Проведение хозяйственных испытаний экспериментального образца ГЭТУидоработка технической документаций по результатам испытаний
Цель испытанийпроверка соответствия конструкции и показателей работы экспериментального образца ГЭТУ –25 техническому заданию на разработку и конструкторской документации.
Программа и методика хозяйственных испытаний экспериментального образцаприведены в разделе 2.2.
Место проведения испытаниймолочный блок фермы КХ «Есахмет» Карасайского района Алматинской области.
На ферме имеется 2 нетиповых коровника на 100 голов с пристроенным молочным блоком рисунок 34. В данный момент содержится90 дойных коров Алатауской породы. Суточный объем производимого молока1200 л.
В нетиповом молочном блоке находится 6 доильных аппарата, 31 фляги,2 охладителя молока на 1600 л, пастеризатор, электрический водонагреватель «Thermex» на 50 л,ванна для мытья молочного инвентаря, 10 ведер, 10 цедильки.
Площадь молочного блока5х6,5=32,5 м2. В молочном блоке система отопления отсутствует. Отсутствует также парогенератор.
Произведены доставка, монтаж и пуско–наладочные работы экспериментального образца ГЭТУ. Пароводонагреватель с бойлером установлен непосредственно в помещении молочного блока рисунок35, а гелиоколлекторна его крыше с ориентацией на юг и наклоном 45º рисунок 36.Поскольку, с одной стороны, в молочном блоке отсутствует система отопления, с другойиспытания проводились в теплое время года, то при проведении хозяйственных испытанийэкспериментальный образец ГЭТУ–25 работал поочередно в двух режимах:
|
|
|
Рисунок 34–Общий вид пристроенного молочного блока
Рисунок 35–Общий вид пароводонагревателя с бойлером, установленногов помещении молочного блока
– в режиме электрического нагрева воды в бойлере, которая использовалась для обмывки вымени перед дойкой, мытья подойной посуды, стаканов, шлангов, фляг, охладителей молоко, ведер, моечной ванны, молочных бутылок и банок и др., а также для санитарно–гигиенических нужд обслуживающего персонала в соответствии с нормами, рекомендованными «Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий крупного рогата скота ОНТП 1–77.
Рисунок 36–Общий вид гелиоколлектора, установленного
на крыше молочного блока
– в режимесолнечного нагрева воды в бойлере:
– в режимепароснабжения для дезинфекции молочного оборудования.
В молочных хозяйствах пар используется в основном после утренней и вечерней дойки для пропаривания доильных аппаратов, молочной посуды, фляг, резервуаров и т.д., продолжительность которого занимает не более 1…1,5 часа. Для качественнойдезинфекции производительность паровой струи должна быть не менее 12 кг/ч, с допустимыми колебаниями в интервале 7,2…15 кг/ч[26]. При такой паропроизводительности продолжительность подойников, молокомеров и бачков доильных аппаратов составляет 3 мин., а молочных фляг– 5 мин.[26].
|
|
|
Результатыхозяйственных испытаний приведены в таблицах 7,8 и 9.
Анализ полученных данных показывает, что основные технические показатели и режимы работы экспериментального образца ГЭТУ–25, а также параметры качества парагорячей воды соответствуют требованиям техзадания.
Достоинствами ГЭТУ–25 являются:
– многофункциональность, т.е. возможностьее использования для получения горячей воды и пара, а также отопления помещений;
– возможность круглогодичного использования солнечной энергии для нагрева воды, что позволяет значительно снизить расход электроэнергии;
– высокая степень автоматизации с применением микропроцессорной системы управления;
– применение новой электродной системы с переменным межэлектродным расстоянием, обеспечивающейработу устновки в широком диапазоне изменения удельного сопротивления котловой воды без продувки, что способствует значительному снижению тепловых потерь с удаляемойзасоленной водой, а следовательно, поддержанию к.п.д. установкина высоком уровне.
|
|
|
Таблица 7– Результаты хозяйственных испытаний экспериментального образца ГЭТУ–25 в режиме электрического нагрева водыв бойлере
| Показатель | Единица измерения | Значение показателя |
| Вместимость бойлера Площадь поверхности теплообменника ТО1, используемого для нагрева воды в бойлере Начальная температура воды в бойлере Средняя температура воды в конце нагрева Степень нагрева воды в бойлере Продолжительность нагрева Начальная электрическая мощность устновки Средневзвешенная электрическая мощность установки за период нагрева Расход электроэнергии К.п.д. установки в режиме нагрева воды Удельный расход энергии на нагрев воды | л м2 ºС ºС ºС ч кВт кВт кВт·ч квт·ч/л·0С | 500 0,4 23 82 59 1,75 24,9 20,16 35,28 0,972 0,00119 |
Таблица 8– Результаты хозяйственных испытаний экспериментального образца ГЭТУ–25 в режиме солнечного нагрева водыв бойлере (в начале октября)
| Показатель | Единица измерения | Значение показателя |
| Площадь апертуры гелиоколлектора ГЭТУ–25 Вместимость бойлера Площадь поверхности теплообменника ТО3, используемого для нагрева воды в бойлере Начальная температура воды в бойлере Средняя температура воды в конце нагрева Степень нагрева воды в бойлере Продолжительность нагрева Полезная энергия, затрачиваемая на нагрев воды Расход электроэнергии на работу насоса, кВт·ч Солнечная энергия, поступающая на поверхность гелиоколлектор, за период нагрева К.п.д. установки в режиме нагрева воды | м2 л м2 ºС ºС ºС ч кВт·ч кВт·ч кВт·ч | 5,7 500 0,5 23 18 57 39 9 22,9 0,6 35,18 0,64 |
|
|
|
Таблица 9– Результаты хозяйственных испытаний экспериментального образца ГЭТУ в режиме пароснабжения
| Показатель | Единица измерения | Значение показателя |
| Номинальная мощность установки Номинальныйток Продолжительность выхода в режим стабильного Парообразования Теплопроизводительность Паропроизводительность Температура пара Давление пара Рабочий диапазон изменения удельного сопротивления котловой воды К.п.д Удельный расход энергиина получение пара | кВт А мин кДж/ч кг/ч ºС МПа Ом·м квт·ч/кг | 25 38 8…9 90000 33 до 105 до 0,07 26…4 0,968 0,731 |
Замечания по конструкции ГЭТУ–25:
– необходимо улучшить теплоизоляцию корпуса пароводонагревателя;
– для исключения касания обслуживающего персонала место установки пароводонагревателя оградить защитной металлическойсеткой;
– необходимо установить циркуляционные насосы с задней стороны пароводонагревателя;
– необходимо предусмотреть возможность подпитки не только от подпиточного бачка, но и непосредственноот водопроводной сети.
По результатам испытаний оформлены акт хозяйственных испытаний в ПРИЛОЖЕНИИ Ж.
На основе обработки и анализа результатов хозяйственных испытаний экспериментального образцаи с учетом вышеперечисленных замечаний была доработана техническая документация на экспериментальный образец в конструкторском отделе института, который включает чертежи общего вида и его основных узлов. Обьем доработанной чертежной конструкторской документации составляет 9 листов формата А1(ПРИЛОЖЕНИЕ З), общий объем составляет 17 листов формата А1. (ПРИЛОЖЕНИЕ И)
3.3.5 Технико–экономическое обоснование эффективности применения ГЭТУ.
Годовая экономия совокупных затрат денежных средств от эксплуатации новой техники согласно ГОСТ Р 53056–2010 [30]вычисляется по формуле
Эг.н.=Fi[﴾Ис.з.б– Цост.б)(Ис.з.н. –Цост.н]( ], (51)
где Fiобъемработ на i–й операции, ед.наработки; И.с.з.б, Ис.з.нсовокупные затраты денежных средств, включающие в себя прямые эксплуатационные затраты, значение величины убытка от снижения количества и качества продукции, от достигнутого уровня условий труда обслуживающего персонала, затраты от отрицательного воздействия на окружающую среду соответственно по базовой и новой технике, тг./ед.наработки;
Цост.бЦост.нудельная остаточная стоимость соответственно базовой и новой техники, тг./ед.наработки.
Прямые эксплуатационные затраты денежных средств на единицу наработки вычисляются по формуле
И= Ис.з.= З + Г + Р + А, (52)
где Ззатраты средств на оплату труда обслуживающего персонала, тг/ед.наработки; Гзатраты средств на электроэнергию, тг/ед.наработки;Рзатраты средств на ремонт и техническое обслуживание, тг/ед.наработки;Азатраты средств на амортизацию, тг/ед.наработки.
Затраты средств на оплату труда обслуживающего персонала вычисляют по формуле
З = 
Л 
Кз , (53)
где Лчисло обслуживающего персонала, чел.;Wсмпроизводительность в единицах наработки за 1 час сменного времени ( ГОСТР 52778); 
оплата труда обслуживающего персонала, тг/чел.–ч.; Кзкоэффициент начислений на зарплату при различных формах налогообложения ( единый социальный налог, единый сельскохозяйственный налог).
Затраты средств на электроэнергию вычисляются по формуле
Г = q1Цт , (54)
гдеq1удельный расход электроэнергии, кВт·ч/ед.наработки; Цтцена 1 кВт·ч электроэнергии, тг/кВт·ч
Удельный расход электроэнергии определяют в типовом хозяйстве во время проведения контрольной смены техническими средствами (электросчетчиками).
Цена электроэнергии для отечественной и зарубежной техники определяют по данным типового хозяйства в период проведения расчетов.
Затраты средств на ремонт и техническое обслуживание новой техники по нормам отчислений от цены машины вычисляют по формуле
Р = 
, (55)
где Бцена техники ( без НДС), тг;rркоэффициент отчислений на ремонт и техническое обслуживание техники; Wэкпроизводительность агрегата в час эксплуатационного времени, ед.наработки; Тзгодовая зональная фактическая загрузка техники, ч.
Годовые затраты средств на проведение технического обслуживания новой техники Sт.о., тг, вычисляются по формуле
Sт.о. = ZS т.о.КзКм , (56)
гдеSтрудоемкость одного технического обслуживания, чел.–ч.; 
оплата труда механизатора при проведении технического обслуживаниятг/ чел.–ч.;Кмкоэффициент учета стоимости материалов, используемых при техническом обслуживании; Zчисло ежесменных технических обслуживаний вычисляется по формуле
Z= 
, (57)
гдеКсмкоэффициент использования сменного времени;Тдпродолжительность рабочего дня, ч.
Затраты средств на амортизацию техники в хозяйственных субъектах различных организационно–правовых форм вычисляются по формуле
А = 
(58)
гдеакоэффициент отчислений на амортизацию техники.
Рассмотрим базовый и новый варианты теплоснабжения на примере молочной фермы на 100 голов.
Базовый вариант предусматривает:
а) для пароснабженияэлектродный парогенератор типа
ПЭЭ –15/30 (Россия), мощностью 24 кВт, производительностью по пару до 30 кг/ч, ориентировочная цена в Алматы –530000 тг;
б) для горячего водоснабженияемкостной водонагреватель типа САОС–400 (Россия), емкостью 400 л, ориентировочная цена в Алматы438450 тг;
в) для отопления молочного блокаэлементный водонагреватель ЭВП–15 (Россия), мощностью 15 кВт, ориентировочная цена31000 тг.
Таким образом, в базовом варианте суммарные капитальные затраты на приобретение теплогенерирующих установок составляют– 999450 тг, с учетом монтажа (балансовая стоимость) 999450 х1,2=1 194 540 тг.
Новый вариант теплоснабжения фермерского хозяйства, на базе разработанной гелиоэлектрической установки ГЭТУ–25 предусматривает:
а) для пароснабжения и отопления молочного блокаэлектродный пароводонагреватель ЭПГ–25, мощностью 25 кВт, ориентировочная цена –150000 тг:
б) для горячего водоснабжениябойлер–аккумулятор типа СН–16, емкостью 500 л, ориентировочная цена –336440 тг игелиоколлектор типа СН–31, состоящий из 70 вакууммированных колб с тепловыми трубками, площадь апертуры 5,7 м2, цена85632 тг;
в) шкаф управления и автоматики с микропроцессором, ориентировочная цена –451623 тг.
Суммарные капитальные вложения в новом варианте теплоснабжения составляют 1 023 715 тг, а с учетом монтажа (балансовая стоимость) –
1 023 715х1,2= 1 228 450 тг.
Ежегодные издержки на реновацию составляют 16,6%, на капитальный ремонт –7%, на текущий ремонт и техобслуживание –2% от балансовой стоимости всех теплогенерирующих установок соответствующего варианта теплоснабжения.
Для определения годового расхода электроэнергии необходимо рассчитать годовой расход теплоты в молочном блоке, который складывается из расходов теплоты на отопление, горячее водоснабжение и пароснабжение.
Годовой расход электроэнергии на отопление молочного блока для условий Алматинской области в базовом варианте определяется по формуле:
кВт·ч (59)
где 
– максимальный часовой расход теплоты на отопление молочного блока, равен 3,1 кВт· 
– расчетная температура внутреннего воздуха в молочном блоке, принимается равной 15 ºС; 
–средняя температура наружного воздуха за отопительный период, принимаем по [34] равной –2,1 ºС; 
– расчетная температура наружного воздуха, принимаем по [34] равной –25 ºС ; 
– продолжительность отопительного периода, принимаем по [34]равным 166 суток .
Годовой расход электроэнергии на отопление в новом варианте определяется так же, но с учетом того, что пароводонагреватель в режиме пароснабжения работает2 часа в сутки и на этот период прекращается подача теплоты на систему отопления. Тогда годовой расход электроэнергии составит:Q0гн = 4843,9кВт·ч.
Годовой расход электроэнергии на горячее водоснабжение определяем исходя из следующих предпосылок.
Как показали расчеты и результаты хозяйственных испытаний, объем аккумуляторагорячей воды500 л и с температурой 60…65 ºС обеспечивает разовую мойку всего молочного инвентаря в молочном блоке коровникана 100 голов. При этом расход электроэнергии для нагревабойлера 2 раза в сутки составляет зимой83,5 кВт.ч/сут, летом78,6 кВт·ч/сут. Тогда годовой расход электроэнергии на горячее водоснабжение в базовом варианте будет равен Qгв.б= 83,5 х166 + 78,6х199=29497,5 кВт·ч.
Как показали расчеты и результаты хозяйственных испытаний гелиоэлектрической установки ГЭТУ–25 экономия электроэнергии за счет использования солнечной энергии составляет около 9000 кВт.ч/год. Тогда годовой расход электрической энергии на горячее водоснабжение в новом варианте будет равен Qгв.н= 29497,59000 = 20497,5 кВт.ч.
Дезинфекционная обработка молочного инвентаря паром осуществляется один раз в сутки, после утренней дойки. Продолжительность пропариванияодин час. Мощность парогенератора в режиме пароснабжения составляет в среднем 12 кВт. Тогда годовой расход электроэнергии напароснабжение в обоих вариантахравен
Qпс= 12х365=4380 кВт·ч.
В период испытаний в Алматинской области тариф на электроэнергию составлял25 тг /кВт·ч.
Средняя нагрузка на одного электрика должна составлять 70 условных единиц.Объем работы по обслуживанию, ремонту и электромонтажу электрооборудованияприбазовомвариантеемкостной водонагреватель САОС–4001 усл.ед., электрический водонагреватель ЭВП–151 усл.ед., электродный парогенератор ПЭЭ–15/303,0 усл.ед.,. Всего объем работ по базовому варианту5 усл.ед.
Для выполнения данного объема требуется 5/70=0,071 электрика. Месячная зарплата электрика 5 разряда составляет 70 тысяч тенге. Тогда годовой расход на зарплату при базовом варианте составит
Зб = 70000х12 х0,071=59640 тенге.
Объем работы по обслуживанию, ремонту и электромонтажу электрооборудования в новом варианте: электродный пароводонагреватель ЭПГ–253,0 усл.ед., бойлер–аккумулятор СН–160,5 усл.ед. Всего объем работ по новому варианту3,5 усл.ед. Для выполнения данного объема требуется 3,5/70=0,05 электрика. Тогда годовой расход на зарплату при новом варианте составитЗн=70000 х12х0,05=42000 тенге.
В таблице 10приведены исходные данные для расчета, в таблице 11 показаны результаты расчета экономической эффективности ГЭТУ.
Из полученных результатов можно сделать вывод, что годовая экономия совокупных затрат от применения нового варианта теплоснабжения на базе гелиоэлектрической установкиГЭТУ–25 составляет 192 770,2 тг/год. Экономия достигается вследствие снижения затрат на электроэнергию с 978 932,5 до 790 035 тг за счет использования солнечной энергии.
Это показывает, что в отличие от существующих систем, предусматривающих отдельную теплогенерирующую установку для каждого теплового технологического процесса, разрабатываемая система на базе ГЭТУ–25экономичнее и надежнее в работе, проще в обслуживании
Таблица 10–Исходные данные для расчета экономической эффективности
| Показатель | Ед.изм. | Базовые машины | Новая машина |
| Марка оборудования | – | ПЭЭ 15/30, ЭВП –15, САОС400 | ГЭТУ–25 |
| Номинальная мощность – ПЭЭ15/30 – ЭВП15 – САОС400 | кВт кВт кВт кВт | – 24 15 12 | 25 – – – |
| Стоимость базовой техники: – ПЭЭ 15/30 – ЭВП15 – САОС400 | тг тг тг | 530000 31000 438450 | – – – |
| Стоимость новой техники: – ЭПГ–25 – СН 31 – СН 16 – ШУА | тг тг тг тг | – – – – | 150000 85632 336440 451623 |
| Расход электроэнергии в молочном блоке коровника на 100 гол.: – горячее водоснабжение (зима/лето) – отопление (продолжительность сезона 166сут.) – пароснабжение | кВт.ч/сут кВт.ч/год кВт.ч/сут | 83,5/78,6 5279,8 12 | 83,5/78,6 4843,9 12 |
| Тариф на электроэнергию в Алматинской области | тг/кВт.ч | 25 | 25 |
| Годовая экономия электроэнергии за счет использования солнечной энергии | кВт.ч/год | – | 7000 |
| Норматив амортизационных отчислений (реновация) | % | 16,6 | 16,6 |
| Норматив отчислений на капремонт | % | 7 | 7 |
| Норматив отчислений на текущий ремонт и ТО | % | 2 | 2 |
| Норматив сравнительной экономической эффективности дополнительных капвложений | – | 0,15 | 0,15 |
Таблица 11–Показатели экономической оценки
| № п/п | Наименования показателя | Ед. изм. | Базовый вариант | Новый вариант ГЭТУ–25 |
| 1 | Капитальные затраты | тенге | 999 450 | 1 023 715 |
| 2 | Капитальные затраты с монтажом | тенге | 1 194 540 | 1 228 450 |
| 3 | Затраты наэлекттроэнергию | |||
| на отопление | тг | 131 995 | 121 097,5 | |
| на горячее водоснабжение | тг | 737 437,5 | 562 437,5 | |
| на пароснабжение | тг | 109 500 | 109 500 | |
| Итого | тг | 978 932,5 | 790 035 | |
| 4 | Ежегодные эксплуатационные издержки на: | |||
| реновацию | тг | 198 293,6 | 203 922,7 | |
| капитальный ремонт | тг | 83 617,8 | 85 991,5 | |
| текущий ремонт и тех.обслуживание | тг | 23 891 | 24 569 | |
| заработную плату | тг | 59640 | 42000 | |
| Итого | 365 442,4 | 356 483,2 | ||
| 5 | Всего эксплуатационных затрат | тг | 1 344 374,9 | 1 146 518,2 |
| 6 | Совокупные затраты | тг | 1 523 555,9 | 1 330 785,7 |
| 7 | Годовая экономия совокупных затрат по новой машине | тг | – | 192 770,2 |
В таблице 12 приведены показатели экономической оценки без использования солнечной энергии при эксплуатации ГЭТУ–25. При этом капитальные затраты снижаются до 656 643 тг за счетисключениягелиоколлектора СН–31 и бойлера–аккумулятора СН–16. Соответственно, затраты на электроэнергию возрастают до 965 035тг, а эксплуатационные затраты снижаются до 1 208 755тг.Таким образом, годовой экономический эффект составляет 196 605 тг.
Таблица 12–Показатели экономической оценки без использования солнечной энергии
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 290; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!