Анализ экономики


Введение

В нашей стране развитию животноводства уделяется большое  внимание. Среди первоочерёдных и  важнейших задач агропромышленного комплекса следует выделить производство высококачественных продуктов животноводства на индустриальной основе. При этом решаются вопросы повышения плодородия земель, создания устойчивой кормовой базы, увеличения мощностей по первичной переработке продукции, строительства складов и хранилищ, реконструкции и расширения животноводческих помещений, а также социального развития села.

Дальнейшее развитие производства сельскохозяйственной продукции невозможно без его технического перевооружения. Современные животноводческие фермы и комплексы насыщаются новой сложной, высокопроизводительной техникой. Промышленность наладила производство технологических поточных линий для искусственной сушки и брикетирования кормов, раздачи кормов. Ведутся работы по созданию машин и оборудования для консервирования кормов и обработки соломы. Во многих передовых и опытных хозяйствах страны осуществлена комплексная механизация и автоматизация животноводства.

Ускоренными темпами будет  развиваться общественное животноводство. В связи с этим особое значение придаётся созданию прочной кормовой базы, развитию комбикормовой и микробиологической промышленности, выведению новых пород скота и птицы.

Для решения сложных задач  механизации, электрификации и автоматизации, стоящих перед АПК, необходимы техническое обучение, высококвалифицированые специалисты, владеющие профессиональными знаниями. От уровня их инженерной подготовки во многом зависит дальнейшее развитие сельского хозяйства в целом и его животноводческой отрасли.

Целью данного курсового  проекта является разработка механизированной технологии водоснабжения и автопоения для фермы по откорму крупного рогатого скота на 4475 скотомест.



1. Общие сведения  по теме и её обоснование.

Один из наиболее крупных  потребителей воды - сельское хозяйство, и в частности, животноводство. Потребность  в воде животноводства в десятки раз выше, чем населения. Расход воды в сельскохозяйственном производстве очень значителен. Так на получение одной тонны молока он составляет 5... 10 тонн, на промывку одной тонны соломы при выщелачивании - 50 тонн, на выращивание одной тонны картофеля - 300 тонн, на выращивание одной тонны пшеницы - 1000 тонн.

На животноводческих фермах, фабриках и комплексах вода расходуется на производственно-технические нужды (поение животных, приготовление кормов, мойку оборудования, уборку помещений, мойку животных и др.), отопление хозяйственные нужды обслуживающего персонала (в бытовых помещениях, умывальнях, душевых, туалетах и др.) и противопожарные мероприятия.

Правильная организация  водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы, так как обеспечивает нормальное выполнение производственно-зоотехнических процессов и

противопожарную безопасность, улучшает условия содержания животных, повышает производительность и культуру труда обслуживающего персонала, увеличивает продуктивность животных, улучшает качество продукции и снижает её себестоимость.

В настоящее время стремительный  рост потребления воды в мире ставит перед человеком проблему борьбы с истощением водных ресурсов. Хотя водные ресурсы теоретически неисчерпаемы и при рациональном их использовании непрерывно восстанавливаются в результате круговорота, запасы пресной воды ограничены. Из 30,5 миллионов кубических километров запаса пресной воды на планете всего лишь только 3% находится в реках, озёрах и почве.

Качество воды в зависимости  от назначения должно удовлетворять  определённым требованиям. Однако часто вода поверхностных источников, а иногда и подземных, требует дополнительной обработки перед использованием - опреснения, умягчения, очистки и обеззараживания.


На фермах и комплексах суточная потребность в воде на поение животных и производственно-технические цели составляет сотни тонн, поэтому проблема воды является очень важной с точки зрения рационального её использования.

В связи с этим проектирование технологических линий водоснабжения  и автопоения, животных на фермах и  комплексах является одной из важнейших основ рационального использования воды, обоснования средств механизации и правильной организации всего животноводческого предприятия для его эффективной работы.

Потребление воды на животноводческих фермах и комплексах тесно связано  с принятой технологией производственных процессов. Распределение суточного расхода воды по часам в основном зависит от кратности кормления и доения животных, при которой возникают максимальные неравномерности водопотребления. Большие колебания расхода воды создают крайне неблагоприятные условия для работы водопроводных сооружений и оборудования. Только хорошая организация технологических процессов на ферме, сглаживает неравномерности расхода воды и создаёт благоприятные условия работы всей системы водоснабжения.

Под системой водоснабжения  понимают комплекс взаимосвязанных  машин, оборудования и инженерных сооружений, необходимых для забора воды из источников, подъёма её на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления.

Этот комплекс зависит  в основном от источника водоснабжения  и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды.

В зависимости от рельефа  местности, мощности источника водоснабжения и прочего. Схемы водоснабжения могут быть с одним или двумя подъёмами воды, с хранением воды в водонапорных башнях или подземных резервуарах.

Система водоснабжения из поверхностного водоисточника состоит  из водоприёмника, трубы, через которые  вода самотёком поступает в приёмный колодец, откуда насосами станции первого подъёма подаётся на очистные сооружения. После очистки и обеззараживания она собирается в резервуаре чистой воды, а затем насосами станции второго подъёма подаётся по водопроводу в водонапорную башню. Далее вода поступает в водопроводную сеть, разводящую её потребителям.


Вода, в системе водоснабжения  по всасывающему и нагнетательному  трубопроводу. Всасывающий трубопровод  располагается на станциях первого  и второго подъёма, а нагнетательный - между этими станциями и за станцией второго подъёма, который ведёт к водонапорной башне, а от неё к потребителям воды.

Для забора и подачи воды из водозаборных сооружений их оборудуют  различного вида машинами - насосами и  водоподъёмниками. Насосы создают напор, достаточный для подачи воды на некоторую высоту над поверхностью земли.

Разнообразие условий  использования насосно-силового оборудования в сельском хозяйстве требует  рационального применения различных  типов насосов.

Основным оборудованием  для механизации подъёма воды на фермах и в населённых пунктах  являются погружные электронасосы. Более широкое распространение получили центробежные насосы, они бывают: консольного типа, секционные (многоступенчатые), погружные центробежные, плавающие центробежные.

Для использования в сельском хозяйстве их подбирают в зависимости  от типа источника водоснабжения  и от глубины его залегания.

При поверхностном водоисточнике, глубины залегания - 5м., лучше всего  использовать консольный насос типа КМ (приложение лист 2).

Насосами вода подаётся в  водопроводную сеть, которая служит для подачи воды от водопровода или  водонапорной башни к местам её потребления. Водопроводные сети бывают разветвлёнными (тупиковыми) и кольцевыми.

Из водопроводной сети вода поступает на ферму к поилкам, из которых животные удовлетворяют свои физиологические потребности в воде.

Поилки подразделяются на индивидуальные и групповые. Индивидуальные поилки применяют главным образом на фермах КРС с привязным содержанием и на свинофермах при содержании свиней в отдельных станках. Групповые поилки используют при беспривязной системе содержания, для поения скота на пастбищах, в летних лагерях и фермах.

По принципу действия поилки могут быть клапанными и вакуумными.

Для КРС чаще всего применяют  автоматические поилки: ПА-1А, ПА-1Б, АП-1А, АГК-4А.


2. Характеристика животноводческого

комплекса.

Животноводческий комплекс - это крупное специализированное предприятие, отличающееся от обычной животноводческой фермы комплексной механизацией и автоматизацией процессов, поточностью и ритмичностью производства. Для него характерна высокая производственная мощность и концентрация поголовья животных, а также узкая специализация на главном виде продукции, дающем основной валовой доход.

На данном комплексе содержится поголовье представленное в таблице 1.

Таблица 1

Производственно-возрастные группы

Численность, голов

Молодняк от 6 до 12 месяцев (первый период откорма)

1950

Молодняк от 12 до 16 месяцев (второй период откорма)

1810

Молодняк от 16 до 18 месяцев (заключительный период

откорма)

715


Выше указанное поголовье  располагается в помещениях с  беспривязным содержанием по 200 голов. Боксы при беспривязном содержании располагают параллельными рядами. В таких помещениях животных содержат группами, организовывая перемещения их в помещениях и на выгульных площадках. Преимущество беспривязной системы - благотворное влияние на физиологическое состояние, снижение заболеваний пищеварительных органов, снижение затрат труда на выполнение разных технологических процессов, улучшение зоогигиенических условий для животных.

Данный комплекс обеспечен  водой, электроэнергией и удобными подъездными путями для подвоза  кормов, вывоза продукции и навоза. На территории комплекса применены  соответствующие покрытия для проездов и производственных площадок, а также  сделаны уклоны и лотки для стока и отвода поверхностных вод.


3. Описание разрабатываемого технологического процесса с обоснованием внесённых

изменений.

На комплексе по откорму  крупного рогатого скота используют открытый источник водоснабжения, где глубина залегания воды составляет 5 метров.

Для забора воды из источников используются водозаборные сооружения. Забор воды из открытых источников осуществляют через береговые колодцы или простейшие водозаборы. Для подачи воды из водозаборных сооружений их оборудуют насосами. Они создают свободный напор, достаточный для подъёма воды на некоторую высоту над поверхностью земли.

При заборе воды из поверхностных  источников применяют консольный насос типа КМ (приложение лист 2). Корпус насоса сборный, с вертикальным разъёмом, позволяющим поворачивать нагнетательный патрубок насоса вместе с корпусом на 90, 180 и 270 градусов. Привод насоса осуществляется от электродвигателя.

У этого насоса рабочее  колесо насажено на вал электродвигателя, а корпус соединён с корпусом электродвигателя, т.е. насос с электродвигателем представляет собой один блок.

Рабочее колесо у этих насосов  закреплено на валу при помощи шпонки и гайки. Входной патрубок направлен  по оси вала, а нагнетательный патрубок - вертикально. При необходимости он может быть повёрнут. Так как рабочее колесо центробежного насоса, вращаясь в воздушной среде, не способно создавать разрежение, достаточное для всасывания воды из источника, то перед пуском в работу корпус и всасывающая труба насоса должны быть заполнены водой. Для удержания воды в корпусе и всасывающей трубе во время залива и перерывов в работе насоса на всасывающей трубе устанавливается приёмный клапан с сеткой, пропускающий воду только в одном направлении - к насосу.

Техническая характеристика насоса приведена в таблице 2.

 


Таблица 2

Показатели

Значение

Производительность (подача), м3/ч

30-70

Напор, МПа

0,445....0,62

Высота всасывания, м

4,7....7,7

Частота вращения рабочего колеса, мин"1

2900

Диаметр колеса, м

0,218

КПД насоса, %

54,4....63,7

Мощность электродвигателя, кВт

18,5

Масса, кг

116


Данным насосом вода подаётся к насосной станции первого подъёма, затем в очистное сооружение, а  далее в водонапорную башню. Она  предназначена для создания необходимого напора в разводящей магистрали, регулировки подачи воды в сеть и создания запаса воды на время отключения насосной станции.

Из башни под действием  гидростатического напора вода поступает  к потребителям и распределяется между ними. Та часть распределительной сети, которая проложена на территории комплекса за пределами помещений, называется внешней магистральной водопроводной сетью. Данная сеть является тупиковой. Вода от водонапорной башни проходит по главной магистрали с ответвлениями, которые ведут к потребителям, то есть к помещениям комплекса. Количество этих помещений составляет 15 зданий. В каждом из 15-ти помещений содержится по 100 голов КРС. Эти животные находятся в боксах по 20 голов. В одном боксе находится в среднем по 2-4 поилки.

Длина всего водопровода  на территории комплекса составляет 830 метров, вместимость башни равна 25 м3, а высота её - 18 метров.


4. Технологические расчёты.

Потребность фермы в воде на поение животных определяется наличием полновозрастных групп животных и среднесуточными нормами водопотребления по формуле:

Qcp.cym. = * g

ml - количество животных i-ro вида ;

g1 - среднесуточная норма воды одного животного i-ro вида, литров;

n-количество видов животных .

Qcp.cym.= (1950*60)+(1810*60)+(715*70)=275650 литров ;

Но так как животные потребляют воду в течение суток  не равномерно, то необходимо знать максимальный суточный, часовой и секундный расходы, которые определяются по формулам:

QMax.cym.

QMax.час.=

QMax.сек=

 

Где al и a2 - коэффициенты суточной и часовой неравномерности водопотребления (al =1,3; а2= 2,5 ).


QMax.cym. = 275650*1,3 = 358345л.

358345* 2,5 

Qмах.час = = 37327.6 л / ч

24

>

Qмах.сек = =10,4 л / сек

Количество воды для технических  нужд, мойку секции и оборудования, на санитарно-технические цели.

Q техн. = См.д.* gм.д+20н

Где См.д- суточный валовый надой молока

gм.д – расход воды на получение и обработку 1л молока

н – количество работников

Сгод. =300*4500=135000л


См.д.=135000/365=3698,6л

Q техн. = 3698,6*3,2+(20*5)=11935,52л

Неприкосновенный пожарный запас  определяется исходя из длительности тушения пожара в течение 10 минут.

Qсут.=275650+11935,52+6000=293585,52л/сут

Определение объёма  и  высоты водонапорного бака

Vбака=0,2(QMax.cym+ Q техн)+ Qп.з.+

Vбака=0,2(358345+11935,52)+6000+2 (358345+11935,52)/24 =3419,2м = 34м

Расчётные данные водонапорной сети и потерь напора

Номер участка

длина

диаметр

Расход воды

Потери

линейные

местные

L1

80

80

9

0.4

1.5

L2

15

80

5.4

0.03

1.5

L3

15

80

2.3

0.02

1.5

L4

15

52

0.1

0.06

1.5

L5

15

52

2.4

0.06

  

L6

15

52

1.2

0.03

  

L7

15

52

1.2

0.03

  

∑

170

    

0.63

6


Таблица условного поголовья

помещение

1

2

3

4

Поголовье

1300

1000

1000

1175

Условное поголовье

1500

1500

1500

1300


Расчётный расход воды (м3/с) на участках водопроводной сети определяют, начиная от самого отдалённого потребителя до напорно-регулирующего устройства, по формуле:

QP= QmP + 0,5Qn , где

Qmp.- транзитный расход воды на участке, м3/с;

Qn. - путевой расход воды на участке, м3/с.

Qp. = 10,4 + 0,5 * 0 = 10,4 л I сек

Расход воды для определения  диаметра всасывающего и нагнетательного трубопроводов рассчитывают, исходя из суммарной производительности насосной станции и схемы соединения трубопроводов.

Диаметр труб (м) на участках водопроводной сети:

dp= 2

где V - скорость движения воды в трубе на данном участке, м/с.


dp= 2=3,3м/с

 

 

 

Линейные  потери напора или давления определяют по формуле:

hл=к

V - действительная  скорость движения воды в трубе,м/с;  К - коэффициент (принимают для  чугунных и стальных труб 0.02, для  асбестоцементных - 0.025, для бетонных - 0.022); L - длина трубы, м.

hл= 0.02* =3.8м

 

Более точно местные потери напора или  давления определяют по формуле:

hл=

Е - коэффициент  местного сопротивления.

 

hл= 35*1/2 =17.5м

Величину регулирующей вместимости  водонапорной башни можно определить несколькими способами, в том  числе и по формуле:

Vp=

Qcym.мах. - максимальный суточный расход воды, м3;


dn. - максимальное значение ординаты между линией водопотребления и линией подачи при избытке, %;

dн. - тоже при недостатке, %,

Значения dn. и dн. берём с совмещённого графика потребления и подачи воды

Vp==26,2м3

Неприкосновенная пожарная вместимость бака (м3):

Vn.= 0,6(Qc.Max. + Qn.) где

Ос.мах - секундный максимальный хозяйственный расход воды, (дм3);

Qn. - расчётный секундный пожарный расход воды на 10- минутную продолжительность тушения одного внутреннего и одного наружного пожара, (дм3)

Vn. = 0,6(10,4 + 10) = 12,24м3

Аварийная вместимость башни , м3:

Омах.час.* 4

Va. = — 

1000


   

358345* 4

Va. = —  =56,6 м3

1000

Вместимость (м3) водонапорных башен наружных водопроводов определяют по формуле:

Vб =Vp +Vn +Va., где

Vp. — регулируемая вместимость башни, м3;

Vn. — неприкосновенная пожарная вместимость башни

(м3);

Va. - аварийная вместимость башни, м3.

Vб =26,2+12,24+56,6=95,04 м3

Сумму местных и линейных потерь напора во всасывающем трубопроводе высчитывают:

hб =к

К - коэффициент (принимают для чугунных и стальных труб 0.02, для асбестоцементных - 0.025, для бетонных - 0.022);


L - длина трубы, м.

U - действительная скорость движения воды в трубах, м/с;

hб =0.02*=5.85м

Сумму местных и линейных потерь напора в нагнетательном трубопроводе, находим по формуле:

hм =

hм =0.2*25/2= 5м

Геометрический напор :

Нг. = а+в, где

а - глубина залегания  воды, м;

в - высота ствола башни до бака, м;

Нг. = 5+12=17м.

Напор насоса Нн. определяют по формуле:

Нн =Hr.+∑ hB + ∑hH., где


Нг. — геометрический напор , равный расстоянию по вертикали между наименьшим расчётным уровнем воды в колодце и максимальным уровнем воды в водонапорном баке,м;

XhB - сумма местных и линейных потерь напора во всасывающем трубопроводе, м;

ZhH. - сумма местных и линейных потерь напора в нагнетательном трубопроводе, м.

Нн =17+5,85+5=27,85 Количество включений насоса:

                                 n=

Vp - величина регулирующей вместимости башни, м.

                                 n==14,33

Мощность электродвигателя (кВт) , необходимая для привода насоса, если Нн выражен в кПа, то:

P =

Q - подача воды насосом, м3/с;

Нн - напор водоподъёмника, м или кПа;


К - коэффициент запаса мощности (принимают при мощности от 1,5 до 3,5 кВт - 1,2; свыше 35 кВт -1.1);

П - коэффициент полезного  действия водоподъёмника

(для центробежных насосов он  равен 0,5 0,8; для вихревых

0,25...0,5 );

г|н - коэффициент полезного действия передачи (если вал насоса соединён с валом двигателя муфтой то он равен 1, если зубчатая - 0,98).

Р= (10,4*2,785*1,2)/0,75*1=46,3 кВт

Для подачи воды из водоисточника  используют консольные насосы типа КМ.

Загрузка оборудования водоснабжения  и расход электроэнергии при загрузке, отражены на графике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


5. Электрификация  и автоматизация производственной линии.

Для управления работой ПТЛ, совокупности машин или отдельных  машин используется аппаратура управления, обеспечивающая поддержание заданных технологических режимов, своевременный пуск и остановку отдельных машин, изменением скорости и направления движения рабочих органов машин и т.д. Процессы управления могут быть частично или полностью автоматизированы.

Нам необходимо разработать  электрическую схему автоматики башенной водокачки с расчётом пуска защитной аппаратуры (приложение - лист 5). Данная башня используется для подачи воды к потребителям.

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Для пуска водокачки переключатель  РА1 ставят в положение «р» - ручное управление или положение «а» - автоматическое. Затем включают автоматический выключатель QF. При этом ток проходит по цепи C-QF-FU1- PA1-PA2-FU2-TV-N. Если в баке водокачки  вода отсутствует (переключатель РА1 в положении «а»), то цепь электрического тока проходит через размыкающий контакт реле уровня KV1:1 и катушку магнитного пускателя КМ, который срабатывает и замыкает свои силовые контакты в цепи электродвигателя М, вращающего водяной насос. Вода начинает поступать в напорный бак водокачки. Уровень воды в баке постепенно достигает датчика SL2 нижнего уровня, заполняет пространство между электродами и продолжает повышаться. При наполнении водой бака до датчика SL1 верхнего уровня, образуется вторичная электрическая цепь TV-SL1-VD1 ...VD4-KV-TV. Реле уровня KV срабатывает и разрывает размыкающим контактом KV1:1 цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, что вызывает остановку электродвигателя М и насоса. При замыкании контакта KV1:2 образуется вторичная цепь TV-SL2-KV1:2 -VD1...VD4-KV-TV, по которой поступает ток до тех пор, пока уровень воды в баке не опустится ниже датчика нижнего уровня. При этом через катушку реле уровня KV ток не проходит и снова образуется цепь C-QF-FU1-PA1-KV1:1-KM-N, включается

двигатель М и насос  подаёт воду в бак. Затем всё повторяется. При отключении насоса загорается красная  лампа HL1, при его работе - зелёная HL2. Чтобы зимой электроды датчика не обмерзали, в схеме предусмотрен нагревательный элемент ЕК, включаемый выключателем РАЗ.


6.Технико-экономическое обоснование проекта.

Технико-экономическую оценку выполненных проектных разработок можно проводить по величине затрат труда и эксплуатационных затрат на выполнение единицы работ (приготовление 1 тонны корма; уборка, транспортировка и утилизация 1 тонны навоза и др.).

В нашей ПТЛ водоснабжения  и автопоения для комплексов по откорму КРС расход воды (таблица 3) за сутки составляет 136,5 м3, за год 49822 м3. Расход электроэнергии насосами ЗКМ6 и оборудования автоматики башенной водокачки за сутки равен 356,8 кВт/ч, а за год 130232 кВт/ч. На производство 1 центнера мяса расходуется 4890 литров воды и 26,5 кВт/ч электроэнергии.

Расход воды соответствует  технологическим нормам (на производство 1 тонны мяса говядины - 50 тонн воды).

Таблица 1

Наименование оборудования

Кол-во, шт.

Мощность, кВт

Время работы, ч.

Затраты эл.энергии, кВт/ч

Объём воды, м3

 

Валовое производство мяса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход воды на 1ц продукции, л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход  эл/энергии на 1ц продукции    кВт/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие затраты эл/энергии на 1ц  продукции,   кВт/ч

сутки

 

 

год

 

 

 

 

 

 

 

год

сутки

 

год

 

 

 

 

 

 

 

сутки

 

год

 

 

 

 

 

 

 

Насос ЗКМ-6

2

18,5

10

3650

370

135050

136,9

49968,5

4890

10190

26,3

  

Оборудовани е автоматики башенной

1

0,2

24

8760

4,8

1752

136,9

49822

4890

_

0,2

26,5

водокачки

                        

 

 

 


7.Охрана труда и техника  безопасности.

Охрана труда - система  законодательных социально- экономических, организационных, технических, санитарно- гигиенических мероприятий по созданию условий обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности  человека в процессе труда.

Особенности условий труда  работников животноводческих ферм (комплексов) предъявляют определённые требования к лицам, обслуживающим производственные процессы в животноводстве.

Анализ экономики 📙 Дипломная → 🆔 2402

Анализ экономики 📙 Дипломная → 🆔 2402

Анализ экономики