новая папка 2 / 129655
.pdf
40
|
Vг |
G |
t |
н.б |
|
|
|
|
|
б |
|
, |
|
(4.20) |
|||
|
24 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
где tн.б. – время накопления биогаза за сутки, tн.б=2ч. |
|
|||||||
Общая тепловая энергия получаемого биогаза |
|
|||||||
|
Qобщ=Gб·Cб, |
(4.21) |
||||||
где Cб=24 МДж/м3 – теплотворная способность биогаза. |
|
|||||||
Расход теплоты на нагрев исходного навоза с |
t1=8°С до t2=35°С |
|||||||
(мезофильный режим). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
Qcут (t2 t1 ) Cн |
, |
(4.22) |
||||
|
||||||||
м. р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где CН – теплоёмкость навоза, CН=4,06 кДж/(кг·°С);
η– К.П.Д. нагревательного устройства, η=0,7.
Расход теплоты на собственные нужды
Q |
Q |
|
Q |
|
к.т |
, |
|||
с.н |
м. р |
|
|
|
|
|
|
|
где Qк.т – расход теплоты на компенсацию теплопотерь.
Общее количество биогаза, идущего на собственные нужды
Gб н Qс.н .
. Сб
Выход товарного биогаза
Gб.т.=Gб – Gб.н..
Коэффициент расхода газа на собственные нужды
|
|
|
G |
|
|
б |
б.н |
. |
|||
|
|
||||
|
|
G |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
б |
|
(4.23)
(4.24)
(4.25)
(4.26)
Производительность технологического оборудования выбирают, исходя из продолжительности его работы, не превышающей длительности рабочей смены, при возможности использования для нужд фермы.
Минимальная тепловая мощность
Р |
Gб qп |
, |
(4.27) |
|
min
t p
41
где qП=33,5 МДж/м3 – низшая теплота сгорания природного газа. |
|
Тепловая мощность котла, например КГ-1500, |
|
W 1500 qп . |
(4.28) |
к
Gб
Продолжительность работы котла парообразователя для собственных нужд установки
t |
p |
|
Qс.н
Wк
.
(4.29)
Один килограмм твердых отходов может дать 0,25 м3 биогаза. По теплотворной способности 1 м3 газа соответствует 0,6 л жидкого топлива. В сутки для 100 коров на подогрев воды расходуется 5...6 м3 газа. Один кВт·ч электроэнергии соответствует расходу 0,7…0,8 м3 газа. Одна тонна
сброженного навоза увеличивает урожайность на 10…15% по сравнению с использованием буртового навоза.
42
5 Энергетический расчет линии удаления навоза
Энергетический расчет проводим при условии, что все оборудование работает при оптимальной загрузке в указанное расчетное время. Можно рассчитать расход электроэнергии отдельно по уборкам (утром, днем, вечером) или сразу по всей линии удаления навоза.
Расчет ведем по установленной мощности оборудования и расхода электроэнергии для всех линий.
Nобщ N1 N2 ... Nn , |
(5.1) |
где N1, N2,…, Nn – соответственно мощность каждой машины, входящей в
технологическую линию, кВт.
Если в технологической линии присутствуют машины и оборудование, потребляемая мощность которых указана в лошадиных силах (л.с), то ее необходимо перевести в кВт, при этом пользуются формулой:
N |
кВт |
0, 74 N |
л.с. |
|
|
|
, |
где Nл.с. – мощность в лошадиных силах, л.с.;
0,74 – переводной коэффициент (1 л.с. – 0,74 кВт).
Росв – установленная мощность освещения в коровнике, кВт;
Росв=qосв Sосв,
где qосв – удельная величина освещения помещения, Вт/м2 (табл. Б.18); Sосв – площадь коровника, м2.
(5.2)
(5.3)
Sосв=a l, |
(5.4) |
где а – ширина здания, м;
l– длина здания, м.
Суточный расход электроэнергии (кВт·ч) определяется по формуле
Эсут (N1 T1 N2 T2 ... Nn Tn ) k , |
(5.5) |
где Т1, Т2,…, Тn – продолжительность работы каждой машины, ч; k – кратность включения машины в день.
43
Продолжительность работы машины определяют по максимальной производительности, далее определяют необходимые параметры машин технологической линии, подбирают машины по каталогу (справочнику) и пересчитывают работу машин на фактическое время по формуле
Тф
|
Q |
|
|
max (рас) |
|
Q |
||
|
||
|
маш |
,
(5.6)
где Qмах(рас) – максимальное расчетное количество продукта, подлежащего
обработке на поточной технологической линии (или на машине), т;
Qмаш – производительность машины, выбранной по каталогу, т/ч.
После расчетов можем получить фактическое время работы, которое значительно больше времени уборки Тф Туб, и берем не одну машину, а
несколько (если это возможно, разделяя поток), или выбираем другую машину с большей производительностью. Если фактическое время работы значительно меньше времени уборки (Тф Туб), то выбираем другую машину с меньшей
производительностью.
По найденным значениям Тф (с учетом распорядка дня) далее строят график работы оборудования, график установленных мощностей, расхода воды и другие при необходимости. Поэтому нагрузка на один горизонтальный транспортер в любую уборку (утреннюю, дневную, вечернюю) будет в два раза меньше указанной ранее в расчетах.
44
Литература
1.Зарубежные машины и оборудование для животноводства: каталог. Ч.1. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. – 196 с.
2.Зарубежные машины и оборудование для животноводства: каталог. Ч.2. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. – 176 с.
3.Кирсанов, В.В. Механизация и технология животноводства / В.В.
Кирсанов, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич и др. – М.: КолосС, 2007. – 584 с., ил.
4.Ковалев, Н. Г., Глазков, И. К. Проектирование систем утилизации навоза на комплексах. – М.: Агропромиздат, 1989. – 160 с.
5.Коваленко, В. П. Механизация обработки бесподстилочного навоза. –
М.: Колос, 1984. – 159 с.
6.Курсовое и дипломное проектирование по механизации животновод- ства / Под ред. Д.Н. Мурусидзе, В.В. Кирсанова, А.И. Чугунова и др. – М.:
КолосС, 2006. – 296 с.: ил.
7.Методические рекомендации по реконструкции и техническому перевооружению ферм. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. – 228 с.
8.Механизация и технология производства продукции животноводства / Под ред. В.Г. Коба, Н.В. Брагинец, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич. – М.:
Колос, 2000. – 528 с.: ил.
9.Мохнаткин, В.Г. Курсовое проектирование по механизации животноводства: Методическое пособие / В.Г. Мохнаткин, А.М. Игитов. –
Киров: Вятская ГСХА, 2006. – 51 с.: ил.
10.Повышение эффективности функционирования технических систем подготовки навоза к использованию / П. И. Гриднев [и др.]. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. – 84 с.
11.РД-АПК 1.10.15.02-08. Методические рекомендации по
технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. – М.: Минсельхоз России, 2008. – 93 с.
45
12.Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки к использованию навоза для различных производственных и природно-климатических условий: рекомендации/ Н. М. Морозов [ и др.]. – М.:
ФГНУ «Росинформагротех», 2005. – 180 с.
13.Сельскохозяйственная техника: кат. / Техника для животноводства. – Т. 4. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. – 336 с.
14.Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства
/Под ред. В. В. Нунгезера, Ю.Ф. Лачуги и В.Ф. Федоренко. – Ч. II. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. – 492 с.
15.Тенденции развития сельскохозяйственной техники за рубежом (по материалам Международной выставки «SIMA-2007»): науч. аналит. обзор /
А.А. Ежевский [и др.]. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. – 308 с.
16.Энергосберегающее электротехнологическое оборудование для АПК: кат. / Н.П. Мишуров [и др.]. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. – 264 с.
46
Приложения
Приложение А Таблица А.1 – Виды и нормы потребности подстилки для образования навоза
на фермах и комплексах крупного рогатого скота
|
|
Системы содержания животных |
|
||||
Показатели |
привязное |
боксовое |
беспривязное |
||||
на глубокой |
|||||||
|
|||||||
|
|
|
|
|
подстилке |
||
|
|
|
|
|
один раз в год |
||
Периодичность смены |
|
|
один раз в 10 |
или |
|||
ежедневно |
периодически |
||||||
подстилки |
дней |
||||||
|
|
по мере |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
надобности |
||
Вид подстилки |
солома |
торф |
солома |
торф |
солома |
торф |
|
Первоначальный слой |
|
|
|
|
|
|
|
подстилки, см |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
20,0 |
30,0 |
|
Норма потребности |
|
|
|
|
|
|
|
подстилки, кг на голову в |
|
|
|
|
|
|
|
сутки, для животных: |
|
|
|
|
|
|
|
коров молочных пород |
1,5 |
3,0 |
0,5 |
1,0 |
5,0 |
9,0 |
|
коров мясных пород с |
|
|
|
|
|
|
|
телятами |
- |
- |
- |
- |
5,0 |
10,0 |
|
Откормочного поголовья |
1,0 |
3,0 |
- |
- |
3,0 |
8,0 |
|
Молодняка |
1,5 |
3,0 |
0,5 |
1,0 |
3,0 |
8,0 |
|
Телят в индивидуальных |
|
|
|
|
|
|
|
клетках |
1,5 |
- |
- |
1,0 |
1,5 |
1,0 |
|
Телят в групповых |
|
|
|
|
|
|
|
клетках |
- |
- |
1,0 |
- |
1,5 |
- |
|
Примечание: при хранении навоза в подпольном навозохранилище вносят первоначальный слой подстилки в виде соломы из расчета 10…15 кг или 20…30 см на 1 м2 пола хранилища.
Таблица А.2 – Суточные нормы подстилки на одно животное для получения на
ферме «твердого» навоза
Вид |
|
Подстилка |
|
животных |
солома |
торф |
опилки |
Крупный рогатый скот |
4…5 |
6…8 |
3…4 |
Лошади |
2…4 |
5…6 |
2…3 |
Овцы, козы |
0,5…1,0 |
0,8…1 |
1,5…2 |
Свиноматки с поросятами |
5…6 |
6…8 |
- |
Холостые свиноматки |
2…3 |
3…4 |
2,5…3 |
Поросята-отъемыши |
1…1,5 |
1,5…2 |
- |
47
Таблица А.3 – Количество подстилки, необходимое на одно животное, кг/сут.
Вид |
|
|
Солома |
|
Торф |
Стружка |
|||
|
|
злаковых |
|
бобовых |
слаборазло |
среднеразло |
|||
животных |
|
|
|
||||||
|
|
культур |
|
культур |
|
жившийся |
жившийся |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Коровы |
|
|
3…5 |
|
4…6 |
|
5…6 |
8…10 |
3…6 |
Лошади |
|
|
2…4 |
|
3…5 |
|
3…4 |
5…6 |
2…4 |
Овцы |
|
|
0,5…1,0 |
|
0,5…1 |
- |
- |
- |
|
Свиноматки |
с |
|
5…7 |
|
6…8 |
- |
- |
- |
|
поросятами |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хряки |
|
|
1,5…3 |
|
2…3 |
|
2…3 |
- |
2…3 |
Откормочное |
|
1…2 |
|
1,5…2 |
|
1,5…2 |
- |
1,5…2 |
|
поголовье |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица А.4 – Потребность в подстилке |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
Возрастные группы |
|
|
Потребность |
|
|||||
Свиноматки: подсосные |
|
|
|
1,5 |
|
||||
|
супоросные |
|
|
|
0,6 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
Отъемыши и ремонтный молодняк |
|
|
0,3 |
|
|||||
Хряки |
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Свиньи на откорме |
|
|
|
0,8 |
|
||||
Таблица А.5 – Первоначальная влажность подстилки |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вид подстилки |
|
|
|
Влажность, % |
|
|||
Солома |
|
|
|
|
|
|
|
13…14 |
|
Опилки |
|
|
|
|
|
|
|
11…12 |
|
Торф (верховой) |
|
|
|
|
|
9…10 |
|
||
Таблица А.6 – Поглощение жидкости различными видами подстилочного
материала (в весовых частях: на одну часть подстилки)
Вид материала (1 часть) |
Количество влаги (частей) |
Солома злаков |
1,8…2,8 |
Солома гороха |
2,5…2,8 |
Торф |
5…7 |
Опилки |
4,0…4,2 |
Стружка |
3,0 |
Листья дуба |
1,6 |
Литья бука |
4,0 |
Хвоя |
1,5…2,5 |
48
Таблица А.7 – Среднесуточное выделение экскрементов животными и
требуемое количество подстилки
Вид |
Экскременты |
Вид подстилки |
||
животных |
|
|
|
|
твердые, |
жидкие, |
солома, |
торф, кг |
|
|
кг |
кг |
кг |
|
Крупный рогатый скот |
20…30 |
10…15 |
3…5 |
5…6 |
Лошади |
15…20 |
4…6 |
2…3 |
3…4 |
Овцы |
1,5…2,5 |
0,6…1,0 |
0,5…1,0 |
- |
Откормочные свиньи |
1,2…2,5 |
2,5…4,5 |
1,2 |
- |
Таблица А.8 – Выход навоза в сутки от одного животного
|
|
|
|
Количество навоза от одного |
|||
Вид животных |
|
|
|
животного, кг/сутки |
|||
|
|
стойловый |
пастбищный |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
период |
|
период |
|
Крупный рогатый скот |
|
|
30…35 |
|
20…25 |
||
Молодняк крупного рогатого скота |
|
|
15…20 |
|
10…15 |
||
Лошади |
|
|
15…20 |
|
15…2 |
||
Овцы |
|
|
2…3 |
|
1,5…2,0 |
||
Свиньи: |
|
|
|
|
|
|
|
взрослые |
|
|
7…8 |
- |
|||
молодняк |
|
|
4…5 |
- |
|||
Таблица А.9 – Суточный выход экскрементов (кг на голову) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид животных |
|
Кал |
|
Моча |
|
Всего |
|
Крупный рогатый скот: |
|
|
|
|
|
|
|
коровы |
|
30 |
|
15 |
|
45 |
|
молодняк |
|
15 |
|
15 |
|
30 |
|
Хряки-производители |
|
3,1 |
|
5,1 |
|
8,2 |
|
Свиноматки подсосные |
|
3,1 |
|
4,9 |
|
8,0 |
|
Свиноматки супоросные |
|
3,7 |
|
3,6 |
|
7,3 |
|
Свиноматки холостые |
|
3,7 |
|
3,6 |
|
7,3 |
|
Свиньи на откорме |
|
2,9 |
|
4,0 |
|
6,9 |
|
Отъемыши |
|
1,8 |
|
2,6 |
|
4,4 |
|
Поросята-сосуны |
|
0,6 |
|
0,9 |
|
1,5 |
|
Овцы |
|
2,0 |
|
0,5 |
|
2,5 |
|
49
Таблица А.10 – Суточный выход навоза и жидкости от одной овцы
|
|
Выход навоза, кг |
||
Группа |
Выход |
при стойловом |
при |
|
и стойлово- |
||||
|
||||
|
пастбищном |
|||
|
|
пастбищном |
||
|
|
содержании |
||
|
|
содержании |
||
|
|
|
||
Овцы взрослые (бараны, матки, валухи) |
1 |
4 |
1 |
|
Молодняк после отбивки |
0,5 |
2 |
0,5 |
|
Таблица А.11 – Суточные нормы выхода навоза и жижи на одно животное, кг
Вид животных |
Моча |
Кал |
Смесь мочи и кала |
Коровы |
20 |
35 |
55 |
Нетели |
7 |
20 |
27 |
Молодняк |
4 |
10 |
14 |
Телята |
2 |
5 |
7 |
Хряки-производители |
5,1 |
3,1 |
8,2 |
Свиноматки подсосные |
4,9 |
3,1 |
8,0 |
Свиноматки супоросные |
3,6 |
3,7 |
7,3 |
Свиноматки холостые |
3,6 |
3,7 |
7,3 |
Ремонтный молодняк |
4,0 |
2,9 |
6,9 |
Свиньи на откорме |
4,0 |
2,9 |
6,9 |
Отъемыши |
2,6 |
1,8 |
4,4 |
Поросята-сосуны |
0,9 |
0,6 |
1,5 |
Лошади |
5,0 |
15 |
20 |
Овцы |
2,3 |
0,8 |
3,1 |
Таблица А.12 – Суточные выделения одного животного
Группа животных |
Моча, л |
Навоз, кг |
Хряки-производители |
6,0 |
9,0 |
Взрослые матки с поросятами |
10,0 |
12,0 |
Поросята-отъемыши |
0,8 |
2,5 |
Молодняк |
1,5 |
3,0 |
Свиньи на откорме |
2,5 |
5,0 |
Таблица А.13 – Суточный выход навоза и жидкости от одной свиньи |
||
Свиньи |
Моча, л |
Навоз, кг |
Хряки-производители |
6 |
9 |
Матки взрослые |
8 |
9 |
Поросята-отъемыши |
0,8 |
2,5 |
Молодняк |
2,5 |
5 |
Свиньи на откорме |
4 |
5 |