Электрификация животноводческой фермы крупного рогатого скота на 2700 голов ЗАО "Агрофирма Луговская" Тюменского района Тюменской области с разработкой системы горячего и холодного водоснабж (стр. 7 из 12)
Обслуживает рабочий.
Башни водонапорные стальные БР-15У; БР-25У и БР-50У
Предназначены для применения в системах сельскохозяйственного водоснабжения, а также в водопроводах населенных пунктах и небольших предприятиях.
Каждая водонапорная башня сварена в виде ствола и бака, которые в период эксплуатации постоянно заполнены водой.
Башни не отапливаемые, снабжены на внутренних стенках баков скобами, удерживающими образующуюся зимой ледяную малотеплопроводную рубашку, являющуюся теплоизоляцией. Используются также эффект выделения скрытой теплоты льдообразования, вследствие чего темп намерзания слоя льда замедлен и к концу зимы не превышает 300мм. Башни рассчитаны на температуру воздуха до - 400 С.
При использовании станции автоматического управления типа ПЭТ и ШЭТ в баке башни устанавливают датчики верхнего и нижнего уровня воды.
Расстояние между ними образует высоту регулирующего объемом бака. Внутри бака имеется водоподъемная труба, которая выведена из башни в
нижней части ствола. Здесь же установлены смотровые люки и напорный трубопровод от водоподъемника.
Башни устанавливают на фундаменте, бетонированную площадку. Напорный и водозаборный трубопроводы вместе прохода их к башне утепляют.
К недостаткам бесшатровых башен можно отнести образование большого количества заледенения на стенках бака и ее сложность в установке, что приводит к большим затратам, также могут отказать датчики уровня воды.
Все проанализированные водоподъемные установки и их технические характеристики сводим в таблицу.
Таблица 3.8. Технические характеристики водоподъемных установок.
| показатели | Типы водоподъемных установок | ||||
| ВУ-5-30А | ВУ-10-30А | ВУ-16-28 | ВУ-10-80 | 1ВЭ-20/3 | |
| Тип | С т а ц и о н а р н ы й | ||||
| Подача, м3/ч | 7 | 14 | 22,5 | 10±0,4 | 5…6 |
| Напор, мПа | 0,29 | 0,29 | 28 | 80 | |
| Высота всасывания, м | 5 | 5 | 5 | 5 | До 30 |
| ГидроаккумуляторВместимость, м3 | 0,3 | 0,3 | 2×0,3 | 0,3 | |
| Высота, мм | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | |
| Диаметр, мм | 915 | 915 | 915 | 915 | |
| Рабочее давление, мПаminmax | 0,140,39 | 0,140,39 | 0,140,39 | 0,140,39 | |
| Установленная мощность, кВт | 3 | 6 | 3 | 3 | 1 |
| КПД,% | 22 | 20 | 43 | 41 | |
3.8.2 Определение мощности установки
Для расчета расхода воды учитывают вид, число, животных и индивидуальные нормы водопотребления. Кроме того, находят количество воды, требуемое для производственно-технических нужд и пожарной безопасности животноводческой фермы.
Норма водопотребления называется количество воды, расходуемое одним потребителем в единицу времени (сутки).
В нормы водопотребления для животных включает расходы воды на поение, мойку помещений, молочной посуды, приготовление кормов, охлаждение молока и др. Расходы воды на фермах очень неравномерен как в течение года так и в течение суток, поэтому выбираем среднесуточные нормы водопотребления за год. Белянчиков. Смирнов
Окончательно принимаем норму водопотребления на одно животное, дм3/сут; при механизированной дойке и при наличие внутреннего водопровода равное 120 дм3/сут. Белянчиков. Смирнов
Определяем среднесуточный расход воды (дм3/сут) на ферме находим
QСР. СУТ=N. q+Qпож. (3.106)
Где: N-число животных 400;
q-среднесуточные нормы водопотребления 120 дм3/сут или 0,12м3;
Qпож. - расход воды на пожаротушение, м3
Согласно СНиП от 2.04.02года и СНиП 2.10 03-84* пункт 2.11 пункт 2.17 пункт 2.24 [таблица 7, " Наружные сети водоснабжения "] 10л/сек для категории Д.
Qпож. = (10.3600) /1000.2=72м3
Qср. сут. =400.0,12+72=120м3
Для расчета водопроводных сооружений необходимо знать максимальный суточный Qmax сут, максимальный часовой Qmax час и секундный qС расход воды. Максимальный суточный расход воды
Qmax сут=К сут. Qср. сут (3.107)
Где: К сут - коэффициент суточной неравномерности (1,3…. .1,5) принимаем 1,4
Qmax сут=1,4.120=168м3
Средне часовой расход воды
Qср. час= Qmax сут. /24 (3.108)
Qср. час=168/24=7м3
Максимальный часовой расход воды
Qmax час=Кч. Qср. час
Где: Кч - коэффициент часовой неравномерности (Кч=2…4)
Значение коэффициента неравномерности уточняют в каждом отдельном случае в зависимости от вида животных, способа их содержания и климатических условий.
Qmax час=3.7=21м3
Секундный расход воды
qС= Qmax час/3600 (3.109)
qС=21/3600=0,0058м3
Расчет водонагревателя.
Требуемая тепловая мощность нагревателя вычисляют по формуле:
Ртр = mc (t2 - t1),
где m - масса нагреваемого материала, кг;
с - удельная теплоемкость материала, кДж/кг * ºС;
t2, t1 - начальная и конечная температура нагрева, ºС.
Ртр= 50000 * 4,18 (37 - 10) = 19 кВт
Установленная мощность:
Руст = kз * Ртр,
где kз - коэффициент запаса учитывающий необходимость увеличения мощности из-за старения нагревателей (принимается 1,1-1,3) [2].
Руст= 1,15 * 19 = 22 кВт.
Диапазон регулирования электродных водогрейных котлов от 10% до 100% при номинальной мощности 100 кВт, для первоначального нагрева выберем водогрейный котел ЭПЗ - 25/0,4 с номинальной мощностью 25 кВт.
При известной мощности рассчитаем конструктивные размеры плоского электрода водонагревателя ЭПЗ-25/0,4.
Определим расстояние между электродами:
l=U/Eдоп,
где U - фазное напряжение;
Eдоп - допустимая напряженность поля между электродами принимают
15 * 10³ В/м [5].
l =380/15 * 10³ = 0,025м.
Определим расчетное сопротивление водонагревателя:
R= U²/Р∆,
где Р∆ - удельное сопротивление.
Р∆= Р/n,
где n - количество электродов.
Р∆= 25/6 = 4,1кВт.
Определяем удельное сопротивление воды при заданной температуре:
ρ - удельное сопротивление воды при t= 90ºС; r=70 Ом*м.
Определим площадь сечения электродов:
Нагревательным элементом исходного материала является труба, которая находится внутри резервуара, теплоносителем является вода, нагревающаяся от водонагревателя ЭПЗ-25/0,4
Площадь поверхности нагрева трубы определяем по формуле [6] ;
где Ртр - требуемая мощность теплоты на нагрев материала, Вт;
1,2 - коэффициент, учитывающий потери теплоты;
k-коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воде, Вт/м2*°С;
tп и tо - начальная и конечная температура подающего материала, °С;
trи tх - расчетные температуры подающей и обратной воды, °С.
3.9 Расчет силовой сети молочного блока
Таблица 3.9. Выбранное технологическое оборудование молочного блока.
| Наименованиемашины | Типтокоприемника | количество | РномкВт | IномА | КjIп |
| АДМ-8 | RA112М4RA90S4 | 22 | 41,1 | 93 | 6,55,5 |
| МХУ-8С | 4АХ100L2У34АХ71А4У34АХ71В2У3 | 222 | 4,50,61,7 | 1023 | 7,55,25,5 |
| ТО2 | 4А100L4У34АА63В4У3 | 22 | 40,37 | 91 | 63,7 |
| Всего | 16,27 |
В таблице приведено технологического оборудования для комплекса. Расчет силовых сетей молочного блока производим аналогичным методом что и при расчете осветительной сети то есть методом потерь напряжения. Силовая сеть молочного блока разбита на 4 группы, схема компоновки приведена ниже.
Моменты нагрузки на группах.
М=Σ (Р·L) (3.110)
где, Σ-сумма токоприемников подключенных к данной группе
Р-мощность токоприемника
L-расстояние от установки до силового щита.
М1=4·4,4+4·5,4=39,2 кВт·м
М2=4,5·5,25+0,6·5,25+1,7·5,25+4,5·6,3+0,6·6,3+1,7·6,3=78,3 кВт·м
М3=1,1·6,2+1,1·7,3=14,8 кВт·м
М4=4·7,3+0,37·7,3+4·8,5+0,37·8,5=67,3 кВт·м
Расчетное сечение.
S=М/С·ΔU (3.111)
т.к напряжение на группах принято 380В то С=50, отклонение напряжения на группах принимаем 2,5% данный процент потерь напряжения разрешает ПУЭ
S1=39,5/50·2,5=0,3мм²
S2=78,3/50·2,5=0,6мм²
S3=14,8/50·2,5=0,1мм²
S4=67,3/50·2,5=0,6мм²
На всех отходящих группах принимаем кабель АВВГ (4·2,5) с Iдоп=28А,
выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током.
Для этого определяем токи на группах, т.к токи всех токоприемников известны, то токи на группах находим суммированием токов электродвигателей которые подключены к данной группе
Iгр=ΣIн (3.112)
Расчетные токи на группах
I1=9+9=18А
I2=10+2+3+10+2+3=30А
I3=3+3=6А
I4=9+1+9+1=20А
Во в 2 группе расчетный ток превысил допустимую токовую нагрузку на выбранный кабель поэтому увеличиваем сечение до 4 мм² и окончательно принимаем кабель АВВГ (4·4) с Iдоп=38А
Iдон=38А≥Iраб=30А (3.113)
Условие соблюдается значит кабель выбран верно. На оставшихся группах максимальный расчетный ток вышел в 4 группе и составил 20А эту группу и принимаем в расчет при проверке выбранного кабеля по условию нагрева.
Iдоп=28А≥Iраб=20А (3.114)
Для остальных групп принимаем кабель АВВГ (4·2,5) т.к этот кабель проходит по условию допустимого нагрева.
3.9.1 Выбор аппаратуры защиты и распределительного щита
Т.к. предполагается выбор силового щита серии ПР8501 укомплектованного автоматами марки ВА51-31 с Iн=50А то предварительно будем вести расчет принимая эти автоматы, выбираем условно автомат с Iн. р. =40А и Iотс=150А
Т. к. силовые распределительные щиты комплектуются автоматами одной серии то при выборе автоматического выключателя будем учитывать самую мощную группу а именно 2
Суммарный ток с учетом пускового тока самого мощного двигателя.
Imax=ΣIн+ (КjIп·Iн) =2+3+ (7,5·10) =80А (3.115)
Т.к. 2 двигателя имеют одинаковую мощность, то при определении суммарного тока будем учитывать пусковой ток одного из этих двигателей.