С_mi · K_g · T · 10^-10, (56)

где С_mi - часовая тарифная ставка i-го разряда, руб;

K_g - коэффициент учитывающий дополнительную оплату;

T - годовые затраты, ч.

ЗП = 642 · 1,3 · 6570 · 10^-3 = 5483,3 тыс.

С_mi = , (57)

где коэффициент единой тарифной сетки i-го разряда;

тарифная ставка первого разряда (= 81000 руб.);

средняя норма продолжительности рабочего времени в месяц, ч.

С_м = = 642 руб;

Определим отчисления на социальное страхование, тыс · руб:

ОС = , (58)

где К_с - коэффициент отчислений на социальное страхование, %.

ОС = = 1644,9 тыс.руб.

Таким образом, отчисления на заработную плату для каждого варианта в год составляют, тыс.руб:

ОЗП = (ЗП + ОС) · n, (59)

где n - количество рабочих занятых в осуществлении технологического процесса, чел

ОЗП = (5483,31 + 1644,9) · 2 = 14256,4 тыс.руб

4.4 Исходные стоимостные показатели

4.4.1 Расчет капиталовложений

Поскольку на предприятии нет установки для изготовления белка, то капиталовложения будут представлять собой закупку установки и установки шкафа управления со схемой автоматизации, необходимо провести расчет капиталовложений на установку шкафа управления со схемой автоматизации.

Определим капиталовложения в проектируемый вариант, тыс.руб:

К₂ = б_тр · б_м (К_об + К_м) · 10^-3, (60)

где К_об - стоимость средств автоматизации (по данным оптовых поставщиков), тыс.руб;

К_м - стоимость шкафа управления, тыс.руб;

б_тр - коэффициент, учитывающий транспортные и заготовительно- складские расходы, (б_тр = 1,15);

б_м - коэффициент, учитывающий затраты на монтаж оборудования, (б_м = 1,2).

C - затраты на сырье, так как завод отдает сырье бесплатно, то они равны нулю (предприятию дешевле отдать сырье, чем затрачивать средства на его ликвидацию), тыс.руб.

Амортизационные отчисления, тыс.руб, определяются по формуле:

А = · К, (61)

где Р_а - годовая норма амортизационных отчислений, %.

К - капиталовложения, тыс.руб.

Затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт оборудовании, тыс.руб:

Р_тр = · К, (62)

где Р_тр - годовая норма отчислений на техническое обслуживание и текущий ремонт, %.

Затраты на капитальный ремонт основных средств, тыс.руб:

Р_кр = · К, (63)

где Р_кр - годовая норма отчислений на капитальный ремонт, %.

Затраты на потребляемые ресурсы:

Э = С_w · W, (64)

где С_w - действующий тариф на электроэнергию, 193 руб/кВт · ч;

W - потребляемая электроэнергия, кВт · ч/год.

Общие расходы на техническое обслуживание и ремонтный фонд, тыс.руб:

Р = Р_тр + Р_кр, (65)

К_об = У_ni · Ц_i; (66)

где Ц_i - оптовая цена i-го элемента схемы автоматизации, руб;

n_i - количество i-ых элементов в схеме автоматизации, руб.

К_об = 4 · 7000 + 27 · 55000 + 123865 + 25 · 25000 + 6 · 35960 + 24 · 27000 + 52 · 38100 + 35 · 7000 + 2 · 9150 + 5 · 16680 + 8 · 17800 + 8 · 7985 + 620 · 560 = 5332005 руб.

К₂ = 1,15 · (5332005 + 1817200) · 10^-3 = 8214 тыс.руб.

Полные капиталовложения со стоимостью установки для коагуляции молочной сыворотки:

К_n = 8214 + 10540 = 113614 тыс.руб.

4.4.2 Эксплуатационные затраты

Произведем расчет прямых эксплуатационных затрат, тус. руб:

И_з = ЗП + Т + С + А + Р + Э, (67)

где А - амортизационные отчисления на реновацию основных средств, тыс.руб;

C - затраты на сырье, так как завод отдает сырье бесплатно, то они равны нулю (предприятию дешевле отдать сырье, чем затрачивать средства на его ликвидацию), тыс.руб;

Р - затраты на техническое обслуживание, ремонт и капитальный ремонт, тыс.руб;

Э - затраты на потребляемую энергию;

Т - затраты на транспортировку молочной сыворотки, тыс.руб.

Д₂ = И_з1 - И_з2 + А, (68)

Д₂ = 12450000 - 5396204,9 + 614426,8 = 7668221,9 тыс.руб.

Критерии экономической эффективности вариантов технических решений:

- чистый дисконтный доход за расчетный период:

ЧДД = Д₂ · б_т - К_n, (69)

где б_т - коэффициент дисконтирования, лет.

б_т - , (70)

где Е - ставка дисконтирования (принять 0,1);

Т - расчетный период (срок службы), лет (принимаем 7 лет).

б_т - = 4,7 года,

ЧДД = 7668221,9 · 4,7 - 113614 = 35927028,9 тыс.руб.

- срок окупаемости капиталовложений с учетом дисконтирования:

Т₀ = , (71)

где Р_t - коэффициент, определяемый по формуле:

Р_в = - Е, (72)

Р_в = ;

T₀ = = 1,1 года;

А = · 5437405 = 614426,8 тыс.руб;

Р_тр = · 543745 = 271870,2 тыс.руб;

Р_кр = · 5437405 = 135935,1 тыс.руб;

Р = 271870,2 + 135935,1 = 407805,3 тыс.руб;

Э = 193 · 22534.8 = 4349216,4 тыс.руб;

И_з = 14256,4 тыс.руб.

Таблица № 12 - Изменение элементов текущих затрат

При расчете инвестиционного доходов учитываем, что при внедрении системы автоматизации высвобождаются затраты на оплату труда рабочим операторам, при помощи которых осуществляются технологический процесс.

Таблица № 13 - Экономическая эффективность применения установки для коагуляции молочной сыворотки

4.5 Оформление результатов расчетов

Проведенный расчет показывает, что применение установки для коагуляции молочной сыворотки является экономически выгодным проектом. Это можно аргументировать следующими преимуществами:

1) несмотря на высокую электроемкость процесса в целом достигается экономия суммарных эксплуатационных издержек в размере более 79 млн. рублей в год;

2) внедрение установки обеспечивает получение ЧДД в объеме 35927028,9 тыс.рублей. При этом динамический срок окупаемости проекта составляет 1,1 года, при сроке службы 7 лет.

3) разработанный проект может быть обоснованно рекомендован для практической реализации в СПК «Присожье».

5. Охрана труда

5.1 Цель, задачи и значимость охраны труда

Охрана труда ставит своей целью обучение необходимым теоретическим знаниям, практическим навыкам по созданию здоровых и безопасных условий труда в агропромышленном комплексе.

В результате изучения дисциплины специалист должен знать:

-вопросы организации охраны труда, обязанности должностных лиц и их ответственность за создание здоровых и безопасных условий труда;

-методы анализа травматизма и заболеваемости, способы предупреждения появления опасных и вредных производственных факторов;

-методы и средства коллективной и индивидуальной защиты, обеспечивающие безопасные условия труда;

-основные требования техники безопасности при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте МТП и электроустановок;

-причину пожаров, профилактику и способы их тушения.

Животноводство всегда считалась отраслью с тяжёлыми условиями труда.

Главной особенностью этой отрасли является то, что немалая доля опасных и вредных факторов исходит от животных, предусмотреть которые не всегда возможно. В борьбе с инфекциями ветеринарная служба требует применения различных химических средств. Приготовление кормов, а также стерилизация ветеринарных средств производится в условиях повышенных температур и давлений. Механизация и автоматизация производственных процессов облегчила условия труда животноводов, однако, требует от них определённых знаний по безопасному обслуживанию механизмов, предотвращению травмирования движущимися мобильными агрегатами, их подвижными частями.

Повышенные требования предъявляются к соблюдению безопасности при эксплуатации электрифицированных машин и механизмов, так как большинство помещений животноводческих комплексов являются особо опасными по условиям использования электрооборудования (высокая влажность, химически агрессивная

среда, токопроводящий пол и др.).

5.2 Анализ состояния охраны труда

Для предотвращения несчастных случаев, заболеваний, возникающих вследствие воздействия вредных и опасных производственных факторов, необходимо знать их виды и источники. В сельском хозяйстве могут иметь место физические, химические, биологические и психофизические факторы.

Физические опасные и вредные факторы - это движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, разрушающиеся конструкции, запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, электрический ток, повышенная или пониженная влажность воздуха, недостаточная освещённость.

Химически опасные вредные и производственные факторы, проникающие через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожный покров и слизистую оболочку. Источниками являются пестициды, удобрения, вредные газы.

К биологическим опасным и вредным производственным факторам бактерии, вирусы, спирохеты грибы, а также растения и животные.

Психофизические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на физические и психологические перегрузки.

Среди травмоопасных ситуаций чаще всего происходят захваты, удары и другие повреждения механическими средствами и животными, падение пострадавшего, транспортные происшествия, температурные воздействия и электропоражения. Смертельную опасность представляют спуск в колодцы и жижесборники людей, у которых нет сведений о наличии в этих ёмкостях вредных газов.

При запаривании кормов, подогреве воды на технологические нужды и обогреве помещений на животноводческих фермах применяют паровые и водогрейные котлы. Они являются объектами повышенной опасности, вследствие возможности их взрыва. Электроводогрейные установки, кроме того, представляют повышенную электроопасность. При содержании безопасных и здоровых условий труда в телятнике следует учесть следующие меры безопасности: механизмы и оборудование размещают в соответствии с проектом и устанавливают на прочих изоляторах и т.д.

Фундаменты выполняют из бетона, камня и кирпича. Кирпичная и бетонная кладка для фундаментов под оборудование допускается только выше уровня грунтовых вод.

Нормальная и безопасная работа мобильных кормораздатчиков , может быть обеспечена наличием хороших подъездных путей и достаточно широкой проход кормовой. При стационарном кормораздатчике должны быть защищены и не должны иметь возможность поражений и причинений вреда животных.

Уборка навоза в помещении с беспривязным содержанием скота следует проводить в отсутствии животных. Люки для прохода навоза на наклонный транспортёр ограждают перилами из стальных труб высотой не ниже 1,2 м.

Так же необходимо следить за температурой в помещении при помощи устройств поддержания микроклимата. Важнейшими мероприятиями по нормализации микроклимата является: отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

5.3 Проектирование мероприятий по улучшению организации охраны труда

Благоприятные условия труда не только сохраняют здоровье, но и предотвращают производственный травматизм и обеспечивают высокую производительность труда.

Воздушная среда является важнейшим условием жизнедеятельности человека. Для эффективной трудовой деятельности необходимы нормальные метеорологические условия и требуемый чистый воздух.

Важное значение в обеспечении благоприятных условий труда играет микроклимат: температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха на рабочем месте, интенсивность теплового излучения, атмосферное давление, влияющее на процессы дыхания. Оптимальные параметры микроклимата при длительном и систематическом воздействии на человека, Обеспечивают нормальное функционирование и теплового состояния организма без напряжения

реакции терморегуляции, а также ощущение теплового комфорта создают предпосылки для высокого уровня работоспособности. Важное значение имеет использование прогнозов погоды, особенно при выполнении работ вдали от населённых пунктов, иногда с ночевкой.

Мероприятия по оздоровлению воздушной среды должны быть нацелены на применение более эффективных технологических процессов, исключающих или сводящих к минимуму загрязнение воздушной среды пылью и газами.

Вентиляция производственных помещений и рабочих мест предназначена для создания оптимальных параметров микроклимата путём воздухообмена, она проводится с целью оздоровления условий труда, ликвидации опасности профессиональных заболеваний, повышения производительности труда.

Интенсивный шум на производстве является причиной утомления работающих, приводит к снижению концентрации внимания, увеличению ошибок в процессе труда, что может быть причиной травматизма.

Для ослабления шума существуют основные методы:

1. Уменьшение звуковых колебаний непосредственно в источнике.

2. Изменение направленности излучения.

3. Уменьшение шума на пути его распространения.

4. Рациональная планировка цехов, предприятий, участков. Акустическая обработка помещений.

5. Применение средств индивидуальной защиты.

Для профилактики заболевания глаз и снижения травматизма необходимо обеспечивать достаточную освещенность объектов наблюдения, равномерное распределение света, постоянного уровня освещенности.

Для обеспечения пожарной безопасности в ремонтных мастерских необходимо строго соблюдать противопожарный режим, своевременно убирать горючие отходы, хранить легковоспламеняющиеся и горючие материалы в специально отведенных местах. В каждом производственном помещении должны быть средства пожаротушения, а так же инструкции о мерах пожарной безопасности. Средства тушения размещают в доступных для пользования местах.

Они не должны загромождаться оборудованием и материалами. Основные противопожарные требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха направлены на предотвращение образования горючей среды и источников зажигания в ней, и распространение огня по воздуховодам.

5.4 Создание здоровых и безопасных условий труда

5.4.1 Ответственность должностных лиц и их обязанности по вопросам охраны труда

Все мероприятия по охране труда должны быть обеспечивать должностные лица. Должностные лица виновные в нарушении законодательства, невыполнении обязанностей несут дисциплинарно - административную ответственность.

Дисциплинарные ответственность за указанные правонарушения, виновные должностные лица несут ответственность в порядке, предусмотренном законодательством о труде. Оно заключается в применении дисциплинарного воздействия.

Увольнение возможно при систематическом неисполнении должностными лицами своих обязанностей или грубого нарушения.

Административная ответственность за нарушение законодательства о труде и правил по охране труда, занимается в применении к виновным, мер административного взыскания в виде штрафа. Субъектами правонарушения могут быть должностные лица, а также лица, занимающие некоторое положение, если на них возложена обязанность по охране труда. Уголовную ответственность должностным лицам предусмотрено уголовным кодексом Республики Беларусь за нарушение правил по технике безопасности промышленной отрасли или иных правил охраны труда. Материальная ответственность предусмотрена в случае, если в результате допущено нарушение законодательства о труде или правил охраны труда, санитарно - технического состояния, предприятию был причинён материальный ущерб.

Все мероприятия выполняются в соответствии с охраной труда с учётом планов по охране труда, санитарно - технические паспорта предприятия анализа причин травматизма и заболеваемости.

5.4.2 Обучение, инструктаж

Исходя из целевого назначения инструктажа по охране труда подразделяются на вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой.

Вводный инструктаж проходит каждый, кто допускается к работе, связанной с обслуживанием машин, агрегатов, станков, с целью ознакомления с

особенностью производства по безопасности. Проводит инструктаж по охране труда тот, на которого возложены эти обязанности.

Запись о проведении указанного инструктажа вносится в специальный журнал и в документы о приёме на работу.

Первичный инструктаж на рабочем месте проводит мастер, начальник участка и непосредственно руководитель работ. В программу инструктажа в порядке в частном ознакомлении с механическим процессом на участке производства требований и организации работ и содержанию рабочего места, изучение известных приёмов и методов труда.

Повторный инструктаж проводится не реже чем через шесть месяцев

непосредственно руководителем технологического участка по примеру первичного инструктажа. Цель его состоит в том, чтобы восстановить в памяти работающих знаний правил по охране труда и производственной санитарии.

В связи с тем, что электротехнический персонал выполняет работы в специфических условиях, связанных с риском для жизни, подготовка и обучение данных специалистов осуществляем в соответствии с правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок. В электроустановки допускаются лица, достигнувшие 18 лет, но без увечий и болезней, прошедшие медицинскую комиссию, теоретическую и практическую подготовку, проверку знаний и имеющие удостоверение на допуск к работе в электроустановках.

5.4.3 Контроль за состоянием охраны труда

Надзор и контроль за соблюдением законодательных правил о труде и правил охраны труда ведет специально уполномоченный орган и инстанции, не зависящие от администрации.

На предприятиях, кроме того, осуществляют ведомственный, оперативный контроль служб охраны труда и административно-общественный контроль. Государственный контроль осуществляется этими органами в пределах своей компетенции. Так, Госэнергонадзор осуществляет надзор за техническим состояние электрических и теплотехнических установок, электростанций и за проведением мероприятий, обеспечивающих их безопасное обслуживание. Также контроль осуществляет Госпожнадзор, Госатомнадзор, Государственный санитарный надзор и Госпромнадзор.

5.4.4 Расследование и учет несчастных случаев на производстве

Несчастный случай можно рассматривать как неожиданное и незапланированное событие, сопровождающееся травмой или повлекшее смерть

пострадавшего. С точки зрения социальных последствий несчастные случаи с работниками могут быть подразделены на несчастные случаи в быту; несчастные случаи, связанные с работой.

В свою очередь несчастные случаи, связанные с работой, подразделяются на несчастные случаи вне производства и нечастные случаи на производстве.

Обязанности по расследованию и учету несчастных случаев на производстве и профзаболеваний возлагаются на нанимателя.

Расследование несчастного случая осуществляется представителем нанимателя, с участием специалиста по охране труда, представителя профсоюза.

Основной целью расследования является осуществление эффективных профилактических мер по установлению причин, повлекших несчастный случай. Комиссия должна приступить к расследованию несчастного случая немедленно и завершить в срок не более трех дней. По результатам расследования комиссия составит акт формы Н-1 несчастного случая на производстве в четырех экземплярах. Составленный акт направляют нанимателю (руководителю) предприятия для утверждения.

Если в ходе расследования установлено, что несчастный случай произошел при совершении потерпевшим противоправных действий, то такой случай оформляется актом о непроизводственном несчастном случае формы НП в трех экземплярах. В случае несогласия потерпевшего с содержанием акта, наниматель организует дополнительное расследование.

Наниматель незамедлительно принимает меры по устранению причин, вызвавших несчастный случай, утверждает акт и в течение двух дней направляет по данному экземпляру его пострадавшему или лицу, представляющего его интересы, государственному инспектору труда и специалисту по охране труда (с материалами расследования).

Наниматель обязан также направить копии акта Н-1 в профсоюзный комитет, в органы государственного специализированного надзора, вышестоящий хозяйственный орган (по их требованию).

Все несчастные случаи, оформленные актом Н-1 или НП, регистрируются у нанимателя в «Журнале регистрации несчастных случаев на производстве» или «Журнале регистрации непроизводственных несчастных случаев». Если несчастный случай не вызвал у пострадавшего потерю трудоспособности или перевода на другую работу, то в «Журнале микротравм» делают об этом запись. Хранятся акты Н-1 и НП с материалами расследования 45 лет.

5.5 Гражданская оборона в чрезвычайных ситуациях

Снизить загрязняющее воздействие молочного тока на прилегающую территорию можно в результате правильного проектирования технологии производства и застройки. Для этого необходимо предусмотреть:

- профилактические перерывы с целью постоянного поддержания высокой санитарной культуры;

- уменьшение загрязнения воздуха и распространения инфекций;

- создание санитарно-защитных зон и лесных полос.

Важно, чтобы природоохранные меры способствовали естественному биологическому круговороту веществ в природе, процессам естественного обеззараживания отходов производства, разложения в составную часть почвы и чтобы эти меры не только предусматривались в проектах и воплощались в строительстве, но и строго соблюдались во время эксплуатации. Рассмотрим пример чрезвычайной ситуации, в котором определим человеческие потери на рассчитываемом объекте.

Исходные данные

На расстоянии 8 км от рассчитываемого объекта возможен розлив аммиака в почву массой m=10 т при скорости ветра х=6 м/с в сторону объекта. Результаты расчета сведем в таблицу 12.1, где Г - глубина поражения, Ш - ширина поражения, S=Г·Ш - площадь поражения. В жилом массиве:

Г_пор=0,7·3,3/1,3=1,8 км,

Ш_пор=0,15Г=0,15·1,8=0,27 км,

Г_см=0,2·3,3/1,3=0,5 км,

Ш_см=0,15Г=0,15·0,5=0,075 км.

Таблица № 14. - Результаты расчета очага поражения

На открытой местности:

Г_пор=2,6·3,3/1,3=6,6 км,

Ш_пор=0,15Г=0,15·6,6=1 км,

Г_см=0,8·3,3/1,3=2 км,

Ш_см=0,15Г=0,15·2=0,3 км.

Так как рассчитываемый объект расположен на расстоянии 8 км от места аварии, то на нем человеческих потерь не будет.

Кроме того, необходимо предусмотреть следующие основные принципы повышения безопасности в районах радиоактивного загрязнения:

сокращение воздействия на человека внешнего облучения;

сокращение падания РВ внутрь организма;

- исключение попадания РВ на открытые части тела, одежду и оборудование;

принятие мер к выведению радионуклидов из организма;

общепринятые меры по укреплению здоровья:

- систематический контроль за состоянием здоровья.

Обязательным условием для предотвращения вредного влияния радиоактивного заражения является правильная организация труда, быта, отдыха и питания.

В результате чернобыльской катастрофы значительная часть территории Гомельской, Могилевской и других областей в широких масштабах подверглась радиоактивному загрязнению.

Одной из наиболее злободневных проблем сельскохозяйственного производства Беларуси в настоящее время является возможность получения урожая на 'загрязненных' угодьях. При этом обеспечивается получение продукции с содержанием радионуклидов в безопасных для здоровья человека количествах. Можно выделить следующие аспекты политики обработки почвы и возделываемых культур:

предотвращение или снижение до минимума повторного аэрозольного переноса радиационной пыли;

обеспечение очистки основного корнеобитаемого гумусового слоя от загрязнения радиоактивными веществами или разбавление его мление его в отдельных нижних горизонтах;

активация сорбционных свойств почв путем использования различных агротехнических приемов для закрепления радионуклидов в малодоступной форме для усвоения растениями;

издание питательного водно-воздушного, теплового и биологического

режимов, благоприятных для минимального корневого накопления рН из почвы в растения и нормального их развития.

Радиоактивный контроль осуществляют органы Госнадзора министерства здравоохранения РБ и другими ведомствами народного хозяйства. На предприятии должны находится, по возможности, средства измерения радиоактивного фона типа радиометра МКГ-01.

6. Энергосберегающие мероприятия

Экономия электрической энергии - важнейшая народнохозяйственная задача. Электроприводы потребляют более половины электроэнергии, поэтому каждый процент экономии в этих установках составляет миллиарды киловатт-часов по стране.

Из анализа причин потерь мощности в электроприводах определены следующие пути экономии электроэнергии.

1.Правильно эксплуатировать производственный механизмы, обеспечивать своевременную смазку, регулировку, заточки режущих органов.

2.Полностью загружать машины, транспортеры, станки. Для контроля загрузки в энергоемких приводах устанавливать амперметры, ваттметры.

3. Исключать холостой ход производственных механизмов, так как при холостом ходе потребляемая мощность многих из них достигается 50 % от номинальной.

4. При замене электродвигателей, проектировании новых электроприводов отдавать предпочтение электродвигателям, имеющим большие КПД и cos.

5. Для частых пусков проектировать электроприводы, обладающие минимальной кинетической энергией системы. Предусматривать последовательный пуск многоскоростных двигателей.

6. Для торможения стремиться применять генераторный режим электродвигателя с отдачей энергии в сеть.

7. Следить за качеством напряжения на предприятии. Оно должно быть номинальным или пониженным в допустимых пределах. Правильным распределением нагрузок по фазам, применением специальных трансформаторов на подстанции, добиваться, чтобы напряжение было симметричным, так как в противном случае резко увеличиваются потери в трехфазных асинхронных электродвигателях.

8. Всеми мерами бороться за повышение коэффициента мощности, в установках большой мощности применять синхронные электродвигателя.

9. При выборе производственного оборудования учитывать то обстоятельство, что чем больше производительность агрегата, тем меньше электроэнергии расходуется на единицу продукции. Всегда экономнее один большой агрегат, чем несколько маленьких.

10. Совершенствовать электроприводы энергоемких производственных агрегатов путем установки автоматических регуляторов загрузки, ограничителей холостого хода.

Заключение

При разработке проекта электрооборудования молочного блока был проведён выбор электрооборудования, которое наиболее полно отвечает на запросы объекта. Исходя из условий эксплуатации, температуры, влажности окружающей среды, была выбрана аппаратура защиты и управления, осуществлён расчёт и выбор силовой и осветительной сети, выбраны наиболее подходящие сечения проводов и кабелей, выявлено оптимальное расположение оборудования.

Уделено внимание расчёту освещения основных и вспомогательных помещений.

Была использована в молочном блоке установка для электрокоагуляции белков молочной сыворотки. Осуществлено экономическое обоснование эффективности внедрения её в производство.

Описаны основные вопросы по электробезопасности и пожаробезопасности, которые помогут избежать травмирования работников, пожары, различные аварийные режимы.

Большое внимание уделено охране труда на производстве, от которой зависят условия труда и отдыха работников молочного блока.

Разработанный проект молочного блока может быть применён при конструировании нового объекта. При этом заметны высокая производительность, низкая себестоимость выпускаемой продукции, а также множество других положительных показателей.

Список использованных источников

1. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР. 6-е издание, переработанное и дополненное/.-- М.: Энергоатомиздат, 1986.-- 460 с.

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

3. Николаёнок М. М., Заяц Е. М. Расчёт осветительных и облучательных установок сельскохозяйственного назначения. -- Мн.: ООО «Лазурак», 1999. -- 228 с.

4. Проектирование комплексной электрификации. Методические указания к курсовому проекту.-- Мн.: БАТУ, 1986.-- 104 с.

5. Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38...110 кВ сельскохозяйственного назначения.-- Мн.: БАТУ, 1984.-- 70 с.

6. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование электрооборудования» для студентов специальности 03.02 /Занберов А.К.-- Мн.: БАТУ, 2000.-- 137 с.

8. Луковников А.В., Шкрабак В.С. Охрана труда.-- М.: Агропромиздат, 1991.-- 319 с.

9. Дмитриев И.М. Гражданская оборона на объектах АПК.-- М.: Агропромиздат, 1990.-- 351 с.

10. Кудрявцев И.Ф., Калинин Л.А.Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. - М.: Агропромиздат, 1988. - 460 с.

11. Ширшова В.В. и др. Экономическая эффективность капиталовложений в условиях рынка.-- Мн.: НИК «Маркетинг»,1994.-- 106 с.15.