ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЯ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
ДОДАТКИ	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	УКЛАДАЧІ

1. ЕЛЕКТРОТЕРМІЯ

1.1. Техніко-економічні основи використання електроенергії в теплових і технологічних процесах сільськогосподарського виробництва

1.1.1. Вступ. Завдання і зміст дисципліни

1.1.2. Роль і значення електротехнології в сільськогосподарському виробництві, перспективні напрями використання в технологічних процесах

1.1.3. Техніко-економічне обґрунтування застосування електричної енергії в технологічних процесах

1.1.1 Вступ. Завдання і зміст дисципліни

Електротехнологія – це дві великі групи процесів об’єднаних термінами “Електротермія” і “Електронно-іонна технологія”.

Електротермія включає процеси, в яких використання електричної енергії пов’язано з її перетворенням у теплову.

Електронно-іонна технологія охоплює технологічні і біологічні процеси, в яких електричну енергію у вигляді електричного струму, електромагнітних полів і інших форм електрики використовують для безпосереднього впливу на предмети праці без попереднього (як правило) перетворення її в інші види.

Мета вивчення дисципліни – це ознайомлення з науково-технічними основами електротехнології сільськогосподарського виробництва та освоєння інженерних методів вирішення завдань із раціонального використання.

Основні завдання дисципліни:

ü вивчення і засвоєння фізичних основ і кількісних закономірностей перетворення електричної енергії в теплову, методів безпосереднього використання електричної енергії в технологічних процесах ;

ü оволодіння інженерними методами розрахунку і вибору електротехнологічних установок і пристроїв;

ü набуття знань із будови , принципу дії і застосування сучасного електротехнологічного обладнання сільськогосподарського призначення, принципів керування і автоматизації, правил експлуатації і безпечного обслуговування.

Як результат вивчення дисципліни студенти мають знати: принципи перетворення електричної енергії в теплову; способи електронагріву і їх раціональне застосування в сільськогосподарському виробництві; технологічні властивості електричного струму, електричних і магнітних полів, інших проявів електрики з метою їх використання для інтенсифікації технологічних процесів, підвищення виходу і зниження собівартості сільськогосподарської продукції; будову, принцип дії, методики розрахунку і вибору електротехнологічних установок і пристроїв; перспективні напрямки використання методів електротехнології в технологічних процесах;

уміти: виконувати інженерні розрахунки і вибирати електротехнологічні установки і пристрої , задавати їм необхідний режим роботи, визначати і усувати несправності; розробляти і складати електричні схеми керування електротехнологічними установками; здійснювати техніко-економічне обґрунтування застосування методів електротехнології в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва.

1.1.2. Роль і значення електротехнології в сільськогосподарському виробництві, перспективні напрями використання в технологічних процесах

Широке впровадження систем і методів електротехнології, особливо електротеплопостачання, обмежується низкою об’єктивних факторів, основними з яких є висока вартість і значні потреби в електроенергії на теплові процеси. Зростання цін на енергоносії в останні роки позначилося на вартості продукції тваринництва: підвищилася ціна з 2,7 – 4,0 % до 14 – 20 %. Тому переведення теплових процесів на електроенергію потребує належного техніко-економічного обґрунтування.

Одним з напрямів ефективного використання палива є оптимальна децентралізація систем теплопостачання. За різними оцінками 15 – 20 % виробленого тепла втрачається на шляху від джерела до споживача під час централізованого теплопостачання.

До процесів, в яких електротехнологія виробництва вимагає застосування електричних джерел теплової енергії, належать: інкубація яєць, обігрівання молодняку тварин і птиці, одержання пари та гарячої води для технологічних потреб, теплова обробка кормів, обігрівання ґрунту в тепличних господарствах, підігрівання повітря у системах вентиляції, охолодження сільськогосподарської продукції для збільшення строку зберігання, електрозварювання тощо.

Переваги електронагрівальних установок у порівнянні з вогневими установками: простота обслуговування, високий рівень автоматизації і точності підтримання температури, екологічна чистота. Використання їх у сільському господарстві дає значний технологічний ефект, який проявляється в кращому збереженні молодняку, підвищенні продуктивності тварин, економії кормів, збільшення виходу продукції в теплицях тощо.

Щоб обрати раціональний енергоносій, який буде забезпечувати теплотою окремих сільськогосподарських споживачів, необхідно виконати спеціальні техніко-економічні розрахунки.

1.1.3. Техніко-економічне обґрунтування застосування електричної енергії в технологічних процесах

Для порівняння енергетичної цінності різних видів палива введено поняття умовне паливо, а також паливний еквівалент.

Умовне паливо – це таке паливо, теплота згорання якого становить

Коефіцієнти перерахунку значень енергоресурсів в умовні:

природний газ – 1,16 м³;

кокс – 0,93 кг;

антрацитний штиб – 0,83;

електроенергія – 0,365 кВт·год;

бензин – 1,49 кг;

дизельне пальне – 1,45 кг.

Для перерахунку натурального палива в умовне користуються формулою

де В_ум – умовне паливо, кг;

В_Н – натуральне паливо, кг;

Q_Н^Р – нижча теплота згорання натурального палива, МДж/кг

Для газоподібного палива перерахунок здійснюється за формулою

де В_Н – кількість газоподібного палива, 1000 м³.

Паливним еквівалентом називають число, яке показує, скільки умовного палива міститься в одному кілограмі дійсного палива:

Паливні еквіваленти:
вугілля – 0,91–0,93	торф – 0,35	мазут – 1,35	дрова – 0,35

Головним питанням, яке потрібно розв’язати під час проведення теплоенергетичних розрахунків, є вибір доцільного енергоносія. Цей вибір проводять за допомогою техніко-економічного порівняння різних варіантів.

Основним економічним критерієм під час порівняння варіантів є мінімум зведених витрат.

де Е_Н – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень,

Е_Н = 0,15;

К – сумарні капіталовкладення у виробничі фонди, грн;

Е_В – річні експлуатаційні витрати, грн.

ØСумарні капіталовкладення у виробничі фонди

де К_ОБ – вартість основного та допоміжного обладнання;

К_ТР – витрати на зберігання й транспортування обладнання (близько 11% вартості основного і допоміжного);

К_Б – вартість будівельних робіт;

К_М – вартість монтажу обладнання (орінтовно 25 % вартості основного й допоміжного);

К_ТМ – вартість зовнішніх теплових мереж;

К_АК – вартість акумулюючих ємностей теплової енергії під час роботи установки за вимушеним графіком (приймається 40 % вартості основного і допоміжного обладнання).

Вказані капітальні витрати можна визначити, користуючись кошторисами до типових проєктів, цінниками, прейскурантами та іншою нормативною документацією.

ØРічні експлуатаційні витрати визначають за формулою

де В_А – витрати на амортизаційні відрахування;

В_ПР – витрати на поточний ремонт (у середньому 20 % витрат на амортизацію);

В_З – витрати на заробітну плату обслуговуючому персоналу;

В_ЕН – витрати на енергоносії та електричну енергію;

В_ІН – загальногосподарські інші витрати (орінтовно 30 % від суми В_А+В_ПР+В_З).

ØРічні витрати палива можна визначити також за формулою

ØРічні витрати електроенергії

де Q – річна потреба в теплоті, ГДж у рік;

η_Н^ср – середньорічний експлуатаційний коефіцієнт корисної дії використання енергоресурсів:

де η_тр.з – втрати енергоносія під час транспортування та зберігання;

η_тгу – середньорічний експлуатаційний ККД теплогенеруючої установки; приймають за заводським паспортним обладнання;

η_тм – втрати в тепломережі, (0,8 – 0,9);

η_рег – втрати за рахунок недостатньої точності регулювання подачі теплоти окремим споживачам. За наближеними розрахунками приймають η_тр.з =0,8; η_рег =0,8.

Питання для самоперевірки

1. Що таке поняття “електротермія”?

2. Що таке поняття “електронно-іонна технологія”?

3. Основні завдання дисципліни “Електротехнологія”.

4. Що має знати та вміти студент в результаті вивчення дисципліни “Електротехнологія”?

5. Переваги електронагрівальних установок у порівнянні з традиційними паливними джерелами.

6. Процеси, в яких технологія виробництва вимагає застосування електричних джерел теплової енергії?

7. Що таке умовне паливо?

8 Що таке паливний еквівалент?

9 Що є основним критерієм порівняння варіантів теплопостачання?

10. Що включають сумарні капіталовкладення джерел теплопостачання?

11. Що включають річні експлуатаційні витрати джерел теплопостачання?

Попередня тема

На початок

Наступна тема