Реконструкция системы электрификации птичника АО «Бент» Илийского района Алматинской области с разработкой автоматизации процесса убор

В качестве приточных  вентиляторов применяются осевые вентиляторы  серии ВКО производительностью  до 18000 м³/ч воздуха и приточные шахты различного размера. В комплекте поставляется рассекатель потока воздуха, вентиляторы снабжены обратным клапаном во избежание тепловых потерь при выключенном оборудовании. Для вытяжки используются осевые вентиляторы ВО-5,6 (ВО-Ф-5,6), ВО-7,1 (ВО-Ф-7,1) или ВО-8,0 производительностью 8000, 11000 и 20000 м³/ч воздуха соответственно. На вентиляторах используются электродвигатели c повышенным скольжением и степенью защиты IP55. В комплекте поставляются гравитационные жалюзи. В паре с вентиляторами высокой производительности ВО-12,0 или ВО-14,0 устанавливаются обратные приточные клапана КПР соответствующего размера.

Система автоматики

Для поддержания необходимых  параметров (температуры, влажности  и т.д.) микроклимата в помещении  управление всем оборудованием осуществляется посредством автоматической станции с частотным либо тиристорным регулированием скорости вращения вентиляторов. Станции управления позволяют поддерживать необходимые параметры микроклимата на всей протяженности роста птицы.

        

 

        3.1 Расчет воздухообмена в птичнике

Объем приточного воздуха  определяют из расчета растворения  углекислоты до допустимой концентрации и предельно допустимого содержания водяных паров. При таком воздухообмене  происходит поглощение и других вредных  выделений (аммиака, сероводорода, пыли), содержащих в помещении в значительно меньших количествах.

Часовой объем приточного воздуха Q(м³/ч), необходима для понижения концентрации углекислоты , которая применительно к птицеводческим имеет следующий вид :

Q_СО2  = СN / (С₁ – С₂ )

где С-количество СО₂ , выделенное одной птицей, л/ч;

N - число птиц в помещении;

C_1-предельно допустимая концентрация СО₂, в воздухе помещения 1/м³,

С₂-консентрация СО₂ в наружном воздухе в сельской местности (С =0,3…0.4 л/м³)

Q_СО2 = 2,77×14324/2,5 - 0,4 = 18902

Влаговыделения (г/ч) в  птичнике: 

W = W_пт + W_noм + W_исп 

где: W_пт = n m щ к_t-масса водяных паров, выделяемых птицей, W_noм=0,1 Р_пом/24-масса

влаги, испаряющейся из помета;

W_исп  = 0,1 W_пт - масса влаги испаряющейся с мокрых поверхностей помещения (пол, подстилка, поилки);

 n - число птиц с одинаковым выделением водяных паров на 1кг живой массы птиц, г/ч;

к_t - коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых птицей водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения;

Р_пом- среднесуточный выход помета от одной птицы (у взрослых кур яичного направления Р_пом=240г.);

z- коэффициент, учитывающий усушки помета (для кур z = 0,7 ).

W_пт=14320×1,8×4,5×1=115992

W_noм=14320×0,24×0,7/24=100,24

W_исп=0,1×115992=11599,2

W=115992+100,24+11599,2=127691

Необходимый воздухообмен Q(м³/ч) для птицеводческого помещения принимается по величине Q_СО2.

В птичниках для холодного  периода года к=10…12.

Площадь сечения (м²) всех вытяжных шахт при естественной тяге

F = Q / (3600×х_вш),

где:  х_вш - скорость движения воздуха в вытяжной тяге

F=18902 / (3600×1,22) = 4,37

           Скорость воздуха х_вш = 2,2 √ h (t_в – t_н.в) / 273 = 2,2 √3×(18+10)/273 = 1,22 

где: h-высота вытяжной шахты (м), равная вертикальному расстоянию от приемного отверстия до устья шахты (если решетка приемного отверстия расположена в вертикальной плоскости, то отсчет ведут от центра решетки). Для обеспечения надежной вентиляции помещения значения h должно быть не менее 3м; t_в- расчетная температура внутри помещения, ^оС;

t_н.в-расчетная вентиляционная температура наружного воздуха, ^оС

Приточная механическая вентиляция осуществляется при помощи центробежных вентиляторов. Подачу вентиляторов Q_в (м³/ч) принимают в зависимости от расчетного воздухообмена с учетом поправочного коэффициента на потери или подсосы воздуха в воздуховодах (при стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодах длиной до 50м-1,1; в остальных случаях -1,15).

Q_в= (1,1…1,15) Q

Q_в= (1,1…1,15)×18902 = 1,1×18902 = 20792

Число вентиляторов находят  из того условия, что подача одного вентилятора не превышает 8000 м³/ч.

Напор вентилятора, обеспечивающий преодоление сопротивлений в  вентиляционном трубопроводе

Р_в = И_т + h_м.с;

где И_т- потери напора в трубопроводе;  h_м.с-потери напора от местных сопротивлений.

Потери напора в трубопроводе подсчитывают

И_т = л ( ℓ / d ) х² с / 2;

 где л- коэффициент трения воздуха в трубопроводе, равный 0,02…0,3;

ℓ и d – длина и диаметр трубопровода, м;  х-скорость движения приточного воздуха в трубопроводе (в магистральных линиях – 10..15 м/с, в ответвлениях – 6…9 м/с);

 с- плотность воздуха в трубопроводе (принимают в зависимости от его температуры), кг/м³

И_т= 0,03 ( 91 / 630) × 10²×1,18 / 2= 0,25

Местные сопротивления   h_м.с = ∑о х² с / 2; 

где ∑о- сумма коэффициентов местных сопротивлений отдельных участков приточной системы

h_м.с=3,95 × 10² × 1,18/2 = 233 Па

Р_в= 0,25 + 233 = 233,25

Зная подачу Q_в и напор Р_в вентилятора, подбирают по номограммам нужный вентилятор.

Частоту вращения (об/мин) вентилятора подчитывают по формуле:

n = А / № _вент;

где № _вент – номер вентилятора  n = 4000 / 4 = 1000 об/мин.

Требуемая мощность ( кВт) на валу электродвигателя для вентилятора  определяют по формуле:

N_в = Q_в Р_в / ( 3,6×10⁶ з_в з_п )

где: з_в – КПД вентилятора;

з_п – КПД передачи, равный -1 при непосредственной насадке колеса вентилятора на вал электродвигателя, 0,98 – для муфтового соединения, 0,9 – для клиноременной передачи, 0,9 – при плоскоременной передачи.

Установленная мощность электродвигателя

N_уст = К_з N_в ;

где: К_з – коэффициент запаса мощности.

К установке принимают электродвигатель, подобранный по каталогу, с мощностью и частотой вращения учитывают соответствующими диаметрами шкивов передачи от электродвигателя к вентилятору.

Расчет вентиляционной сети с определением диаметров трубопроводов всех ее участков и площади воздуховыпускных отверстий магистральных воздуховодов, обеспечивающих равномерную раздачу воздуха по длине вентилируемого помещения

N_в = 20792 ×612 / ( 3,6 × 10⁶ × 0,6 × 0,9 ) = 6,5 кВт

Nуст = 1,1 × 6,5 = 7,15 кВт

Помещение для животных – 1, для птиц 2 2

Введите атмосферное давление в  указанном регионе из приложения 1 93

Введите размеры помещения a,b,h из заданного типового проекта 16 88 2.3

Введите значения влагосодержания db, dn из Hd диаграммы воздуха 7.7  0.3

Введите n количество животных (птиц) 14000

Введите m массу животного (птицы) 1.7

Введите td температуру внутреннего воздуха из приложения 2 17

Введите ln минимум воздухообмена на 1кг живой массы таблица 20, стр. 50 курсового проектирования 0,7

Введите с1 и с2 стр. 7 2.5  0.3

Введите wlp выделение влаги одной птицей из приложения 5  4.5

Введите ktp поправочный коэффициент из приложения 6  1

Введите u, z коэффициенты испарения и сушки (стр.6,7) 0.3  0.7

Введите pc количество углекислоты, выделяемой 1 кг живой массы птицы из приложения 5  1,54

Введите pl выход помета от 1 птицы 240

Количество птиц 14000с = 2,618

 

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ПТИЧНИКА

 

В качестве источника  теплоснабжения принята центральная  котельная, расположенная на территории птицефабрике.

Теплоносителей для нужд вентиляции и отопления служит перегретая вода с параметрами 150 – 70с.

Система отопления в помещение  для содержания птицы не проектируется, т.к. тепло - потери помещения компенсируется тепловыделением от птицы.

В холодный период года, во время технологического перерыва, отопления птичника проектируется путем перевода приточной системы П1 с L=13900 м/ч на рециркуляцию. Для этого необходимо отрегулировать с помощью жалюзи производительность системы П1, отключить вытяжную вентиляцию, закрыть утепленные клапаны на воздухопроточных шахтах и открыть герметический люк, установленный в холодном отсеке. Теплопотери помещения венткамеры компенсируется тепловыделением от оборудования и трубопроводов.

Система отопления подсобных помещений  принята однотрубная приточно-регулируемая горизонтальная, с плинтусной разводкой магистралей. В качестве нагревательных приборов использованы радиаторы типа М140 и регистр из гладких труб в помещении 2. Регулировка теплоотдачи нагревательных приборов предусмотрена трёхходовыми кранами. Необходимое располагаемое давление в трубопроводе тепловой сети на вводе в здание должно быть не менее 12 м вод. ст. Для гашения избыточного давления в системе отопление подсобных помещений предусмотрена установка шайб d-3мм. Трубопроводы систем отопления и теплоснабжения отопительно–вентиляционных установок проложить с уклоном 0,002 в стороны, указанные на схемах Удаление воздуха из систем осуществляется путём установки в наивысших точках трубопроводов горизонтальных воздухосборников с воздушными кранами и кранов Маевского. Узел управления вводом теплосети и трубопроводы, приложенные в подпольным полам, теплоизолированная минераловатными полуцилиндрами

S = 40мм с последующей оберткой стеклотканью.

 

4.1 Отопление птичника родительского стада кур

  В птицеводческих помещениях сами птицы являются источниками значительного количества теплоты. Однако в знание время в тех случаях , когда тепловые потери не компенсируются тепловыделениями .В основных производственных помещениях преимущественное применение получено воздушное отопления, совмещенное с приточной вентиляцией. В отделениях для содержания молодняка птицы допускается применять системы отопления с местными нагревательными приборами. Для обогрева птицы младших возрастов предусматривают локальный обогрев (обогревы полов, брудеры и др.

Уравнения для определения  тепловой мощности систем отопления  и вентиляции помещений  без источников местного электрообогрева можно  записать:

Ф_от = Ф_огр + Ф_в + Ф_исп + Ф_инф - Ф_ж (пт.),

где Ф_огр, Ф_в, Ф_исп, Ф_инф – тепловые  потоки, теряемые помещении соответственно через наружные ограждения, на нагрев приточного воздуха, испарение влаги в

помещении, нагрев инфильтрирующегося воздуха.

Ф_ж(пт) - тепловые потоки , поступающие в помещение соответственно от птицы.

 

Ф_от = 39960 + 367832 + 8096 + 11988 - 315498 = 112378

 

Поток теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха.

 

Ф_в = 0,278×Qр×С (t_в - tu)

 

где: Qр – расчётный воздухообмен помещения, м3/ч;

p – плотность воздуха при расчётной температуре t_в внутри помещения, кг/ м³; для климатических зон с расчётной зимней температурой воздуха – 10^оС выше t_п и равно расчётной зимней вентиляционной температуре t_нв, для остальных районов – расчётной отопительной температуре;

с – удельная  изобарная теплоемкость  воздуха, равно 1 кДж /(кг. ^оС)

Фв = 0,27в ×18902 (2,5× 1) × (18 +20) = 367832

Тепловой поток, расходующий испарение влаги из помёта и с мокрых поверхностей птицеводческого повешение определяют:

Ф_исп = 0,602 (W_пом + W_исп)

Ф_исп = 0,692 (10024 + 11599,2) = 8096

Поток теплоты, расходуемой, на нагрев фильтрующегося воздуха составляет в среднем 30% основных теплопотерь через все ограждающие конструкции помещение.

Поток теплоты, поглощаемой  поступающими извне кормами.

Фк = 0,278 ∑m_к с_к (t_в - t_к) в

 

где: m_k - масса корма данного вида , кг/ч;

С_к - удельная  теплоемкость корма, кДж/ (кг^оС) , С_к = 2,1… 2,5.

t_к – температура поступающих в помещение кормов; для несыпучих кормов  t_к=t_п+10c, для сыпучих t_к = t_п + 20cт

в - коэффициент, учитывающей интенсивность поглощение теплоты по времени; в течение первого часа для несыпучих кормов в=0,5, для сыпучих

в = 0,4, в течение второго часа этот коэффициент соответственно равен 0,3 и 0,25

Фк = 0,276×9,9×2,1(18 + 20)×0,4 = 87,7

Поток свободной теплоты, выделенной птицей

        Ф_пт = nm qк_t

где n - число птиц, с одинаковой выделением свободной теплоты;

m -живая масса одной птицы, кг;