авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

«НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации ...»

-- [ Страница 7 ] --

К недостаткам стационарных систем можно отнести малую дальность транспортирования навоза – до 300 м, что не позволяет применять их при транспортировании навоза на поля. Однако практика показывает, что этого плеча транспортирования достаточно при применении для утилизации навоза навозохранилищ-накопителей, расположенных за территорией фермы.

Проведенный анализ эффективности применения скреперной технологии и оборудования для навозоудаления подтвердили приемочные испытания ком плекта оборудования для утилизации бесподстилочного навоза ОУН-1-2 [3], состоящего из оборудования для навозоудаления скреперного ОНС-1 и обору дования насосного, проведенные ГУ «Белорусская МИС» на одной из новых ферм в СПК «им. Кутузова» Новогрудского района Гродненской области. Ис пытания проводились на бесподстилочном навозе влажностью 79,6%. Обору дование в автоматическом режиме качественно производит уборку навоза из открытых навозных лотков (остаточная загрязненность лотков составляет 0,1 кг/м2), качество удаления навоза – 98,5% при производительности обору дования за час основного времени 4,1 тонны и удельном расходе энергии 6,22 кВт·ч/т.

При проведенном в рамках испытаний расчете показателей экономиче ской эффективности оборудования для утилизации бесподстилочного навоза ОУН-1-2 в сравнении с аналогичным комплектом оборудования фирмы «Duramat» (Германия) получен годовой экономический эффект в размере 146239,6 тыс. руб. (в ценах на 01.01.2010 г.), а срок окупаемости абсолютных капвложений составил 1,28 года.

По результатам работы приемочной комиссии оборудование рекомендо вано к постановке на серийное производство. Оборудование для удаления и утилизации навоза осваивается в производстве ОАО «Завод «Промбурвод» и ОАО «Дятловская сельхозтехника».

Заключение Технология удаления навоза на новых молочно-товарных фермах респуб лики стационарными средствами с применением скреперных установок цик лического действия и насосного оборудования эффективнее бульдозерного навозоудаления, имеет более низкие удельные энергозатраты и материалоем кость, не требует использования жидкого топлива, позволяет полностью авто матизировать процесс навозоудаления и выполнять его в соответствии с тре бованиями по защите окружающей среды.

06.09. Литература 1. Реконструкция животноводческих помещений: научно-популярное изд. // В.Г. Самосюк [и др.]. – Молодечно: Изд-во Лаврова, 2001. – 70 с.

2. Зарубежные машины и оборудование для животноводства: каталог. – М.: ФГНУ «Росин формагротех», 2006. – Ч. 2. – 196 с.

3. Протокол № 085 Б –2010 приемочных испытаний опытного образца оборудования для утилизации бесподстилочного навоза на молочно-товарных фермах ОУН-1-2 / ИЦ ГУ «Бе лорусская МИС». – Привольный, 2010. – 68 с.

УДК 637.1 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕНДЕНЦИЙ СНИЖЕНИЯ В.О. Китиков ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ (РУП «НПЦ НАН Беларуси ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОКА по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Т. Павловски (Промышленный институт сельскохозяйственных машин (PIMR), г. Познань, Республика Польша) В основе промышленного производства молока сегодня находятся гене тический потенциал животных, кормовая база, технологическая и техническая оснащенность предприятия и уровень подготовки обслуживающего персонала.

Потенциал продуктивности скота – первый базовый фактор промышленно го производства молока, от которого зависит эффективность вложенных затрат.

Анализ, проведенный российскими учеными Г.П. Легошиным и В.А.

Бильковым, с учетом данных по основным производителям молока в мире по казал, что эффективное, то есть безубыточное, получение его на промышлен ной основе возможно при годовых удоях коров 6000 кг/гол. и выше [1, с. 23].

Применительно к Республике Беларусь это означает необходимость раз вития генетического потенциала черно-пестрой породы скота, который, по общим оценкам, находится в пределах 6000 кг/гол. Вместе с тем отечествен ные специалисты [2] проводят исследования и крупномасштабную селекцию черно-пестрой породы с целью повышения потенциала продуктивности коров до 7000–8000 кг/гол. в год.

Из того, что для обеспечения полноценного кормления животных как с низкими, так и с высокими удоями требуется равнозначное количество кор мов, затраты на производство которых составляют более 60% всех издержек в производстве молока, следует, что высокая продуктивность животных – это значимый фактор экономии кормов.

Кормовая база – второй значимый фактор промышленного производства молока. Наиболее эффективным с точки зрения энергоемкости и выхода про дукции способом кормления крупного рогатого скота является технология «Унифид» (единый корм), предусматривающая измельчение стебельчатых кормов и смешивание их с другими кормами рациона. Кормосмеси увеличи вают поедаемость кормов на 10–12%, что ведет к увеличению привесов и надоев на 10–15% [3].

Следующий фактор энергоэффективного производства молока – техноло гический уровень производства и научно-технический уровень средств меха низации-автоматизации. Наши исследования по обоснованию перспективных направлений развития комплексной механизации молочного животноводства согласуются с результатами анализа д-ра Р. Шлаудерера и д-ра И. Акерманн из Института аграрной техники Восточной Германии [4], свидетельствующими о наиболее значимых технологических факторах в модернизации и развитии со временного молочного животноводства, таких как: кормление животных пол норационными кормосмесями с применением смесителей-раздатчиков, авто матическое регулирование микроклимата помещений для содержания и дое ния, автоматизированное скреперное удаление бесподстилочного навоза, а также компьютерное управление стадом на основе АСУ ТП молочно-товарных ферм.

Результаты ресурсной оценки производства молока в условиях привязно го и беспривязного содержания коров, выполненной нами совместно с Науч но-практическим центром НАН Беларуси по животноводству в течение 2002– 2007 гг., свидетельствуют о том, что привязный способ содержания с доением в коровнике в 1,3 раза более энергоемок относительно беспривязного с доени ем в зале;

при этом рентабельность производства на 10–11% ниже [5].

В последние годы в Республике Беларусь сформировалось шесть основ ных технологических направлений, адаптированных к условиям промышлен ного молочно-товарного производства (таблица 39). Первые три обеспечат в ближайшей перспективе производство основного объема молока 56% в году и 76% в 2015 году.

Таблица 39 – Перспективные технологические направления развития производства молока Удельный вес техноло гического направления Технологиче Технологические Необходимое в объеме производства ский принцип направления оборудование молока, % доения 2007 г. 2010 г. 2015 г.

Доение на специ- Установки доильные Направление 1.

Сезонное беспри- альных площад- автоматизированные со вязное боксовое ках (в залах) при станками типа «Елочка», содержание коров помощи станоч- «Тандем», «Параллель» 7 20 ных доильных установок с АСУ ТП Доение в коров- Линейные доильные Направление 2.

Сезонное привяз- нике с частичной установки типа молоко ное содержание автоматизацией провод с автоматизацией коров процессов доения и сня 2 26 тия подвесной части до ильного аппарата, инди видуальным учетом мо лока Доение в залах Установки доильные Направление 3.

Беспривязное без- при помощи ста- автоматизированные со выпасное содер- ночных доиль- станками «Елочка», 1 10 жание коров ных установок с «Тандем», «Параллель», АСУ ТП роторные – «Карусель»

Доение в залах Установки доильные Направление 4.

Сезонное беспри- при помощи ста- автоматизированные со вязное на глубо- ночных доиль- станками типа «Елочка», 2 5 кой подстилке со- ных установок с «Тандем», «Параллель»

держание коров АСУ ТП Доение в коров- Линейные установки для Направление 5.

Сезонное привяз- нике без автома- доения в молокопровод ное содержание тизации процесса или в специальные ведра коров с групповым учетом мо- 88 38 лока и контролем опера тора за процессом моло коотдачи Доение в автома- Доильные роботы Направление 6.

Беспривязное без- тических линиях – 1 выпасное содер- доения жание коров Выделение актуальных и приоритетных технологических направлений позволит провести эффективную энергоресурсную оценку этого производства с определением уровней его интенсификации.

В качестве основных показателей энергетической эффективности про мышленного производства молока должны быть приняты обобщенные коэф фициенты энергозатрат (ресурсные коэффициенты) Кэj, Кэ и показатели уровня интенсификации Иэj, Иэ, определяемые в соответствии с расчетными моделями М.М. Севернева [6].

Результаты энергетического анализа, приведенные в таблице 40, свиде тельствуют о недостаточно высоком уровне интенсификации технологическо го направления № 2 (доение в коровнике с частичной автоматизацией). Так же как и для базовой, для этой усовершенствованной технологии привязного со держания скота с доением в коровнике отмечаются характерно высокие трудо затраты – 6,4–9,0% в общем объеме энергетических затрат (для направлений и 3 2,5 и 2,2% соответственно), при сравнительно невысоких затратах на про изводство кормов.

Таблица 40 – Структура энергозатрат* и эффективность технологических направлений производства молока Перспективные направления Базовая тех нология Наименование Направление Направление Направление Направление статей затрат 1 2 ГДж/т % ГДж/т % ГДж/т % ГДж/т % Прямые энергозатраты Электроэнергия 0,82 2,0 1,43 3,0 0,80 2,0 2,11 4, Прочее, в том числе ГСМ и тепловая энергия 1,68 4,0 2,22 5,0 1,35 3,4 3,48 6, Овеществленные энергозатраты Здания и сооружения 0,20 0,5 0,19 0,2 0,19 0,5 0,19 0, Машины и оборудование 0,82 2,0 0,72 1,5 0,80 2,0 0,70 1, Корма, включая затраты на их производство 32,37 80,0 32,37 69,5 33,00 82,7 32,37 64, Прочее, в том числе расходные материалы 3,67 9,0 6,71 14,4 2,90 7,2 6,71 13, Трудозатраты 0,94 2,5 2,92 6,4 0,88 2,2 4,49 9, Совокупные энергозатраты 40,50 100 46,56 100 39,92 100 50,05 Уровень интенсифика ции перспективных направлений, % 19 7 20 * С учетом энергозатрат на первичную обработку молока, приготовление, раздачу кормов и удаление навоза.

Таким образом, обосновывая подходы к разработке и внедрению доиль ного оборудования нового поколения, следует иметь в виду следующее:

интенсивные технологии производства молока предполагают высоко производительное доение на промышленной основе. Максимальному уровню интенсификации процессов соответствует беспривязный способ содержания коров на комплексах с поголовьем дойных коров более 600 (таблицы 39 и 40);

трудозатраты на собственно процесс доения с применением современ ных технических средств должны составлять не менее 80%, исключая затраты живого труда на немеханизированных трудоемких операциях [5];

технологические предпосылки внедрения щадящих методов машинного доения, обусловленные необходимостью сохранения стабильно высокой про дуктивности коров до 4-й и более лактаций, требуют создания средств механи зации с автоматическим контролем параметров молокоотдачи и качества мо лока, индивидуальным учетом надоев и взаимодействием с технологическим оборудованием в сопряженных техпроцессах (содержание, навозоудаление, кормление, выращивание телят).

Учитывая эти тенденции и принимая во внимание массовое выведение из эксплуатации до 60% стареющего парка доильных установок, можно сделать следующий вывод.

Общее количество доильных установок должно уменьшиться с единиц (усреднено по количеству на начало и конец 2007 года) до порядка 8000 в 2015 году. При этом для достижения требуемого уровня интенсифика ции перспективных технологических направлений должен возрасти удельный вес новых высокопроизводительных доильных установок возрастом до 5 лет (рисунок 117).

Наличие 2007 г.

Потребность 2015 г.

до 2 лет 2-5 лет 510 лет 10-15 лет свыше 15 лет Рисунок 117 – Наличие и потребность в доильных установках Сравнительный анализ научно-технического уровня современных разра боток для обеспечения эффективного доения и оценка эффективности их вза имодействия с другим оборудованием в сопряженных технологических про цессах позволят обосновать направления дальнейшего совершенствования конструкций доильных установок в контексте комплексной механизации про изводства молока.

Также немаловажным фактором является уровень квалификации кадров молочного животноводства, система их подготовки-переподготовки. По оцен кам специалистов, в том числе ученых РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», цена этого вопроса – до 30% получаемого молочного сырья, а также его качество и сохранность пого ловья.

Заключение 1. Исследование технологического уровня промышленного производства молока позволяет сформулировать тенденции развития данной отрасли:

Беспривязное боксовое содержание с доением в залах с применением полной автоматизации основных технологических процессов, совмещенное с летней пастьбой. При этом технические средства и технологические стереоти пы доения в летний и зимний периоды не должны отличаться.

Привязное содержание с доением в стойлах при частичной автоматиза ции процессов.

Безвыпасное круглогодичное содержание коров на фермах с АСУ ТП, оснащенных современными бетонированными выгулами и навесами, станет основой развития молочно-товарных комплексов с поголовьем более 600 коров.

2. Энергоэффективность молочно-товарного производства может быть представлена с помощью критериев интенсификации, позволяющих учесть все основные факторы, включая генетический потенциал животных и уровень подготовки обслуживающего персонала.

29.07. Литература 1. Основные направления технологического прогресса в молочном животноводстве: рекомен дации / Департамент сельского хозяйства Вологодской области РФ;

сост. В.А. Бильков, Г.П. Легошин. – Вологда: Полиграфист, 2007. – 87 с.

2. Казаровец, Н.В. Совершенствование черно-пестрого скота на основе принципов крупно масштабной селекции: моногр. / Н.В. Казаровец. – Горки, 1998. – 262 с.

3. Бурдыко, В.М. Современные технологии и средства механизации производства молока:

аналит. обзор / В.М. Бурдыко, В.Н. Дашков, В.О. Китиков [и др.]. – Минск: Белорус. науч.

ин-т внедрения новых форм хозяйствования в АПК, 2002. – 40 с.

4. Модернизация по всем направлениям // Новое сельское хозяйство. – 2005. – № 1. – С. 30-32.

5. Китиков, В.О. Анализ технологий производства молока в контексте гармонизации норма тивных требований со стандартами Европейского Союза / В.О. Китиков, А.А. Музыка // Вес. Нац. акад. наук Беларуси. Сер. аграрн. наук. – 2007. – № 4. – С. 105-108.

6. Севернев, М.М. Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве / М.М. Севернев. – Мiнск: Ураджай, 1994. – 221 с.

УДК 628.35:628.255 БИОГАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В БЕЛАРУСИ: СОСТОЯНИЕ В.Г. Самосюк, Н.Ф. Капустин, И ПЕРСПЕКТИВЫ А.Н. Басаревский (РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Введение Сегодня экономическая ситуация в Республике Беларусь в области по требления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) характеризуется суще ственным повышением цен на ТЭР, увеличением доли энергозатрат в себе стоимости продукции отраслей народного хозяйства, ростом зависимости от изменения цен на импорт ТЭР. Сложившееся положение предполагает рефор мирование структуры потребления ТЭР за счет вовлечения в энергетическое хозяйство республики возобновляемых видов топлива и источников энергии, вторичных энергоресурсов, в том числе отходов растениеводства, навоза сель скохозяйственных животных, отходов пищевой, мясо-молочной и других от раслей.

В связи с этим органические отходы сельскохозяйственного производ ства – навоз всех видов животных, помет птиц, отходы растениеводства, рас сматриваются как наиболее перспективные, постоянно возобновляемые ис точники органической биомассы, заключающие в себе значительный энерге тический и агрохимический потенциал, который может быть реализован за счет биогазовых технологий.

Состояние переработки отходов животноводства Проблема переработки и утилизации навозных стоков, помета, отходов бойни животных и птицы и других органосодержащих отходов предприятий животноводства и птицеводства является одной из самых острых в Республи ке Беларусь. Разной степени очистке и переработке необходимо подвергнуть около 70 млн. тонн отходов животноводства в год, в том числе свиных – около 5,0 млн. тонн. Далеко не в каждом животноводческом комплексе есть совре менные системы их переработки и утилизации. Во многих хозяйствах системы очистки давно устарели и не отвечают экологическим нормам. Большинство действующих животноводческих комплексов введено в эксплуатацию 25– лет назад. С тех пор очистное оборудование ни разу не менялось, хотя его необходимо капитально модернизировать по причине быстрого износа. По приблизительной оценке, почти 30% всех отечественных птицефабрик не имеют системы очистки пометных стоков.

Перспективным, экологически безопасным и выгодным направлением решения этой проблемы является анаэробная переработка навозных стоков и помета в биогазовых установках, позволяющая производить их очистку без привлечения внешних источников энергии, путем использования энергии вы рабатываемого биогаза. Как правило, анаэробное сбраживание навоза проте кает при температуре 35–39С (мезофильный режим) на протяжении 25– 30 суток. При этих условиях подавляются патогенные (болезнетворные) мик роорганизмы, гибнут семена сорняков, яйца гельминтов, снижается содержа ние или почти полностью устраняются канцерогенные вещества, неприятный запах и т.д. Метаногены в биореакторе превращают органические отходы жи вотноводства в обеззараженные органические удобрения, которые обладают высокой эффективностью и обеспечивают дополнительный прирост урожай ности в среднем на 20–30% (по сравнению с использованием несброженного навоза). Объясняется это тем, что в отличие от традиционных способов приго товления органических удобрений методом компостирования, приводящих к потерям до 40% азота, при анаэробной переработке происходит минерализа ция азот-, фосфор- и калийсодержащих органических соединений с получени ем минерализованных форм NPK, наиболее доступных для растений. Кроме этого, в сброженном навозе по сравнению с несброженным в четыре раза уве личивается содержание аммонийного азота, а количество усваиваемого фос фора удваивается [1].

По данным Министерства статистики Республики Беларусь, в отрасли ра ботает 203 животноводческих комплекса, в том числе 98 комплексов КРС, свиноводческих и 43 птицефабрики. Кроме того, в системе Минсельхозпрода функционирует 23 мясокомбината и 53 молочных комбината. Таким образом, в агропромышленном комплексе республики из навозных стоков животновод ческих ферм, комплексов и куриного помета птицефабрик ежегодно потенци ально можно получать по биогазовой технологии около 2,5 млрд м3 биогаза и вырабатывать на его основе около 5 млрд кВтч электрической энергии (годо вая потребность АПК РБ – около 3,5 млрд кВтч), а также 8,5 млн Гкал теп ловой энергии (таблица 41). Для реализации такого потенциала суммарная установленная электрическая мощность биогазовых установок должна состав лять около 625 МВт. С учетом замещения невозобновляемых источников энергии это способствовало бы ежегодной экономии около 2,9 млн тонн условного топлива. Для обеспечения 10% потребности АПК в электроэнергии мощность биогазовых установок должна составлять около 45 МВт.

Таблица 41 – Энергопотенциал навозных стоков животноводческих комплексов и птицефабрик Республики Беларусь Годовая выработка Годовая Годовой выход энергии Количество экономия Вид голов, топлива, электриче поголовья навоза, биогаза, тепловой, тыс. голов млн ской, млн млн т млрд м3 млн Гкал т.у.т.

МВт·ч КРС 3532 64,5 2,16 4,33 7,45 2, Свиньи 2518 5,0 0,17 0,33 0,57 0, Куры 22000 1,6 0,15 0,31 0,53 0, Итого по республике 71,1 2,5 5,0 8,50 2, Первый опыт и перспективы реализации биогазовых технологий За последние три года в сельскохозяйственном производстве Беларуси сделаны первые реальные шаги по реализации биогазовых технологий. В 2008 г. построены и начали работу в режиме пробной эксплуатации три им портных биогазовых энергетических установки: в селекционно-гибридном центре «Западный» Брестского района – мощностью 520 кВт, на племптице заводе «Белорусский» в г.п. Заславль Минского района – мощностью 340 кВт и на Гомельской птицефабрике – мощностью 330 кВт (рисунок 118, таблица 42).

б) а) а) в РУСП «СГЦ «Западный»;

б) в РУП «Племптицезавод «Белорусский»

Рисунок 118 – Общий вид биогазовых комплексов Таблица 42 – Проектные технико-экономические показатели биогазовых комплексов Показатели Значения РУСП «СГЦ «Западный»

Объем биореакторов, м3 Установленная электрическая мощность, кВт Исходное сырье, т/сут.:

жидкий навоз свиней с влажностью 94% 43, навоз свиней с влажностью 80% 43, прочие органические отходы 0, доза загрузки субстрата в ферментер 87, Планируемая выработка: в сутки за год биогаза, м3 4700 электроэнергии, кВтч 10110 тепловой энергии, Гкал 11,3 Потребление энергии на собственные нужды: в сутки за год электроэнергии, кВтч (% от годовой выработки) 620 226606 (6) тепловой энергии, Гкал (% от годовой выработки) 3,39 1235 (30) РУП «Племптицезавод «Белорусский»

Объем биореакторов, м3 Установленная электрическая мощность, кВт Исходное сырье, т/сут.:

жидкий навоз КРС 6, куриный помет 38, прочие органические отходы 0, доза загрузки субстрата в ферментер 45, Планируемая выработка: в сутки за год биогаза, м3 3360 электроэнергии, кВтч 8160 тепловой энергии, Гкал 8,9 Потребление энергии на собственные нужды: в сутки за год электроэнергии, кВтч (% от годовой выработки) 495 180660 (6) тепловой энергии, Гкал (% от годовой выработки) 1,74 634 (19) Проведенный учеными РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сель ского хозяйства» в СГЦ «Западный» Брестского района и на племптицезаводе «Белорусский» Минского района мониторинг работы биогазовых установок свидетельствует об их энергетической эффективности.

С экологической точки зрения были изучены микробиологические пока затели субстрата до и после его анаэробного сбраживания в биогазовой уста новке. Установлено, что общее число микроорганизмов и численность пато генной микрофлоры при работе на курином помете и свином навозе уменьша ется после биогазового цикла приблизительно в 10 000 раз.

Оценка экономической эффективности эксплуатации биогазовых устано вок свидетельствует о том, что себестоимость вырабатываемой с их помощью тепловой и электрической энергии в 2–3 раза ниже рыночной цены [2, 3].

Учитывая остроту энергетической проблемы, а также переработки жи вотноводческих отходов, на государственном уровне был принят ряд про грамм для реализации биогазовых технологий. Так, в соответствии с поста новлением Совета Министров Республики Беларусь от 9 июня 2010 г. № утверждена Программа строительства энергоисточников, работающих на био газе, на 2011–2012 годы. В ней предусматривается строительство 39 биогазо вых установок суммарной электрической мощностью 40,4 МВт, что позволит ежегодно вырабатывать около 340 млн кВтч электрической энергии и заме щать импортируемый природный газ в объеме более 145 тыс. тонн условного топлива.

Кроме того, постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 09.12.2010 г. № 1793 утвержден план мероприятий по разработке и освоению оборудования и комплектующих для биогазовых комплексов, в том числе: ко генерационных блоков, дозаторов-загрузчиков твердого сырья растительного и животного происхождения, газовых предохранительных клапанов, факель ных горелочных устройств, электромеханических мешалок, насосов для жид кого субстрата. В соответствии с постановлением определены, с одной сторо ны, организации, которые должны проводить комплексные научные исследо вания технологических режимов работы биогазовых установок, использую щих в качестве сырья различные отходы животноводческого и растительного происхождения, с другой стороны – организации, которые должны разрабаты вать, проектировать и изготавливать оборудование для биогазовых установок.

В настоящее время в РСДУП «Экспериментальная база «Зазерье» РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» создается пилот ный проект биогазовой установки с большой долей импортозамещения. С по мощью пилотной биогазовой установки планируется отработать новые техно логические решения и конструкцию оборудования с перспективой организа ции его импортозамещающего производства в Республике Беларусь. Реализа ция проекта позволит изучить положительные и отрицательные стороны про цессов анаэробного сбраживания различных составов органических отходов, выявить узкие места биогазовой технологии, определить наиболее значимые факторы, влияющие на эффективность работы энергетического оборудования биогазовой установки. Кроме того, пилотный проект даст возможность прово дить сравнительный анализ импортного и отечественного оборудования (ко генерационного блока, десульфуризатора, насосного оборудования и т. д.) при его поэтапном подключении в тестовом режиме. Исследования будут скон центрированы по следующим основным направлениям:

исследование технологических, агрохимических и микробиологических показателей отходов животноводства, оценка процесса анаэробного сбражи вания различных по составу и свойствам субстратов;

анализ процессов ферментации органических отходов, параметров и режимов биоконверсии, подбор рационального состава субстрата;

изучение влияния параметров и режимов работы биогазового оборудо вания на энергетическую ценность биогаза и получение максимального его выхода.

На основании результатов исследований будут приняты решения о необ ходимости корректировки биогазовой технологии, доработке или модерниза ции отечественного биогазового оборудования с целью его дальнейшего ши рокого внедрения.

В перспективе данный проект будет являться своего рода прототипом бу дущих биогазовых энергетических комплексов – предприятий эффективного и безотходного производства по переработке органических отходов. Планирует ся также создание Центра подготовки специалистов по биогазовым техноло гиям и демонстрации нового биогазового производства.

В соответствии с запланированными мероприятиями к 2015 году степень локализации работ по проектированию, строительству и изготовлению отече ственного оборудования должна составлять 50–55%, что при ежегодном вводе в эксплуатацию 20 мВт установленной электрической мощности биогазовых комплексов обеспечит импортозамещающий эффект до 55 млн евро.

Координация Национальной академией наук Беларуси работ по выработ ке биогаза и энергии на его основе позволит осуществить единую научно техническую политику, основанную на передовых достижениях в этой обла сти.

Заключение Реализация биогазовых технологий в Республике Беларусь позволит:

вырабатывать электрический и тепловой виды энергии, себестоимость которых в 2,5–3,5 раза ниже их рыночной цены;

получать высокоэффективные органические удобрения, обеспечиваю щие дополнительный прирост урожайности на 20–30% (по сравнению с ис пользованием несброженного навоза);

решать экологические проблемы сельскохозяйственного производства.

Сегодня биогазовый комплекс должен рассматриваться как неотъемлемая часть животноводческого объекта, поскольку их совмещение позволяет значи тельно повысить рентабельность производства в целом.

21.09. Литература 1. Мониторинг работы в природно-климатических условиях Республики Беларусь импорт ных биогазовых энергетических комплексов: отчет о НИР (заключ.) / РУП «НПЦ НАН Бе ларуси по мех. с. х.»;

рук. темы Н.Ф. Капустин. – Минск, 2008. – 156 с. – № ГР 20082490;

зад.

5.18 ГНТП «Агропромкомплекс – возрождение и развитие села».

2. Капустин, Н.Ф. Анализ мониторинга работы биогазовых энергетических комплексов в Бе ларуси / Н.Ф. Капустин, А.Н. Басаревский, Т.В. Старченко, С.Н. Поникарчик // Механиза ция и электрификация сельского хозяйства: межвед. тематич. сб. / РУП «Научн.-практ. центр Нац. акад. наук Беларуси по механиз. сельского хоз-ва. – Минск, 2009. – Вып. 43. – С. 117-124.

3. Басаревский, А.Н. Оценка эффективности работы биогазовых энергетических комплексов в Беларуси / А.Н. Басаревский // Научное обеспечение развития агропромышленного ком плекса стран Таможенного союза: материалы междунар. науч.-практ. конф., Астана, 8– апреля 2010 г. / АО «КазАгроИнновация». – Астана, 2010. – С. 209-215.

УДК 63:(620.95:504.064.34) СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ Н.Ф. Капустин, ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХ Ю.А. Сунцова, О.А. Дытман ТИПОВ КОНСТРУКЦИИ (РУП «НПЦ НАН Беларуси БИОРЕАКТОРОВ БИОГАЗОВОЙ по механизации сельского хозяйства», УСТАНОВКИ г. Минск, Республика Беларусь) Введение Важнейшим этапом процесса проектирования биогазовой установки яв ляется выбор конструкции биореактора (ферментера), от которой зависят за траты тепловой энергии на собственное функционирование биогазовой уста новки. Для объективной оценки энергетической эффективности ферментера в климатических условиях Республики Беларусь необходимо определить по требление тепловой энергии на поддержание температурного режима в его камере.

Методика определения затрат энергии на собственные нужды биогазовой установки Сравнительный анализ потребности в тепловой энергии на собственные нужды биогазовой установки выполним на примере двух широко используе мых и рекомендуемых типов железобетонных конструкций биореакторов.

Наиболее распространена на практике классическая схема производства биогаза с использованием отдельно расположенных ферментера и дображива теля. Каждый из них, например, при объеме 1500 м3 выполнен в форме цилин дра высотой 6 м и диаметром 18 м (рисунок 119).

Средняя температура окружающей среды в Минской области -5,4°С - зимой +17,4°С - летом Q4 Q Q4 Q Q6 Q Q5 Q Перегной субстрата 40°С 40°С Q Q2 ферментер дображиватель Q2 Q Q1 Q3 Q Q3 Q Подогрев Рисунок 119 – Классическая схема производства биогаза Второй тип сооружения биореактора представляет собой интегрирован ную конструкцию с ферментером и дображивателем, объединенными одним газосборником (газгольдером). При объеме такой конструкции, например, 3000 м3, ее диаметр составляет 26 м, а высота – 6 м (рисунок 120).

Средняя температура окружающей среды в Минской области -5,4°С - зимой +17,4°С - летом Q Q Q Q 40°С 40°С Q 40°С ферментер Q Q Q1 Q Подогрев Подогрев Рисунок 120 – Интегрированная конструкция биореактора биогазовой установки Каждый час в биогазовые установки данных типов схем поступает 2500 кг органического сырья сельскохозяйственного производства и выраба тывается 170 м3 биогаза. В камерах биореакторов данных типов поддержива ется мезофильный процесс брожения метанобразующих бактерий.

Для проведения расчета были использованы данные климатического мо ниторинга для Минской области за 2010 г. [1].

В общем виде эквивалентное количество тепловой энергии, затрачивае мое на собственное функционирование биогазовой установки и зависящее от температуры окружающей среды Q (кВтч), можно выразить следующим об разом:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4, где Q1 – энергия, затрачиваемая на подогрев субстрата, кВтч;

Q2 – потери энергии через стены биореактора, кВтч;

Q3 – потери энергии через дно биореактора, кВтч;

Q4 – потери энергии через воздухоопорную крышу биореактора, кВтч.

Чтобы получить необходимую для брожения температуру и по возможно сти поддерживать ее на постоянном уровне, прежде всего, следует подогревать подаваемый в биореактор субстрат до нужной температуры. Дополнительный подвод тепла необходим для компенсации тепловых потерь.

Количество тепловой энергии, передаваемой от греющего теплоносителя к подогреваемому субстрату, определяется по следующему выражению [2]:

Q1 = mc(tc – tw ), где m – общая масса сбраживаемого сырья, кг;

с – удельная теплоемкость субстрата, кДж/(кгК);

tc –температура сбраживаемого субстрата в биореакторе, С;

tw – температура загружаемого в биореактор субстрата, С.

В данном расчете сделаем следующие допущения.

1. Температуру субстрата, загружаемого в биореактор зимой, принимаем tw зимой = 0,5C.

2. Температуру субстрата, загружаемого в биореактор летом, принимаем tw летом = 21С.

3. Принимая во внимание тот факт, что основной составляющей субстра та является вода (Wсбр. субстр, =92–94%), будем считать, что удельная теплоем кость субстрата равна удельной теплоемкости воды с =4,18 кДж/(кгК).

Для определения потери тепловой энергии через стенки, дно и крышу (газгольдер) биореактора рассмотрим его конструктивное устройство.

Стенка биореактора состоит из следующих слоев:

1 слой – железобетон (толщина () 24 см, = 1,69 Вт/(мК));

2 слой – изоляция (пенопласт, толщина 10 см, = 0,041 Вт/(мК));

3 слой – трапециевидная алюминиевая облицовка (толщина 1 см, = 221 Вт/(мК)).

Значение теплопроводности (, Вт/(мК)) различных материалов прини маем из соответствующих справочников, например [3].

Сумма изменений температуры в каждом слое составляет полный темпе ратурный напор. Из этого соотношения определяется значение теплового по тока q, Вт/м2:

t f tw q i 1, n i 1 i н где tf – температура сбраживаемого субстрата, С;

tw – температура окружающей среды, С;

н – термическое сопротивление теплоотдачи наружной стенки биореакто ра, Вт /(м2С).

Потеря тепла через стенки биореактора определяется по формуле:

Q2 qF 2qRH, где F – площадь фигуры (в данном случае цилиндр), м2;

R – радиус основания цилиндра, м;

Н – высота цилиндра, м;

– длительность процесса, ч.

Для приближенного расчета сделаем ряд допущений.

1. Стенку биореактора будем считать плоской.

2. Температуру внутренней стенки биореактора принимаем равной тем пературе сбраживаемого субстрата tf =40С.

3. Коэффициент теплоотдачи наружной стенки биореактора принимаем н = 23 Вт /(м2·С) по литературе [3].

Так как плоская поверхность дна биореактора расположена на грунте, то происходит передача теплоты ближайшим его слоям.

Дно биореактора состоит из следующих слоев:

1 слой – железобетон (толщина 24 см, = 1,69 Вт/(мК));

2 слой – изоляция (пенопласт, толщина 10 см, = 0,041 Вт/(мК));

3 слой – поливинилхлоридная пленка (толщина 2 мм, = 0,14 Вт/(мК));

4 слой – щебень (толщина 10 см, = 0,11 Вт/(мК)).

Значение теплового потока q(Вт/м2) определяется из выражения:

t f tз q n i, i 1 i где tf – температура сбраживаемого субстрата, °С;

t3 – температура земли, °С.

Потеря тепла через дно биореактора определяется по формуле:

Q3 qF qR 2, где R – радиус окружности, м;

F – площадь окружности, м2;

– длительность процесса, ч.

Делаем допущения:

1. Распределение грунта под дном биореактора равномерное.

2. Температура грунта постоянна и составляет зимой t3 зимой = 3°С, а летом t3 летом = 15°С.

3. Температура внутренней поверхности дна равна температуре сбражи ваемого субстрата tf = 40C.

Под крышей биореактора происходит конвективный теплообмен (вы нужденная конвекция). Перенос тепла зависит здесь от природы возникнове ния, режима движения, физических свойств воздуха, а также формы и разме ров поверхности ограждающей конструкции.

Крыша биореактора представляет собой огражденный воздухоопорной крышей газгольдер. Газгольдер является необходимым компонентом для эф фективной работы биореактора, обеспечивающим сбор газа и способствую щим безопасности и надежности всей биогазовой установки. Он имеет форму шарового сегмента и выполнен из поливинилхлоридной пленки толщиной 1 мм ( = 0,013 Вт/(мК)) [3]. Для поддержания формы и структурной целост ности воздухоопорной крыши под крышу газгольдера под давлением из окру жающей среды вентилятором подается воздух.

Потери энергии через крышу биореактора Q4 (кВтч) представляют собой сумму потерь тепловой энергии через газгольдер и воздухоопорную крышу:

Q4 = Q5 + Q6, где Q5 – потери энергии через газгольдер, кВтч;

Q6 – потери энергии через поток воздуха в воздухоопорной крыше биоре актора, кВтч.

Потери тепловой энергии через газгольдер биореактора определяются по формуле [4]:

Q5 qF qd 2 4h 2, где F – площадь шарового сегмента, м2;

d – диаметр шара, м;

h – высота шарового слоя, м;

– длительность процесса, ч.

По закону Ньютона можно найти конвективный тепловой поток q, Вт/м2:

t f1 tf q 1 1 1, 1 1 где tf1 – температура биогазовой области, С;

tf2 – температура воздушной области воздухоопорной крыши, С;

1 – коэффициент теплоотдачи с воздухоопорной крыши в окружающую среду, Вт/м2С [4];

2 – коэффициент теплоотдачи поверхности газгольдера в воздушную об ласть воздухоопорной крыши ферментера, Вт/м2С [4].

Потери тепловой энергии через поток воздуха в воздухоопорной крыше биореактора определим по выражению[2]:

Q6 =сm t, где с – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кгК) [5];

m – масса воздуха, кг [5];

t – разность конечной и начальной температур воздушной области крыши биореактора, С.

Для предварительного расчета сделаем следующие допущения.

1. Будем считать производительность вентилятора 400 м3/ч.

2. Температуру биогазовой области примем 40С.

3. Удельная теплоемкость воздуха с =1,005 кДж/(кгК).

4. Температура воздухоопорной крыши принимается на 10С выше тем пературы окружающей среды, следовательно разность конечной и начальной температур воздушной области крыши биореактора составляет 10С [4].

5. Коэффициент теплоотдачи с воздухоопорной крыши в окружающую среду принимаем 1 = 1 Вт/(м2К) [4].

6. Коэффициент теплоотдачи поверхности газгольдера в воздушную об ласть воздухоопорной крыши принимаем 2 = 5 Вт/(м2·К) [4].

7. Высоту шарового слоя газгольдера для классической схемы производ ства биогаза примем h = 4,6 м, а для интегрированной конструкции h = 6,62 м [4].

Результаты расчета представлены в таблицах 43 и 44.

Таблица 43 – Затраты тепловой энергии на поддержание температурного режима в биореакторе в зимний период Q Q Q1 Q2 Q Тип биореактора Q5 Q кВт·ч Классическая схема 153,35 114,75 11,74 5,38 18,8 2, Интегрированная 149,75 114,75 8,47 5,60 19,59 1, конструкция Таблица 44 – Затраты тепловой энергии на поддержание температурного режима в биореакторе в летний период Q Q Q1 Q2 Q Тип биореактора Q5 Q кВт·ч Классическая схема 74,04 55,2 5,84 3,62 6,7 2, Интегрированная 71,51 55,2 4,22 3,78 6,97 1, конструкция На основании проведенного сопоставительного анализа потребности в тепловой энергии на собственные нужды биогазовой установки двух типов конструкции биореакторов можно сделать следующие выводы.

1. Результаты проведенного анализа показали, что основное количество энергии затрачивается на нагрев органического сырья в биореакторе до номи нальной температуры и поддержание ее на постоянно заданном уровне. Сле дует отметить, что в зимний период затраты энергии на подогрев субстрата вдвое выше, чем в летний, и составляют 114,75 и 55,2 кВтч соответственно.

2. Наблюдаются высокие потери энергии через ограждающие конструк ции биореактора. Больше всего тепло теряется через крышу ферментера. Дан ные виды потерь превышают сумму потерь тепловой энергии через стенки и дно биореактора. Для классической схемы производства биогаза потери теп ловой энергии через газгольдер составляют 21,48 кВтч в зимний и 9,38 кВтч в летний периоды года, а для интегрированной конструкции биореактора – 20,93 и 8,31 кВтч соответственно, что превышает сумму потерь тепла через стенки и дно ферментера: для классической схемы в зимний период – 17,12 кВтч и в летний – 9,46 кВтч;

для интегрированной конструкции – 14,07 и 8 кВтч в зимний и летний периоды года соответственно. Для умень шения данных видов потерь особое внимание необходимо уделять изоляции конструкции биореактора, от которой зависит круглогодичная работа биогазо вой установки.

3. Подводя итог полученных результатов сравнительного анализа потреб ности в тепловой энергии биореакторов рассмотренных типов конструкции, необходимо отметить, что более экономичной с точки зрения тепловых потерь в окружающую среду является интегрированная конструкция ферментера био газовой установки. Однако классическая схема производства биогаза более удобна в эксплуатации.

Заключение Увеличить выход товарной энергии возможно, уменьшив затраты тепла на собственные нужды на уровне, необходимом для эффективной работы анаэ робного ферментера биогазовой установки. Это достижимо путем оптималь ного выбора значений технологических и конструктивных факторов фермен тера с учетом природно-климатических условий Республики Беларусь. От правильного выбора конструкции биореактора зависит эффективность биога зовой установки.

12.08. Литература 1. Погода и климат в Минске: климатический мониторинг [Электронный ресурс]. – Минск:

Метеорологическая служба, 2010. – Режим доступа: www. pogoda.ru.net. – Дата доступа:

18.06.2011.

2. Удельная теплоемкость // Википедия: энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим досту па: www. wikipedia.org. – Дата доступа: 19.06.2011.

3. Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования: ТКП 45–2.04–43– (02250). – Введ. 01.07.2007. – Минск: М-во архитектуры и строительства Республики Бела русь, 2007. – С. 10-26.

4. KTBL. Kuratorium fr Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft / KTBL. – Darmstadt, 2009. – S. 5. Beitz, W.Taschenbuch fr den Maschinenbau: 15. Auflage / Beitz Wolfgang, Karl-Heinz Kttner.

– Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo: Springer, 1983.

УДК 631.671:620.9 ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ В.Г. Самосюк, В.О. Китиков, ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ А.М. Литовский, С.Л. Романов СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО (РУП «НПЦ НАН Беларуси ПРОИЗВОДСТВА:

по механизации сельского хозяйства», ТЕПЛОНАСОСНЫЕ СИСТЕМЫ г. Минск, Республика Беларусь) Министр окружающей среды Германии Н. Ртген (N. Rtgen) [1] заявил, что в 2050 г. почти вся энергия, необходимая стране, будет вырабатываться за счет возобновляемых источников энергии, то есть с помощью гидроэлектро станций, гелиотермических, ветряных, биогазовых систем, использования низкотемпературного тепла земли, воздуха, воды. По-существу, министр экс траполировал тенденцию настоящего времени в будущее – в 2009 г. в Герма нии доля возобновляемых источников энергии достигла 16,1% [2]. После ли берализации энергетического рынка Германии резко возросли цены на элек троэнергию. Многие коммуны приняли решение о собственном производстве электроэнергии из возобновляемых источников с целью уменьшить объем за купаемой у энергогигантов энергии на 50%. Правительство Германии поддер живает это направление. Новый тариф на электроэнергию, производимую вет росиловыми установками, будет равен 9,7 евроцентов за кВтч, стоимость ки ловатта электроэнергии, генерируемой на биогазовых комплексах, составит от 13 до 18 евроцентов в зависимости от мощности установки.

В США Акт о возврате капитала (2009 г.) способствовал тому, что Мини стерство энергетики США значительно увеличило финансовую поддержку компаний, проводящих исследования, развивающих и внедряющих новые тех нологии в области возобновляемых источников энергии. В 2010 г. федеральное правительство США инвестирует в возобновляемую энергетику 67 млрд дол ларов в виде грантов, гарантий, займов. Италия за период с 2009 по 2020 гг.

планирует инвестировать в возобновляемую энергетику 42 млрд евро.

Основной задачей, поставленной перед Республикой Беларусь в области энергетической безопасности, является достижение к 2015 г. доли собствен ных энергоресурсов в балансе котельно-печного топлива не менее 28%. Одним из самых перспективных способов снижения энергозатрат для отопления и теплоснабжения объектов, не включенных в систему централизованного теп лоснабжения, во всем мире считается применение тепловых насосов.

Тепловые насосы, осуществляя обратный термодинамический цикл, по лучают возобновляемую низкопотенциальную энергию из окружающей среды (земли, воды, воздуха) и повышают ее температурный уровень до необходимо го для потребителя, что позволяет использовать этот процесс для нужд отоп ления и обеспечения горячей водой в производственных и гигиенических це лях. Количество функционирующих тепловых насосов в странах Европы ис числяется миллионами. В 2008 г. в Германии введено в эксплуатацию 62,5 тыс.

теплонасосных установок, в 2009 г. в новостройках Германии тепловые насо сы были смонтированы в 27% жилых домов [3]. В Швеции 50% тепловой энергии на отопительные нужды генерируется тепловыми насосами. Только в Стокгольме суммарная мощность тепловых насосов, перекачивающих тепло из вод Балтийского моря (+8°С), составляет 320 МВт. В Швейцарии 40% од но- и двухквартирных домов оборудовано тепловыми насосами.

Федеральное законодательство США предписывает обязательное исполь зование тепловых насосов в системах отопления общественных зданий. Бла годаря финансовой поддержке правительства Китая это направление активно развивается, создана интегрированная теплонасосная система с подземным холодохранилищем. По прогнозам Мирового энергетического комитета, к 2020 г. доля тепловых насосов в теплоснабжении в мире составит 75%. Сейчас объем продаж тепловых насосов в мире – около 125 млрд долларов (в 3 раза больше рынка вооружений).

В нашей республике примеры применения теплонасосного оборудования единичны. В основном, это объясняется следующими причинами:

низкой стоимостью природного газа по сравнению с Западной Европой;

высокой стоимостью импортного теплонасосного оборудования;

неурегулированной тарифной политикой: электроэнергия, используемая для работы теплонасосных установок, рассматривается как использованная неэффективно – для производства тепла;

недостаточной информированностью потенциальных потребителей о возможностях теплонасосных систем.

Однако стоимость природного газа для нашей республики постоянно воз растает, импортное теплонасосное оборудование, как мы докажем ниже, мож но с успехом заменить на отечественное, тарифная политика наверняка изме нится, когда потребление электроэнергии в теплонасосных системах составит статистически значимую величину, а улучшению информированности потен циальных потребителей в сельском хозяйстве послужит, в частности, данная статья.

Об энергетической и экономической эффективности применения тепло вых насосов можно судить по следующим элементарным расчетам:

1 м3 природного газа при сжигании в отопительном котле может дать до 8600 Ккал, или 10 кВтч тепловой энергии. Этот же 1 м3 газа, сожженный на хорошей электростанции, даст 5 кВтч электроэнергии и одновременно около 4 кВтч тепловой энергии. Если этими 5 кВтч электроэнергии запитать теп ловой насос, то можно реально произвести (с учетом энергии, получаемой из окружающей среды):

15 кВтч тепла из воздуха;

20 кВтч из грунта;

25 кВтч из водного источника.

Таким образом, из 1 м3 газа вместо 10 кВтч можно получить до 30 кВтч тепловой энергии.

По тепловой мощности тепловые насосы можно разделить на 3 группы.

1. Бытовые – мощностью до 15 кВт.

2. Промышленные малой мощности – до 100 кВт.

3. Промышленные большой мощности – от 100 кВт до 203 МВт.

Применение тепловых насосов особенно целесообразно для теплоснаб жения децентрализованных производственных объектов в сельской местности.

В ряде случаев они могут оказаться единственным надежным источником теп лоснабжения – там, где нет централизованного теплоснабжения или газопод водящей сети, нет достаточных ресурсов местных видов топлива или их при менение опасно с экологической или противопожарной точки зрения. Уровень теплопотребления производственных сельскохозяйственных объектов, как правило, невысок (до 100 кВт), поэтому для них наиболее эффективны паро компрессионные тепловые насосы (в отличие от адсорбционных, область наиболее эффективного применения которых превышает 200 кВт). Срок службы тепловых насосов достигает 15–20 лет. Тепловые насосы, в принципе, совместимы с любой циркуляционной системой теплоснабжения, а малые га бариты, современный дизайн и малошумность позволяют устанавливать их в любых хозяйственных помещениях.

Для использования низкопотенциального тепла грунта наиболее эффек тивно применение вертикальных теплообменников. Они не требуют большой площади земельных участков, не зависят от интенсивности солнечного нагре ва земли, т.е. всесезонны, эффективно работают практически во всех видах геологических сред (за исключением сухого песка или гравия). Теплоноситель циркулирует по трубам (полиэтиленовым или полипропиленовым), которые помещают в вертикальной скважине глубиной от 40 до 200 м. В Европе широ ко используют наиболее простые и дешевые двойные U-образные теплооб менники. На один метр такого теплообменника, в зависимости от грунта, можно получить 55–85 Вт энергии.

Важным показателем использования тепла земли является устойчивость эксплуатации грунтового теплообменника, т.е. способность системы обеспе чивать подвод необходимого количества низкопотенциального тепла длитель ное время. Германия и Швейцария уже более 20 лет ведут наблюдение за тем пературным режимом вокруг эксплуатируемого теплообменника по всей глу бине скважины. Измерения показали, что в течение первых пяти лет темпера тура грунтового массива вокруг теплообменника снижалась на 1–2 градуса, однако еще через десять лет и далее колебания температуры были в пределах 0,5 градуса. Аналогичные результаты получены и в наших исследованиях.


Актуальность проблемы не вызывает сомнения. Объем российского рын ка грунтовых тепловых насосов за период с 2004 по 2007 гг. увеличился с до 627 шт. совокупной тепловой мощностью 15,65 МВт, в 2008 г. – 296 шт.

(7,7 МВт), за 2009 г. – около 220 шт. (5,6 МВт). Типичная стоимость «под ключ» установки теплопроизводительностью 17,1 кВт в Подмосковье соста вила 1743 тыс. российских рублей. Расчеты российских авторов показывают, что применение энергосберегающей системы кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения в многоэтажном доме с электрическими плитами позволяет в 3 раза сократить оплату за горячее водоснабжение, отопление и охлаждение помещений.

Кроме грунтовых тепловых насосов (ГТН), на мировом рынке широкое распространение получают низкотемпературные воздушные тепловые насосы (НВТН) «воздух-вода» со сроком окупаемости в 4 раза ниже грунтовых. Пред полагается, что НВТН «воздух-воздух» окупаются еще быстрее. В Великобри тании ежегодный прирост теплонасосных систем такого типа составлял пер вые 2 года 300% [4].

Для условий России стоимость установки отопления в трехэтажном зда нии площадью 1500 м2 без дополнительного подогрева с максимальной темпе ратурой теплоносителя 55 градусов при использовании немецкого оборудова ния составляет 74,2 тыс. евро. С точки зрения расходов жильцов применение энергосберегающей системы на базе холодильной машины в многоэтажном жилом доме с электрическими плитами позволяет в 3 раза сократить оплату за горячее водоснабжение, отопление и охлаждение помещений [5].

Существенной проблемой широкого внедрения теплонасосного оборудо вания в сельскохозяйственном производстве Беларуси является отсутствие отечественного производителя тепловых насосов, а также отсутствие инфор мации у потребителей и даже у руководителей районного уровня о данном ви де энергосберегающего оборудования. Импортные тепловые насосы и ком плектующие изделия вследствие отсутствия конкуренции со стороны белорус ских производителей реализуются в Беларуси по неоправданно высокой стои мости. В конце концов, тепловой насос – это тот же холодильник, только по требителя интересует не холод, а тепло, которое у холодильника рассеивается на радиаторной решетке.

В качестве пилотного проекта при реконструкции здания ремонтной ма стерской экспериментального мехдвора РСДУП «Зазерье» Пуховичского р-на была создана система обогрева и горячего водоснабжения бытовых помеще ний данного объекта с применением теплового насоса импортного производ ства тепловой мощностью 33,6 кВт (рисунок 121).

Рисунок 121 – Элементы системы обогрева и горячего водоснабжения бытовых помещений с применением теплового насоса мощностью 33,6 кВт Для анализа и оценки энергетических, экономических, а также гидравли ческих, термодинамических, конструктивных, эргономических и иных харак теристик был разработан и смонтирован контрольно-измерительный комплекс, оснащенный системой передачи измеряемых данных на компьютер в про фильном подразделении РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» (рисунок 122).

Рисунок 122 – Контрольно-измерительный комплекс Проведены исследования работы системы теплоснабжения, которые поз волили установить:

применение теплонасосных систем теплоснабжения эффективно и эко номически целесообразно для объектов, не включенных в системы централи зованного теплоснабжения (это особенно актуально для производственных, административно-бытовых и др. сооружений в сельской местности);

стоимость внедрения теплонасосных систем теплоснабжения сопоста вима со стоимостью внедрения систем отопления на природном газе с учетом стоимости работ по проектированию и прокладке газоподводящих трубопро водов;

по удельным эксплуатационным затратам применение теплонасосных установок на 5–10% выгоднее использования природного газа для отопления децентрализованных объектов.

На основе полученных данных силами специалистов РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сель ского хозяйства» был разработан и изготовлен экспериментальный об разец теплового насоса, исследова тельские испытания которого зафик сировали теплотехнические и энер гетические характеристики, анало гичные параметрам импортного обо рудования, в т.ч. тепловую мощность 34 кВт (рисунок 123).

Создана экспериментальная си стема типа «воздух-воздух» мощно стью до 35 кВт для обогрева трех производственных помещений пунк та технического обслуживания и ре монта тракторов и сельхозмашин Рисунок 123 – Экспериментальный мехдвора РСДУП «Зазерье» Пухо образец теплового насоса вичского р-на, в которой применен тепловой насос на базе компрессора Бело русского производства (ХГВ-28 БелОМО), впервые переведенный для работы на озонбезопасном хладагенте R407С, а также система автоматического управления собственной конструкции (рисунок 124). Опыт эксплуатации в условиях экстремально низких температур зимы 2009–2010 гг. показал рабо тоспособность и эффективность таких установок для обогрева производствен ных помещений.

Таким образом, была доказана перспективность применения тепловых насосов в практике сельскохозяйственного производства и, кроме того, воз можность разработки и производства данного вида энергосберегающего обо рудования силами РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хо зяйства» и предприятий республики. Анализ импортных и экспериментальных отечественных теплонасосных установок показал, что в среднем коэффициент преобразования тепла (отношение генерируемой тепловой энергии к потреб ленной на привод компрессора электроэнергии) составляет 2,9–3,8. При этом установлено, что существуют перспективы для дальнейшего совершенствова ния разработанных конструкций – в направлении повышения коэффициента преобразования тепла, модернизации системы автоматического управления, применения тепловых насосов в технологических процессах одновременного производства холода и выработки тепла. Необходимо иметь в виду, что Дирек тива по использованию возобновляемых источников энергии (Directive on the Use of Renewable Energy Sources), принятая в декабре 2008 г. Европейским парламентом, не допускает использования тепловых насосов с коэффициентом преобразования, равным и ниже 2,875.

Рисунок 124 – Экспериментальная теплонасосная типа «воздух-воздух»

мощностью 35 кВт для обогрева трех производственных помещений пункта технического обслуживания и ремонта тракторов и сельхозмашин В настоящее время в дочерней организации центра – ГП «Институт «Плодоовощпроект» – разработана техническая документация на тепловой насос. ГП «Институт «Плодоовощпроект» имеет лицензию и компетентен проводить предпроектные работы для оценки расхода тепловой энергии, раз работать проектно-сметную документацию, в ближайшей перспективе будет доукомплектован кадрами, способными осуществить монтаж, испытание и пусконаладочные работы вышеуказанного оборудования.

В Республике Беларусь разработан проект национальной Программы раз вития местных, возобновляемых и нетрадиционных энергоисточников на 2011– 2015 гг. К сожалению, раздел программы «Тепловые насосы» практически не предусматривает их использования в сельскохозяйственном производстве. На наш взгляд, комплексное использование ресурсов низкопотенциального тепла на базе тепловых насосов для теплоснабжения производственных и бытовых помещений сельскохозяйственных предприятий является актуальным, особенно в свете постоянного удорожания углеводородных энергоносителей и потенци альной угрозы нестабильности их поставок в нашу страну, а также в связи со строительством в республике собственной АЭС. РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» может выступить в качестве организации разработчика и изготовителя теплонасосного оборудования парокомпрессион ного типа с электроприводом тепловой мощностью до 100 кВт.

В программе следует предусмотреть создание систем микроклимата жи вотноводческих помещений с использованием теплонасосного оборудования, обладающих возможностью утилизации тепла удаляемого из помещения отра ботанного воздуха и подогрева воздуха и воды для технологических целей, а также создание теплонасосных систем двойного назначения – обеспечиваю щих одновременно низкотемпературный режим для хранения сельскохозяй ственной продукции и обогрев за счет отбираемого тепла вспомогательных (бытовых, технологических) помещений, складов. В программе должны найти отражение комбинированные системы теплоснабжения с использованием теп ловых аккумуляторов, особенно в тех случаях, когда поступление низкопотен циальной энергии происходит периодически. Эти системы могут интегриро ваться с гелиоводонагревательными установками.

В результате реализации программы в сельскохозяйственных предприя тиях республики могут быть введены в эксплуатацию 500 систем теплоснаб жения на основе теплонасосных установок, а также на иных децентрализо ванных объектах (АЗС, предприятиях придорожного сервиса, торговых пред приятиях в сельской местности и т.п.), потенциально возможно внедрять теп ловые насосы на объектах МО, МВД, МЧС, Белорусской железной дороги.

Суммарная тепловая мощность теплонасосных систем может составить не ме нее 60 МВт, что позволит произвести около 125 Мкал тепловой энергии для обогрева помещений, что соответствует 17,7 тыс. т условного топлива, или сократить потребление природного газа на 14,4 млн м3.

22.06. Литература 1. Buddensiek Volker. Ein klein wenig Revolution. «Sonne Wind und Wrme». – 2010. – № 3. – P. 10.

2. Kiessel, F. Entwicklund der Stromeinspeisung aus Regenerativanlagen / F. Kiessel, M. Timm. // Elektrizittswirt. – 2010. – 109. – № 1–2. – P. 22-29.

3. Augsten, E. Ansehnliche Jahresbilanz // Sonne Wind und Wrme. – 2010. – 34. – № 3. – P. 12.

4. Суслов, А.В. Предварительная оценка коммерческого потенциала российского рынка воз душных тепловых насосов / А.В. Суслов // Холодильная техника. – 2010. – № 10. – С. 40-42.

5. Экономические преимущества применения холодильных машин для выработки тепла и холода в жилых зданиях / О.Я. Кокорин [и др.] // Холодильная техника. – 2010. – № 8. – С. 39-42.


УДК 631.243.2:636.085.34 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ С.В. Крылов, И.И. Гируцкий, НОВОЙ ТЕХНИКИ ПРИ ЗАМЕНЕ ИЛИ А.А. Жур, Ю.А. Кислый МОДЕРНИЗАЦИИ СТАЦИОНАРНОГО (РУП «НПЦ НАН Беларуси по ОБОРУДОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ механизации сельского хозяйства», КАРТОФЕЛЕХРАНИЛИЩ) г. Минск, Республика Беларусь) Введение В предыдущих статьях [1, 2] авторами было показано, что оценка эконо мической эффективности мобильной техники по нормативным документам [3, 4] в настоящее время не отвечает современным экономическим условиям, что ставит вопрос о применимости данных документов.

Методы экономической оценки нормативных документов для стационарного оборудования Согласно [3], область применения данного нормативного документа рас пространяется на специализированную технику, предназначенную для выпол нения отдельных технологических операций (боронование, культивация, по сев, пахота, опрыскивание, дискование и т.д.), на универсальные энергетиче ские средства (тракторы, самоходные уборочные машины), комбинированные агрегаты (выполняющие за один проход несколько технологических опера ций), мобильные и стационарные комплексы (почвообрабатывающий, посев ной, по уходу за растениями, уборочный, машины по послеуборочной дора ботке продукции) для производства продукции растениеводства, на лесные машины, также он устанавливает основные положения, показатели экономи ческой оценки и методы их определения при испытаниях вышеперечисленных типов машин.

В приведенном пункте 1 (область применения) документа [3] полностью отсутствуют упоминания о мобильных машинах и стационарном оборудовании, применяемом в животноводстве. В остальных пунктах данного документа так же нет ни слова о животноводстве. Поэтому если подходить формально, в Рес публике Беларусь отсутствует нормативная база для экономической оценки ма шин и оборудования для животноводства. Старый советский ГОСТ [4] позволя ет более широкую трактовку, так как в нем отсутствует такое подробное описа ние области применения, хотя в нем также отсутствует упоминание о животно водстве. На практике из-за отсутствия других нормативных документов в лю бом случае приходится пользоваться документом ТКП 151–2008 (02150) [3].

Применение данного документа для экономической оценки стационарно го оборудования, используемого, согласно терминологии пункта 1 документа [3], для послеуборочной доработки продукции, также вызывает массу вопро сов. Продемонстрируем это на примере оборудования для создания микро климата в картофелехранилище. Вместимость картофелехранилища тонн. Проведем сравнения с оборудованием, уже применяемым в картофеле хранилище. Цель создания микроклимата – значительное сокращение потерь при хранении. Так, при использовании старого базового оборудования потери составляют 17%, при эксплуатации нового должны составлять только 10%, поэтому, пользуясь терминологией документа [3], годовой объем работ (Вз) со ставит 1660 и 1800 тонн соответственно. В то же время очевидно, что его определение по формуле (3) документа [3] для оборудования создания микро климата лишено всякого смысла:

Wk T, (1) где Wэk – производительность новой машины за час эксплуатационного вре мени, ед. наработки/ч;

Tз – зональная годовая загрузка машины, ч.

Кроме того, в пункте 5.1.2 присутствует опечатка: размерность Вз пред ставлена в часах, хотя очевидно, что это – единицы наработки.

Другой существенный вопрос, который возникает при проведении эко номической оценки, – необходимо ли учитывать стоимость здания и другого оборудования, применяемого в хранилище. Если сравнивать с машинами, применяемыми в растениеводстве, то, как было показано в работе [1], стои мость трактора существенно влияет на экономические показатели.

Очевидно, что если проводится модернизация картофелехранилища, то есть происходит замена оборудования для создания микроклимата, то стои мость здания и другого оборудования не окажет влияния на его экономиче скую оценку.

Общий термин ед. наработки в документе [3] также не является коррект ным. Это легко продемонстрировать на примере оборудования для создания микроклимата. Так, в качестве ед. наработки можно взять объем воздуха, прокачиваемый вентиляторами через картофель. Ясно, что когда управление режимами вентиляции будет осуществляться без компьютерной системы под держания микроклимата, объем продуваемого воздуха будет существенно больше, но при этом потери картофеля также существенно выше. В то же время часть затрат при таком расчете будет значительно ниже, так как удель ные капиталовложения K, руб./ед. наработки, определяются по формуле [3]:

i K, (2) W i где i – балансовая цена i-той машины.

Отчисления на амортизацию А, руб./ед. наработки, согласно формуле [3]:

a j j, i Wj где a j – коэффициент отчислений на амортизацию по j-той машине, трактору (по нормативно-справочной документации).

Затраты средств на ремонт и техническое обслуживание в целом по аг регату (электромашин, сельхозмашин) R, руб./ед. наработки, вычисляют по формуле [3]:

m a R j j.

j 1 Wj Из представленных выше формул следует, что если строить расчет по объемам прокачиваемого воздуха, то значения K, A, R будут значительно ниже в варианте работы без системы микроклимата. Поэтому очень важно, чтобы произведение W означало товарную продукцию.

Аналогичная ситуация может произойти и в других расчетах, например в кормопроизводстве, когда сравнивают обычную косилку с косилкой плющилкой при кошении бобовых трав. Если произведение W будет учи тывать только скошенную траву, то очевидно, что экономические показатели обычной косилки будут более предпочтительными. Если W будет означать товарный продукт – сенаж или сено, то более предпочтительными будут эко номические показатели косилки-плющилки.

Приведенные примеры свидетельствуют, что в качестве произведения W для картофелехранилища необходимо брать количество картофеля после окончания срока хранения. Стоимость базового оборудования без системы управления микроклиматом равна 280 млн руб., стоимость оборудования с си стемой микроклимата – 370 млн руб.

Затраты электроэнергии равны 50 кВтч на тонну загруженного карто феля, то есть затраты электроэнергии для рассматриваемых вариантов соста вят 50 кВтч/т2000 = 100 000 кВтч, удельные – 60,2 кВтч/т и 55,5 кВтч/т для базового варианта и нового соответственно. Исходные дан ные и рассчитанные значения представлены в таблице 45.

Таблица 45 – Исходные данные и результаты расчетов экономических показателей Значения показателей Единицы Показатели по новому по базовому измерения оборудованию оборудованию А Исходные данные Сельскохозяйственная операция Хранение картофеля Обслуживающий персонал чел. 1 Производительность оборудования в тонн 1800 год Удельные затраты электроэнергии кВтч/т 55,55 60, Стоимость электроэнергии руб./кВтч 370,9 370, Стоимость оборудования млн руб. 370 Коэффициент отчисления на амортизацию 0,125 0, ремонт и ТО 0,07 0, Нормативный коэффициент капи 0,20 0, тальных вложений Б Расчетные данные Себестоимость механизированных тыс. руб./т 407,34 684, работ в т.ч. зарплата тыс. руб./т 13,33 14, амортизация и ремонт тыс. руб./т 40,083 32, затраты на электроэнергию тыс. руб./т 20,605 22, издержки производства тыс. руб./т 333,33 614, Годовой приведенный экономический млн руб. – 484, эффект Срок окупаемости абсолютных капи лет 0, таловложений Себестоимость механизированных работ ( ) определялась согласно [3] по формуле:

R A, (3) где – затраты на оплату труда обслуживающего персонала, руб./ед. нара ботки;

– затраты на горюче-смазочные материалы и электроэнергию, руб./ед.

наработки;

R – затраты на техническое обслуживание и ремонт, руб./ед. наработки;

A – отчисления на амортизацию, руб./ед. наработки;

– издержки от потерь продукции, технологических материалов, руб./ед. наработки;

– издержки от повреждения продукта, руб./ед. наработки;

– издержки от засоренности продукта, руб./ед. наработки;

– издержки на охрану окружающей среды, руб./ед. наработки;

Ф – прочие прямые затраты на вспомогательные материалы (проволоку, шпагат, тару и т.д.), руб./ед. наработки.

Приведенные затраты, руб./ед. наработки, вычислялись по формуле:

, (4) где – удельные капиталовложения, руб./ед. наработки;

– коэффициент эффективности капиталовложений ( H = 0,2).

Годовая экономия затрат труда составит 14,8 чел.-ч, электроэнергии – 8434,8 кВтч.

Срок окупаемости абсолютных капиталовложений T, лет, вычислялся по формуле:

(5) ) ( и составил всего 0,74 года.

В дополнение к этим расчетам необходимо определить обратную задачу:

как возрастет балансовая стоимость нового оборудования по сравнению с ба зовым, если срок окупаемости составит 8 лет (срок службы оборудования).

Для поиска решения в общем виде представим балансовую цену нового обо рудования в виде:

, где – балансовая цена базового оборудования, – коэффициент, ;

для рассмотренного варианта = 1,32.

Тогда формулу (5) необходимо преобразовать с использованием форму лы (3) и подробно ее описать для рассматриваемого варианта.

r ;

(6) r, (7) где – стоимость единицы массы продукции, руб.;

– годовые затраты на заработную плату, руб.;

– годовые затраты на электроэнергию, кВтч;

,, – масса картофеля, заложенного на хранение, масса картофеля, оставшегося после хранения, в базовом выражении и масса картофеля после хранения в новом варианте соответственно.

1, 2 – относительные коэффициенты потери массы картофеля при хране нии в базовом и новом вариантах соответственно.

Так как B B0 B0 1 B0 (1 1 ) ;

B B0 B0 2 B0 (1 2 ), формулы (6) и (7) преобразуются к следующему виду:

r 1 0 (1 1 ) 0 (1 1 ) 0 (1 1 ) 0 (1 1 ) (1 1 ) (8) (r ) 1 ;

0 (1 1 ) (1 1 ) r 2 0 (1 2 ) 0 (1 2 ) 0 (1 2 ) 0 (1 2 ) (1 2 ) (9) ( (r a)) 2.

0 (1 2 ) (1 2 ) Рассмотрим отдельно знаменатель формулы (5):

0 0 (r a) ( ) 0 (1 1 ) (1 1 ) 1 (r ) 2 0 (1 2 ) 0 (1 2 ) 1 2 0 (1 1 ) (1 2 ) 1 1 r (r ) 1 0 (1 2 ) 0 0 (1 1 ) (1 2 ) 0 (1 1 ) (1 2 ) (1 1 ) (1 2 ) 1 1 1 1 1 2 0 (1 2 ) (1 2 ) (r ) (1 1 ) (1 2 ) (1 1 ) (1 2 ) 1 1 (1 2 ) 2 0.

(1 1 ) Тогда формула (5) примет окончательный вид:

Бн Тф И пб И пн Б з Бб.

1 1 1 1 2 З0 Г 0 Б б r a ЦВ0 1 1 1 1 1 1 2 Ясно, что первый член знаменателя намного меньше двух последних, по этому ими можно пренебречь и представить формулу (5) в следующем виде:

.

) 1 2 (1 2 ) ( 0 1 (r a) (1 1 ) (1 1 ) Знаменатель и числитель данного выражения разделим на 0, тогда в числителе и знаменателе получим удельные капитальные вложения в базовом варианте:

.

1 2 1 (1 2 ) (r a) (1 1 ) (1 1 ) Для ранее рассмотренного варианта r a 0,195;

1 = 0,17;

2 = 0,1;

0 = 2000 т;

= 280 млн руб.;

= 3 млн руб./т.

Тогда для рассматриваемого случая формула (5) примет вид:

0,14 0,.

0, 253 0, 0273(1, 0843 ) 0,17 0, 0, 0,14 0,195 0, 0,83 0,83 Таблица 46 наглядно демонстрирует, что при сокращении потерь до 10% стоимость нового оборудования может превышать стоимость базового в 6 раз.

Таблица 46 – Зависимость срока окупаемости абсолютных капиталовложений Тф от относительного коэффициента Тф 0,5 1,1 2,1 3,2 4,8 7,1 10, 1 2 3 4 5 6 Заключение Представленные данные наглядно продемонстрировали недостатки нор мативного документа ТКП 151–2008 (02150) (ЩСТ 10.2.18–2001) по расчету экономических оценок. В условиях современной экономики Республики Бела русь главными результатами являются технологический эффект нововведения, уменьшение потерь продукции, повышение продуктивности и т.п. Выполнен ный в соответствии с данным документом экономический расчет по установке оборудования для создания микроклимата в картофелехранилище показал, что срок окупаемости составляет 0,74 года. При таком сокращении потерь балан совая цена оборудования для создания микроклимата может в 6 раз превышать цену уже установленного оборудования со сроком окупаемости 7,1 года.

15.06. Литература 1. Крылов, С.В. Оценка экономической эффективности сельхозтехники в современных усло виях / С.В. Крылов, А.В. Ленский, И.Н. Ковалева // Механизация и электрификация сель ского хозяйства: межвед. тематич. сб.: в 2 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2009. – Вып. 43. – Т. 2. – С. 149-156.

2. Крылов, С.В. Проблемы методов экономической оценки различных технологий заготовки травянистых кормов / С.В. Крылов, В.С. Костюк, В.В. Русаков // Механизация и электри фикация сельского хозяйства: межвед. темат. сб.: в 2 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по ме ханизации сельского хозяйства». – Минск, 2010. – Вып. 44. – Т. 2. – С. 10-14.

3. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки. Порядок опре деления показателей ТКП 151–2008 (02150). Технический кодекс установившейся практи ки: ОСТ 10.2.18–2001. – Минск: Минсельхозпрод, 2001. – 14 с.

4. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки: ГОСТ 23728–88 – ГОСТ 24059–88. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 24 с.

УДК 637.1.02/.112:005.934 ОРГАНИЗАЦИОННО ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В.К. Клыбик, В.Н. Круглая, СЕРВИСА СОВРЕМЕННОГО М.И. Новиков ДОИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ (РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Введение В настоящее время в республике производство молока осуществляют 1500 сельскохозяйственных и иных организаций. В ходе реализации Государ ственной программы возрождения и развития села на 2005–2010 годы, утвер жденной Указом Президента Республики Беларусь от 25 марта 2005 г. № 150, объемы производства молока в сельскохозяйственных организациях выросли на 38% – с 4159 тыс. т в 2005 году до 5739 тыс. т [1] в 2010 году, в том числе на экспорт было отправлено 602 тыс. т [2].

Республика Беларусь обладает потенциалом увеличения объемов произ водства молока к 2015 году до 10 млн. т. При этом каждый дополнительно произведенный килограмм молока в виде молочных продуктов будет постав ляться на экспорт.

Основная часть Основное количество молока планируется получать на крупных молочно товарных фермах, имеющих доильные залы. По данным Министерства сель ского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь за 2010 год, насчиты вается около 592 молочно-товарных ферм с доильными залами, оснащенными отечественным и импортным доильным оборудованием. Информация о нали чии действующих доильных залов в сельскохозяйственных организациях представлена в таблице 47.

Таблица 47 – Информация о наличии действующих доильных залов в сельскохозяйственных организациях (по состоянию за 2010 г.) Количество МТФ, обору Количество Обслужива- Средний дованных установками Наименование МТФ с ется коров, удой на ко области доильными отечествен голов рову импортными залами ными Брестская 108 47959 5262 39 Витебская 52 16443 4784 28 Гомельская 94 30217 4476 77 Гродненская 131 59842 5393 19 Минская 83 28632 5857 35 Могилевская 124 45569 5058 50 Итого по республике 592 228662 5166 248 Соотношение оборудования доильных залов по фирмам-производителям, представленным в Республике Беларусь, отображено на рисунке 125.

Рисунок 125 – Соотношение оборудования доильных залов по фирмам-производителям Все доильные залы, вне зависимости от изготовителя, оснащены высоко технологичным дорогостоящим оборудованием, включающим сложные элек тронные блоки управления и точную механику исполнительных механизмов.

Эффективная эксплуатация такого оборудования невозможна без качествен ного технического обслуживания и ремонта, для чего необходимы создание современной ремонтно-обслуживающей базы и подготовка сервисного персо нала соответствующей квалификации.

Наиболее важной технологической особенностью проведения ремонта и обслуживания любых технических средств, используемых в животноводстве, является строгое соблюдение своевременности выполнения ремонтно обслуживающих операций с целью обеспечения установленного технологиче ского режима функционирования молочно-товарной фермы. Стабильность и надежность производства являются главными условиями сохранения продук тивности животных, снижения либо исключения потерь молочного сырья, ро ста качества получаемой продукции, что в итоге обеспечит эффективное и ра циональное использование ресурсов.

В животноводстве установлены критические сроки выполнения тех или иных ремонтных работ, несоблюдение которых влечет за собой возможные негативные последствия.

Так, например, при несоблюдении вакуумного режима в процессе доения коров потери молочной продуктивности коров составляют 5–8%, при повы шенной на 30% и более частоте пульсаций – до 16%, из-за неполной молоко отдачи – до 4%. Установлено, что вследствие заболевания коров маститом снижается их молочная продуктивность на 10…15% и требуются дополни тельные затраты труда и средств на лечение животных. Незначительные, на первый взгляд, нарушения технологии доения приводят к тому, что совокуп ные потери молочного сырья могут достигать более 30%. Стоимость часа сверхнормативного простоя (2 часов) доильного оборудования составляет не менее 2% от суточного производства продукции.

Проведенные исследования взаимосвязи параметров технического состо яния доильных установок с показателями эффективности их использования показали, что только 11 из 15 обследованных ферм имеют полнокомплектные доильные установки со всеми исправными узлами и агрегатами, то есть толь ко 73% ферм имеют исправное оборудование.

Все отказы доильных установок за время подопытной эксплуатации, выяв ленные в процессе обследования, можно разделить по следующим системам:

станочное оборудование;

вакуумная система;

молочная система;

система промывки;

доильное место;

системы автоматизации.

Анализ данных, полученных непосредственно из хозяйств, эксплуатиру ющих доильное оборудование, показал, что вакуумная система, включающая вакуумную установку, вакуум-провод, регулятор вакуума, пульсаторы, кол лекторы и доильные стаканы, более всего подвержена отказам по отношению к другим узлам доильного оборудования. Соотношение наиболее часто встре чающихся отказов доильных установок приведено на рисунке 126.

Постоянные наблюдения в течение двух лет за работой 15 доильных установок типа УДМ-Е позволили оценить основные показатели безотказно сти и эффективности использования доильного оборудования.

Молоко- Вакуум Система Другие провод регулятор промывки отказы 7% 2% 4% Счетчик 3% учета молока 8% Вакуумная Молочный система насос 51% 25% Рисунок 126 – Диаграмма соотношения наиболее часто встречающихся отказов доильных установок Продолжительность работы доильных аппаратов за год, без учета време ни простоев по организационным причинам, в среднем составляет 3245,40 ча са, в том числе: основной работы – 1416,30 (43,74%), устранение технологиче ских отказов – 235,42 (7,25%), ежедневное и периодическое ТО – 158,24 ч (4,88%), устранение технических отказов – 536,79 (16,54%) и подготовитель но-вспомогательное время – 898,65 (27,69%).

Результаты обследования состояния технологических параметров доиль ного оборудования показали, что производительность вакуумных насосов не соответствует норме у 83,2% обследованных установок, рабочее вакууммет рическое давление завышено у 72,6%, частота пульсаций и длительность такта сосания не соответствует норме у 74% аппаратов.

Следует отметить, что таких жестких требований и последствий от нару шения сроков выполнения ремонтных работ в полеводстве (кроме работ в за щищенном грунте) не установлено.

В связи с этим одной из задач служб технического сервиса в животновод стве является обеспечение бесперебойной работы оборудования МТФ в соот ветствии с принятой технологией, а также обеспечение графиков и режимов функционирования производства, оперативности устранения возникающих неисправностей.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.