МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИПРОДОВОЛЬСТВИЯ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙАГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра теплотехники
Дипломное проектирование
Электрооборудование свинарника на1200 голов СПК Холопеничи
выполнил:
студентгр.2эа Алейчик Д.В.
проверил:
к. т. н.,доцент Матвеенко И.П.
Минск — 2009
Аннотация
Дипломныйпроект на тему: «Электрооборудование свинарника на 1200 голов СПК “Холопеничи»Крупского района с разработкой схемы управления микроклиматом" выполнен вобъеме: расчетно-пояснительная записка на ___ листах, таблиц — ___, рисунков — ___;графическая часть — на ___ листах формата А1.
Ключевыеслова: электрооборудование, электропривод, схема электрическая принципиальная,микроклимат, отопительно-вентиляционная система, теплопотери.
В проектепроизведен расчет и выбор осветительных установок, силового оборудованиясвинарника-откормочника, определены электрические нагрузки на вводе, расчет ивыбор сетей внутри помещения свинарника, выбран тип и рассчитана мощностьтрансформаторной подстанции, расчет низковольтных питающих распределительныхсетей. В соответствии с целями и задачами дипломного проекта разработана схемаэлектрическая принципиальная управления отопительно-вентиляционной системой. Произведенрасчет и выбор основных частей энергосберегающей установки. Выполнены расчетытехнико-экономических показателей.
Вграфической части показан генплан СТФ, показано расположение силовогооборудования и осветительных установок в свинарнике-откормочнике, приведенасхема питающей и распределительной сети, план свинарника-откормочника снанесением расположения ОВС, схема электрическая принципиальная управленияотопительно-вентиляционной системой, принципиальная схема блокаимпульсно-фазового регулирования, таблица технико-экономических показателей.
Содержание
Введение
1. Общая часть
1.1 Характеристика хозяйства
1.2 Характеристика объектаэлектрификации
1.3 Технология производственныхпроцессов
1.3.1 Характеристика и параметрытехнологического оборудования
1.4 Расчет и выбор силовогоэлектрооборудования
1.4.1 Характеристика местразмещения электроустановок
1.4.2 Расчет основных параметровэлектроприводов
1.5 Расчет электрических нагрузок
1.5.1 Обоснование метода расчета
1.5.2 Расчет электрическихнагрузок по методу технологического графика
1.6 Проектирование силовыхвнутренних электропроводок
1.6.1 Система токоведущихпроводников. Система заземления
1.6.2 Определениеместорасположения электрического ввода в здание. Предварительный выбор ВРУ и РП
1.6.3 Составление структурнойсхемы электрической сети здания
1.6.4 Основные решения повыполнению принципиальных схем питающей и распределительной сети
1.6.5 Выбор коммутационныхаппаратов
16.6 Выбор аппаратов защиты
1.6.7 Выбор электромагнитныхпускателей
1.6.8 Выбор видов электропроводок
1.6.9 Расчет сечений проводов икабелей
1.7 Светотехнический расчетосветительных установок
1.7.1 Краткая характеристика помещений
1.7.2 Выбор источников света
1.7.3 Выбор системы и видаосвещения
1.7.4 Выбор нормируемойосвещенности и коэффициента запаса
1.7.5 Выбор осветительныхприборов
1.7.6 Размещение осветительныхприборов в освещаемом пространстве
1.7.7 Расчёт мощности илиопределение количества и размещения светильников, устанавливаемых в помещении
1.7.8 Выбор напряжения и схемыпитания электрической сети
1.7.9 Определение количества имест расположения групповых щитков, выбор их типа икомпоновка трассы сети
1.7.10 Выбор марки проводов(кабелей) и способов прокладки сети
1.7.11 Защита электрической сетиот аварийных режимов
1.7.12 Расчёт и проверка сеченияпроводников электрической сети
1.8 Проектирование внешнего электроснабжения
1.8 1 Выбор типа, числа, мощностии местоположения
1.8.2 Проектирование сетей 0,4 кВ
2. Специальнаячасть
2.1 Существующие техническиерешения по обеспечению микроклимата в свинарнике
2.2 Расчет тепловоздушного режима
2.2.1 Определение влаговыделений животными
2.2.2 Выбор системы отопления ивентиляции
2.3 Разработка схемы управлениямикроклиматом
3. Безопасность жизнедеятельности
3.1 Требования безопасности примонтаже энергооборудования свинарника на 1200 голов
3.2 Основные требованияэлектробезопасности при эксплуатации оборудования свинарника
3.3 Расчетэффективности зануления
3.4 Безопасностьжизнедеятельности в чрезвычайных экологически неблагоприятных ситуациях
3.4.1 Пожарная безопасность
3.4.2 Влияние производства наокружающую среду
3.4.3 Мероприятия по безопасностижизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
4. Технико-экономическоеобоснование
4.1 Актуальность проблемы
4.2 Выбор вариантов
4.3 Натуральныетехнико-экономические показатели
4.4 Капиталовложения
4.5 Эксплуатационные издержки
4.6 Рыночные показателиэкономической эффективности вариантов технических решений
Заключение
Литература
Введение
Свиноводствоявляется и в перспективе останется одной из ведущих отраслей сельскогохозяйства в Европе. К преимуществам этой отрасли относятся многоплодие свиней,короткий эмбриональный период, скороспелость и высокий убойный выход мяса.
Беларусьявляется традиционным регионом разведения свиней. Свинина в общем объеме мяснойпродукции, произведенной во всех категориях хозяйств, занимает более трети, аво многих регионах — половину объемов производства мяса.
Спереводом животноводства на промышленную основу резко изменились условияобитания животных, возросла изоляция их от естественной внешней среды. При индустриальныхспособах содержания организм животных испытывает большие функциональныенагрузки, изменяются его адаптивные реакции на внешние раздражители, которыенередко становятся для них стрессовыми. В результате нарушается физиологическоесостояние организма, чаще проявляются заболевания животных, обусловленныеснижением естественной резистентности и иммунологической реактивности, особенноу молодняка.
В связи сэтим актуальное значение приобретают методы профилактики болезней животных засчет совершенствования зоогигиенических мероприятий, в частности микроклимата,направленных на активацию защитных и продуктивных функций организма.
Несоответствиеосновных факторов микроклимата (температуры, влажности и скорости движениявоздуха, наличия в нем аэронов, микроорганизмов, пыли и вредных газовых примесей,уровня освещенности в
помещениях,акустического фона, атмосферного давления и т.д.) оптимальным зоогигиеническимпараметрам обусловливает у животных нарушения обмена веществ, замедлениеокислительно-восстановительных процессов в тканях, нарушениевоспроизводительных функций маточного поголовья, задержку роста и развитиямолодняка, прироста живой массы животных, увеличение заболеваемости и падежамолодняка, расхода кормов и себестоимости продукции.
Созданиеоптимального микроклимата в современных животноводческих зданиях возможно лишьпри оборудовании совершенных систем отопления, вентиляции, освещения, средствлокального обогрева с автоматическим управлением и регулированием, а такжеобеспечении надлежащей тепло — и гидроизоляции ограждающих конструкций, такжеимеет важное значение для продления срока службы зданий и установленного в нихтехнологического оборудования, а также для улучшения условий трудаобслуживающего персонала, который в значительной мере определяетпроизводительность труда.
В связи свозрастающим дефицитом энергоресурсов в стране важнейшим вопросом в областимикроклимата является изыскание и внедрение на животноводческих фермах икомплексах энергосберегающих технологий, позволяющих эффективно использоватьтопливно-энергетические ресурсы и за счет этого значительно снизитьэнергопотребление отопительно-вентиляционных систем.
/>1. Общая часть
1.1 Характеристика хозяйства
Коммунальноеунитарное сельскохозяйственное предприятие «Северный» является государственнойорганизацией. Оно был основано в 1984 году.
СПК«Холопеничи» находится в Крупском районе Минской области.
Общаяземельная площадь предприятия составляет 4223 га в том числе сельскохозяйственныхугодий 3055 га: пашня 1791 га; сенокосы 737 га; пастбища 505 га;
сады 22га;
Предприятиезанимается растениеводством и животноводством.
Наугодьях хозяйства выращиваются следующие культуры:
зерновыеи бобовые 556 га, в том числе озимые 106 га и яровые 386 га;
лен 60 га;
рапс 70га;
картофель40 га;
кормовыекорнеплоды 40 га;
кукурузана силос 163;
зернобобовые56.
Животноводствоимеет мясомолочное направление. На территории предприятия находятся две молочно-товарныефермы, ферма крупнорогатого скота, свинотоварная ферма, конюшня. Общеепоголовье ферм составляет 400 коров, 881 голову молодняка КРС, 3340 головсвиней и 14 лошадей.
Натерритории хозяйства также находятся два зерносушильных комплекса, овощехранилища,мельница, машинотракторный стан. Состав машинотракторного парка следующий:
тракторавсех марок 49 ед.;
прицепы31ед.;
сеялки 14ед.;
картофелесажалки2 ед.;
плуги 14ед.;
культиваторы14 ед.;
сенокосилкитракторные 13 ед.;
кормоуборочныекомплексы 4 ед.;
комбайны14 ед.;
жатки 2ед.;
пресс-подборщики2 ед.;
опрыскиватели2 ед.;
грузовыеавто 25 ед.
Основные электрифицированные сельскохозяйственные машины установленные ииспользуемые в СПК «Холопеничи».
Числоэл. Общая
двигателей. мощность, кВт.
— Зерновая стационарная сушилка
барабанного типа СЗСБ-8А 10 38
— Зерновой метатель ЗМ-30 1 7
— Сомопередвижной зерновой
зернопогрузчик ЗПС-100 2 10,5
— Зерноочистительно-сушильный
комплекс КЗС-20Ш 26 131,5
— Раздатчик для ферм КРС
РК-50 3 9,7
— Раздатчик для свиноферм 3 7,1
КС-1,5
— Доильные установки «Елочка» 2 26,5
— Охладители молокаТО-2 3 3,27
1.2 Характеристика объекта электрификации
Объектомпроектирования является свино-товарная ферма с законченным циклом производствана 6000 голов в год. Откорм одной смены длится 150 дней.
Фермарасполагается на отдельно отведенной площади равной 3,6 га. На ее территориирасположены два откормочника, блок репродукции поросят, блок дляпоросят-отъемышей и свинарник-маточник. Ферма также имеет ветпункт, изолятор,кормоцех с корнеплодохранилищем, котельную. К вспомогательным постройкам можноотнести автомобильные весы, погрузочно-разгрузочную рампу, санпропускник,дезбарьеры, площадку для топлива, пожарные резервуары.
Зданиесвинарника-откормочника в плане прямоугольной формы длинной 96 м, шириной 16 м,высотой 3,6 м. Общая площадь 1536 м2.
Стеныздания выполнены из кирпича. Перекрытия — асбестоцементные листы и полужесткиеминераловатные плиты с последующей заделкой стыков и укладкой кровли изрубероида. Пол проходов выполнен из бетона, пол клеток — чугунные решетки.
Квспомогательным помещениям относятся: электрощитовая, помещение дляконтрольного взвешивания свиней, помещение для инвентаря, помещение дляприводов навозоуборочных транспортеров, венткамеры, тамбуры./>1.3 Технология производственныхпроцессов
Зданиесвинарника предназначено для содержания и откорма в течение 135 дней 1200поросят. Здание разделено на две изолированные секции по 600 голов. Секцииразделены на групповые станки с содержанием по 20 поросят в каждом. Станкирасполагаются в четыре ряда образуя два кормовых прохода.
Технологияоткорма свиней — откорм с безвыгульным мелкогрупповым содержанием в станках,оборудованных щелевыми полами. Откармливают влажными кормосмесями, в которыевходят как сочные, так и концентрированные корма, произведенные в собственномкормоцехе. Процесс приготовления и подачи корма в блоки и откормочникиавтоматизирован.
Кормлениепоросят производится из сосковых кормушек и поилок, установленных в станках. Кормлениедвухразовое влажными кормовыми смесями. Заполнение кормушек производитсямобильным кормораздатчиком-смесителем КС-1,5.
В зданииподдерживается микроклимат с параметрами: температура воздуха — 14.20/>, относительная влажность — 40. .75%, содержание углекислого газа — 2 л/м3, скорость движениявоздуха в теплый период — 0,5 м/с, в холодный период — 0,3 м/с. Параметрымикроклимата поддерживаются с помощью приточно-вытяжной вентиляции, системыобогрева и освещения.
Удалениенавоза из свинарника осуществляется навозоуборочными транспортерами ТС-1.
Транспортерыудаляют навоз из помещения в навозонакопители.1.3.1 Характеристика и параметры технологическогооборудования
Всвинарнике-откормочнике для осуществления производственного процесса применяем следующееоборудование:
мобильныйкормораздатчик КС-1,5;
транспортернавозоуборочный ТС-1;
отопительно-вентиляционнаясистема «Климат-45М».
Кормораздатчик-смесительКС-1,5 предназначен для смешивания и раздачи влажных (60. .80%) кормовых смесейвсем возрастным группам свиней на репродукторных и откормочных фермах. Раздатчикперемещается по рельсовому пути, проложенному вдоль кормушек. Может раздаватькорм в кормушки расположенные по одну или обе стороны от раздатчика,приготавливать и раздавать полужидкие и сухие корма.
Основныеузлы: бункер, шнековая и лопастная мешалка, выгрузные шнеки, дозирующиеустройства, ходовая тележка, приводы, распределительная коробка, площадка дляоператора, электрооборудование.
Навозоуборочныйтранспортер ТС-1 со скрепером типа “Каретка” применяется для удаления навозаиз-под решетчатых полов в свиноводческих помещениях. Они выпускаются двух модификаций- продольные и поперечные. Продольные — для удаления навоза из-под решетчатыхполов внутри помещений. Поперечные — для транспортировки навоза в поперечномканале от животноводческих помещений до навозосборников и навозохранилищ.
Длярегулирования микроклимата внутри помещения применяетсяотопительно-вентиляционная система. В состав отопительно-вентиляционной системывходит вентиляционное оборудование «Климат-45М». В данной системеприменяются вентиляторы с возможностью регулирования подачи воздуха за счетизменения частоты вращения вала электродвигателя. В них используютсянизконапорные вентиляторы серии ВО. Электродвигатели вентиляторов химо- ивлагостойки, допускают проведение дезинфекций, малошумные, обладают низкойвибрацией.
ВентиляторыВЦ4-70 предназначены для притока воздуха в помещение. Состоит из рабочегоколеса, каркаса, всасывающего и нагнетательного патрубков, электропривода.
Техническиеданные технологического оборудования:
Кормораздатчик-смесительКС-1,5
подачапри раздаче корма с полностью 30
открытымизаслонками, т/ч
частотавращения подающего 14
механизма,об/мин
частотавращения шнековой мешалки, об/мин 80
частотавращения раздающих шнеков, об/мин 220
скоростьпередвижения, м/с 0,36
длиннараздатчика, мм 2700
ширина,мм 1800
высота,мм 1970
масса, кг 930
Транспортерскребковый ТС-1
продольный поперечный
подача,т/ч 10 10
длинатранспортирования, м 2/90 225
количестворабочих органов, шт. 8 10
высотарабочего органа, мм 390 390
массарабочего органа, кг 45 45
шириназахвата, мм 660 660
глубинанавозных каналов, мм 800 1500
масса, кг 1450 3120
Отопительно-вентиляционнаясистема
Вытяжныевентиляторы
комплект«Климат-45М»
маркавентилятора ВО-4
производительностьвентилятора, м3/ч 3300
количествовентиляторов 24
частотавращения электродвигателя
вентилятора,об/мин
номинальная 950
минимальная 480
мощностьэлектродвигателя, кВт 0,37
диаметррабочего колеса, м 0,4
массавентилятора, кг 16
Приточныевентиляторы
маркавентилятора ВЦ4-70
установленнаямощность, кВт 2,2
воздухопроизводительность,м3/ч 11500
полноедавление создаваемое 500
вентилятором,Па
частотавращения об/мин. 950
габаритныеразмеры, мм
длина 920
ширина 895
высота 1102
масса, кг 186,3
1.4 Расчет и выбор силового электрооборудования1.4.1 Характеристика мест размещенияэлектроустановок
Установкивытяжной вентиляции расположены в нишах железобетонных плит, из которыхвыполнены перекрытия, приточные вентиляторы на площадках, расположенных вторцах здания, на уровне двух метров. Электроприводы навозоуборочныхтранспортеров располагаются в отдельных помещениях.
Установкираздачи корма размещены в проходах, на рельсах закрепленных на железобетонномполу.1.4.2 Расчет основных параметров электроприводов
Произведёмрасчёт электродвигателя, для привода канатно-скреперного транспортера ТС-1.
Определиммаксимально возможную нагрузку в начале уборки, затем по условиям пускаопределим достаточный пусковой момент и мощность электродвигателя.
Определимсопротивление движению рабочей ветви, Н;
/> (1.1)
где GH — масса порциинавоза, GH =495 кг [14];
GС — масса скрепера, Gc=45 кг;
WС — приведенный коэффициентсопротивления перемещению навоза и скрепера; Wc=1,8,стр.423 [14];
g — ускорение свободного падения,g=9,81 м/с2;
L — длина цепи, L=180 м;
fН — коэффициент трения каната понастилу, fН=0,5; стр.424 [14];
q — масса одного метра каната, q=0,4 кг; стр.423 [14].
/>
Усилие,затрачиваемое на преодоление сопротивления перемещения холостой ветви, Н:
/> (1.2)
/>
Сопротивлениена преодоление инерции, Н:
/> (1.3)
где vcp — средняя скорость, 0,25м/с стр.424 [14];
t — время разгона, с.
/>
Натяжениенабегающей ветви каната, Н
/> (1.4)
Общеесопротивление движению скреперной установки, Н:
/> (1.5)
/>
Определимтребуемую мощность двигателя, кВт:
/> (1.6)
где ŋн — коэффициент полезного действия передачи, ŋн =0,97;
/>
Выбираемэлектродвигатель марки АИР100S4, IР- 64, с номинальной мощностью Рн=3 кВт.
Привыборе конструктивного исполнения электрооборудования, прежде всего необходимоучитывать условия его эксплуатации, под которыми следует понимать воздействиеклиматических факторов, состав окружающей среды, в частности содержаниекоррозионно-активных элементов, взрыво — и пожароопасных смесей и т.д.
Так какэлектрооборудование устанавливается для макроклиматического района с умеренными холодным климатом в помещении с искусственно регулируемыми климатическимиусловиями, то климатическое исполнение будет УХЛ5. В помещениисвинарника-откормочника необходимо устанавливать оборудование со степеньюзащиты оболочки IP54, так как эта защита удовлетворяетнормальным эксплуатационным характеристикам помещения [27].
Вседанные по электродвигателям заносим в табл.1.1