2.1.2. Характеристика разделов курса, современное состояние, тенденции развития

Общее знакомство с предметом изучения и определение его места в разрешении хозяйственных проблем начинают с энергети- | ческого баланса сельского хозяйства и характеристики технологи- | ческих процессов основных и вспомогательных производств.

Поскольку из указанных процессов электротехнологии наибо­лее широко в сельском хозяйстве используют электронагрев, то значительный раздел в курсе занимают основы теории и расчета электронагревательных установок, способы электронагрева и возможности их использования.

Большой раздел курса отведен характеристике электронагрева­тельных установок сельскохозяйственного назначения, так как их широко применяют в различных технологических процессах для нагрева воды, воздуха и местного обогрева. Заключительный мате­риал посвящен использованию специальных видов электротехно­логии, среди которых: обработка электрическим током, электроим­пульсная технология и ее особенности, применение сильных элект­рических полей, магнитных полей, ультразвуковая технология.

В значительно меньшем объеме затронуты энергетические ос­новы электротехнологии, вопросы проектирования электронагре­вательных установок и разработки электротехнологических про­цессов.

Приведенная характеристика разделов курса отражает совре­менный интерес к использованию технологических процессов в

130

сельском хозяйстве. Следует отметить, что в общем балансе по- |)

требляемой на селе электрической энергии электропривод за­ нимает 60%, электроосвещение и облучение — 13%, электро­ нагрев и другие виды электротехнологии— 27 %. В перспективе следует ждать увеличения доли потребления электроэнергии на процессы электротехнологии. Подтверждение этому — разработка и поступление на российский рынок нового электротехнологи­ ческого оборудования не только отечественного производства, но и ведущих фирм зарубежных стран, например: различных !

скоростных и аккумуляционных водонагревателей и отопитель­ных котлов, мини-котельных, калориферных и вентиляционных установок, комплектов для поддержания микроклимата в жилых и животноводческих помещениях, птичниках, теплицах и т. д.

2.1.3. Энергетический баланс сельского хозяйства. Технологические процессы основных и вспомогательных производств

В общем балансе энергопотребления сельскохозяйственного производства тепловая энергия составляет более 60 %, а в живот­новодстве — до 90 %. Объясняется это тем, что все основные тех­нологические процессы в сельском хозяйстве, начиная от выра­щивания растений и молодняка животных и птиц и кончая пере­работкой и хранением сельскохозяйственной продукции, связаны с использованием тепловой энергий.

Особенности сельскохозяйственных предприятий. Рациональное теплоснабжение — важная экономическая задача, определяемая особенностями сельскохозяйственных предприятий как объектов

теплопотребл ения.

Первая особенность — рассредоточенность потребителей и низкая плотность тепловых нагрузок. Поэтому в сельском хозяй­стве распространены небольшие топливные котельные, имеющие следующие недостатки: существенные транспортные расходы на доставку топлива, вывоз золы и шлака; потери топлива при транс­портировке и хранении; значительные затраты ручного труда на обслуживание маломощных топливных установок (зачастую не поддающихся полной автоматизации); низкий коэффициент по­лезного действия, менее 0,3 (в том числе из-за плохих теплорасп-ределительных сетей).

Вторая особенность сельскохозяйственных потребителей теплоты — большая неравномерность тепловой нагрузки (коэф­фициент использования максимума 0,25...0,65). Это приводит к перерасходу топлива в периоды провалов тепловой нагрузки.

Третья особенность сельскохозяйственных потребителей состоит в том, что для нормальной жизнедеятельности животных, 9* 131

птиц и растений нужна оптимальная температура окружающего Я воздуха, а часто и обеспечение всех требований микроклимата. |1 Отклонение температуры от оптимальной или не обеспечение та- 1 ких требований, как влажность воздуха, газовый состав и т. д., от- Ц рицательно сказываются на протекании большинства жизненных | процессов. |

Указанные особенности сельскохозяйственных предприятий и ' обусловленные ими трудности теплоснабжения привели к поис­кам других источников тепловой энергии, в том числе с использо­ванием электрической энергии.

Применение электрической энергии. При ее использовании I можно: |

автоматизировать технологические процессы, за счет чего в 5 1,5...2,5 раза сократить количество персонала, обслуживающего ; тепловые установки и сети; на 20...25 % снизить энергозатраты; за счет более высокой точности поддержания температурно-влажно- ! стного режима в помещениях увеличить продуктивность и сохран- | ность животных и птиц, снизить расходы кормов;

повысить технический уровень производства, производитель­ность и культуру труда рабочих и персонала;

увеличить надежность системы теплоснабжения; снизить загрязнение окружающей среды или хотя бы сохранить экологию в конкретном рассматриваемом месте;

иметь постоянную готовность электронагревательной установ­ки (ЭНУ) к работе.

При использовании электроэнергии для получения теплоты не понадобится сооружение котельной, наружных тепловых сетей, складских топливных помещений и газоочистных устройств.

Экономический эффект от использования ЭНУ. Раньше счита­лось, что электронагрев обусловливает перерасход энергетических ресурсов из-за потерь при двукратном преобразовании энергии топлива (сначала в электрическую на электростанции, а затем в тепловую в электротермической установке). Однако в результате всесторонних научных исследований и практикой выявлена эко­номия первичных энергетических ресурсов при электронагреве.

Из расчетов, выполненных во ВИЭСХ, следует, что примене­ние ЭНУ для молочных ферм с поголовьем 200...400 коров, свино-откормочников до 6 тыс. голов, весенних теплиц до 1 га и других объектов по затратам экономичнее тепловых установок, работаю­щих на каменном угле.

Электронагрев не только экономически оправдан, но и рацио­нален при местном обогреве животных и птиц, при обогреве в парниках и теплицах и т. д. ЭНУ легко поддаются атоматизации, просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Их коэффи­циент полезного действия достаточно высок.

Главные составляющие эффективности при использовании электронагрева — снижение капитальных вложений, уменьшение фонда зарплаты при сокращении обслуживающего персонала и экономия энергоресурсов.

Применение электронагрева в сельскохозяйственном производ­стве. Следует отметить, что широкое применение электроэнергии для электрификации процессов сдерживается отсутствием резерв­ной мощности на селе, малой пропускной способностью сельских электрических сетей, а также ограниченной номенклатурой элект­ротермического оборудования.

В то же время из практики передовых хозяйств известно, что электрический нагрев может быть с успехом применен во многих процессах сельскохозяйственного производства.

Примеры применения электронагрева: вовцеводстве — для подогрева воды при поении овец, обсушки новорожденных ягнят, получения горячей воды, расходуемой на технические цели, создания искусственного микроклимата в кошарах, в бас­сейнах для купания животных, а также в ряде других технологи­ческих процессов;

в молочном животноводстве — для электрона^ грева воды в моечных помещениях, на доильных площадках, в системах автопоения, душевых установках; запаривания сочных кормов и картофеля; подготовка концентрированных и силосо­вание грубых кормов; пастеризации молока; обработки молоч­ной посуды, частей доильной установки и танков, обогрева пола и воздуха помещений, обсушки животных подогретым возду­хом; подогрева обрата и молока для выпойки телят;

в птицеводстве — для инкубации и отопления и венти­ляции птичников, подогрева воды и т. д.;

в растениеводстве открытого грунта — для яровизации картофеля, теплового протравливания семян на се­лекционных станциях, сушки плодов, овощей, хлопка, активного вентилирования сена с подогревом воздуха;

в р а с т е н и е в о д с т в е защищенного грунта — для обогрева воздуха и грунта в парниках и теплицах при выращи­вании овощей, табака, хлопка, сеянцев цветов, черенков плодовых культур, для обеззараживания почвы и т. д.

Электронагрев используют в сельскохозяйственных мастерских, а также в быту сельского населения (для отопления жилых помеще­ний, получения горячей воды, приготовления пищи и т. д.).

Использование специальных видов электротехнологии. Помимо перечисленных процессов в сельском хозяйстве используют раз­личные электрофизические и электрохимические методы, осно­ванные на электрических и магнитных явлениях. Это позволяет использовать не только тепловое действие электрического тока,

133

но и другие его технологические свойства: механическое (без ис­пользования электродвигателей); химическое (получение хими­ческих реагентов и ускорение химических реакций при обработке продуктов и кормов); биологическое (управление поведением жи­вотных, подавление или стимулирование жизнедеятельности мик­рофлоры и микрофауны). Можно говорить также об электролити­ческих процессах, используемых в ремонтном производстве и дру­гих областях.

Благодаря методам электротехнологии в сельскохозяйственном производстве стали возможными многие современные технологи­ческие процессы.

Так, в животноводстве, растениеводстве и птицеводстве ис­пользуют ионизаторы и электрофильтры воздуха, установки для электрообеззараживания навоза и почвы, электрические сепара­торы и электростимуляторы семян и зерна. Применяют различ­ные импульсные генераторы в установках электроэрозионной и электрохимической обработки металлов, в электрических изго­родях, в установках с использованием электрогидравлического удара. Используют установки для ультразвуковой и магнитной об­работки материалов, специальные парогенераторы и плазмотроны и т. п.