Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

рн — нормативный коэффициент эффективности капиталовложе­ ний, величина которого для различных отраслей народного хозяйства и вида оборудования устанавливается планирую­ щими органами (для сельскохозяйственной техники рп= 0,2)'

К— единовременные капиталовложения, определяемые по сметной стоимости теплогенерирующей установки (если

применение огневого или электрического нагрева связано с необходимостью сооружения специальных построек для них, то стоимость последних должна быть включена в едино­ временные капиталовложения наряду со стоимостью самих установок), руб.;

С — годовые эксплуатационные расходы, руб.

Годовые эксплуатационные расходы слагаются из следующих

Сз — годовая заработная плата персонала, занятого обслу­ живанием теплогенерирующей установки и другого оборудования, непосредственно связанного с работой этой установки, руб.;

Сэ, X— стоимость электроэнергии, израсходованной в электро­ нагревательной установке за год, или стоимость топ­ лива, израсходованного в огневой установке за год, руб-;

Сн — неучтенные за год расходы, в том числе накладные расходы, отчисления на соцстрах и др., руб.

Годовые отчисления на амортизацию и текущий ремонт определя­ ют по формуле:

где Ра и Рр — годовые нормы отчислений на амортизацию и ремонт в процентах от величины капиталовложений К-

Некоторые значения р.л и р Р( %

Затраты на зарплату рассчитывают исходя из фактической заня­ тости персонала по обслуживанию тепловых установок и выполнению вспомогательных операций (подвоз топлива, удаление золы, обслу­ живание электрохозяйства и т. п.) и норм оплаты труда для соответ­ ствующей категории работников.

334

Затраты на топливо и электроэнергию оцениваются по их годовому расходу (с учетом всех потерь). При экономической оценке электро­ нагрева для данного хозяйства стоимость топлива и электроэнергии

берется по действующим ценам и тарифам с учетом транспортных рас­ ходов (для топлива).

Вариант, имеющий меньшие значения приведенных затрат,

является экономически более выгодным и должен применяться в хо­ зяйстве.

Приведенные затраты, определяемые по формуле (20-2), не отра­ жают всех преимуществ электронагрева, в частности таких, как высокие санитарно-гигиенические условия, меньшая пожароопас­ ность, облегчение и улучшение условий труда людей. В то же время они оказывают заметное влияние на продуктивность животных, а также производительность труда и, в конечном счете, на себестоимость про­ дукции. При более глубоком сопоставлении вариантов необходимо по возможности производить количественную оценку побочных фак­ торов.

Р а с ч е т ы и п р а к т и ч е с к и й о п ы т п е р е д о в ы х э л е к т р и ф и ц и р о в а н н ы х х о з я й с т в п о к а з ы в а ю т , что наиболее рационально и экономично применять электронагрев в следующих случаях: 1) для процессов (установок), в которых тре­ буется высокая точность поддержания и регулирования температур­ ных режимов при сравнительно небольших мощностях (инкубаторы, брудеры, электровулканизаторы, бытовые приборы и др.); 2) для получения тепла в установках с малым числом часов их использова­ ния в год и постоянной готовностью к действию (нагрев воды на доильных площадках и молочных, обогрев доильных площадок в период доения в зимнее время, пастеризация молока на прифермских молочных, пастеризация обрата для телят и др.); 3) при местном обогреве молодняка животных и птицы (электробрудеры для цыплят и поросят, электрообогреваемые полы, установки лучистого обогрева для новорожденных телят и др.); 4) при электроподогреве воздуха в установках активного вентилирования зерна, сена и других сель­ скохозяйственных продуктов и кормов; 5) для установок с большой теплоаккумулирующей способностью, которые можно включать в часы (главным образом ночные) провалов в суточных графиках нагрузок трансформаторных подстанций (аккумуляторы горячей воды, электро­ обогреваемые полы и др.); 6) для получения тепла с помощью электротепловых насосов, использующих низкопотенциальные вторичные энергоресурсы животноводческих ферм (тепло охлаждаемого молока, отработанную технологическую воду, вентиляционный воздух) или природные источники (тепло рек, озер и т. д.); 7) при электроподо­ греве питьевой воды для животных в зимнее время.

Перечисленные случаи не исчерпывают всех рациональных в тех­ нико-экономическом отношении областей применения электронагрева

в сельском хозяйстве.

Пример. Произвести выбор источников теплоснабжения для отопле­ ния родильного отделения коровника и снабжения молочной техноло­

335

гической горячей водой. Расчетная тепловая нагрузка Qp = 200 АЩж/ч годовое число часов использования Тг = 2000 ч.

Расчетную нагрузку можно обеспечить с помощью огневого котла КВ-100 или электродного водогрейного котла КЭВЗ-60Я),4.

Технико-экономические показатели приведенных котлов

В котле КВ-100 сжигается донецкий уголь марки Т стоимостью 10 руб/т. Расстояние для перевозки (от железнодорожной станции) автотранспортом 50 км, стоимость перевозки 8 коп. за 1 т-км. Часовой

Q н

где QH— номинальная теплопроизводительноеть котла, МДж/ч. Стоимость годового расхода топлива

Ст = GTST = 24 • 14 = 336 руб.

Зарплата обслуживающего персонала (за год)

С3= 2000• 0 ,5 = 1000 руб.

Отчисления на амортизацию и ремонт

Неучтенные расходы, согласно рекомендациям ВИЭСХ, прини­ маются в размере 5% от затрат на амортизацию, текущий ремонт и зарплату

Котел КЭВЗ-60/0,4 автоматизирован; постоянного обслуживаю­ щего персонала не требуется. Годовые затраты труда на профилакти­ ческие осмотры и ремонт составляют 100 человеко-часов при часовой ставке 0,6 руб./ч.

336

Годовой расход электроэнергии

Стоимость расхода энергии за год при тарифе 1 коп./кВт-ч

С9 = 117 000 • 1 • 10-8=1170 руб.

Годовая зарплата с начислениями

С3= 100 • 0,6 = 60 руб.

Отчисления на амортизацию и ремонт за год

Неучтенные расходы

Сн = 0,05 (193 + 60)= 13 руб.

Годовая выработка тепла в обоих вариантах

Л = Qpr r = 200.2000 = 400 -Юз МДж = 400 ГДж.

Годовые эксплуатационные расходы и расчетные затраты опреде­ ляем но формулам (20-2), (20-3) для обоих вариантов:

для КВ-100

С = Са + Ср + С3 + Ст + Сн = 81 + 1000 + 336 + 5 4 = 1471 руб.,

з = (ряк + С) = ~ б (0,2 • 250 + 1471) = 3,80 руб./ГДж;

для КЭВЗ-60/0,4

С = 193 + 6 0 + 1170+ 13= 1436 руб.,

3 = “ q (0,2 ■600 + 1436) = 3,89 руб./ГДж.

Полученные результаты практически равноценны. При надежном электроснабжении следует принимать вариант с электродным водо­ грейным котлом КЭВЗ-60/0,4. Экономические показатели этого котла по сравнению с КВ-100 будут улучшаться с уменьшением годового числа часов использования и увеличением расстояния перевозок топлива. При малых затратах на топливо и большом числе часов использования лучшие показатели будет иметь огневой котел.

Контрольные вопросы

1. Какими преимуществами обладают электронагревательные установки?

2.Каковы способы электронагрева?

3.Чем отличаются электронагревательные установки прямого и косвенного

нагрева?

4. Какие электронагревательные установки относятся к установкам периоди­

ческого и непрерывного действия?

5. Каковы отличительные особенности компрессионных тепловых насосов в сравнении с компрессионными холодильными машинами?

337

21. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

21.1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Нагревательный элемент является основным устройством устано­ вок к о с в е н н о г о э л е к т р о н а г р е в а . Он состоит из нагре­ вательного сопротивления и вспомогательных.устройств для электри­ ческой изоляции, герметизации, защиты от механических поврежде­ ний, подвода тока, крепления. В нагревательном сопротивлении про­ исходит преобразование электрической энергии в тепловую, которая затем передается телам или средам.

Надежность и долговечность электронагревательных установок сопротивления зависит в основном от нагревательного элемента который работает в очень тяжелых условиях. Правильно рассчитанные и эксплуатируемые элементы имеют срок службы 1000—2000 ч, тогда как конструкционные части служат 5—10 лет.

которые должны обладать следующими основными свойствами: ^боль­ шим удельным сопротивлением р (порядка 0,5-ІО“6—1,0-10“®Ом-м), так как с увеличением р уменьшаются затраты материалов, а следова­ тельно, габариты и стоимость нагревательных устройств; 2) малым температурным коэффициентом сопротивления а (примерно 1 - ІО-4 °С_1) с тем, чтобы при изменении температуры нагрева сопротивление нагревательного элемента изменялось бы незначительно; 3) устойчи­ востью к окислению при высоких температурах (жаростойкостью), так как окисление приводит к уменьшению поперечного сечения, увели­ чению сопротивления нагревательного элемента и его разрушению; 4) жаропрочностью — способностью выдерживать механические на­ грузки от собственного веса при высоких температурах; 5) высокой температурой плавления (на 150—300 °С выше рабочей температуры); 6) невысокой стоимостью.

Этим требованиям в основном удовлетворяют такие материалы, как никель, хром, железо, марганец и сплавы: нихром, фехраль, константан. Для изготовления нагревательных сопротивлений применяются нихром, фехраль, нержавеющая сталь, константан, стальная оцин­ кованная проволока.

Н и х р о м — сплав никеля, хрома и железа с добавкой марганца. Различают двойные и тройные сплавы нихромов. Двойной сплав нихрома (Х20Н80) содержит около 20% хрома и 80% никеля и является наиболее высококачественным, и наиболее дорогим, сплавом для нагревательных сопротивлений. Тройной сплав (Х15Н60) содержит 13—15% хрома, около 60% никеля, остальное — железо. Это менее дорогой материал. Нихромы обладают высокой жаростойкостью (их допустимая рабочая температура равна 1000—1100 °С), высоким удельным электрическим сопротивлением (1,1-10'® Ом-м) и малым температурным коэффициентом сопротивления (1,6- ІО“4 °С“4 при 20 °С).

338