Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Проблема очистки воздуха в промышленном животноводстве от сероводорода 10
1.2 Существующие методы и технические средства очистки воздуха от сероводорода 16
1.3 Требования к системам очистки рециркуляционного воздуха 23
1.4 Анализ процессов очистки воздуха в мокром электрофильтре 24
1.4.1 Коронный разряд и электрическая очистка воздуха 24
1.4.2 Очистка воздуха от пыли и микроорганизмов 28
1.4.3 Очистка воздуха от вредных газов 37
1.5 Выводы и задачи исследования 39
1.5.1 Выводы из анализа состояния вопроса 39
1.5.2 Постановка задач исследования 40
ГЛАВА 2. Теоретические аспекты расчёта эффективности мокрого электрофильтра от сероводорода 41
2.1 К методике расчёта основных конструктивных и технологических параметров мокрого электрофильтра 41
2.2 К определению активной длины осадительного электрода мокрого электрофильтра 45
2.3 Анализ процесса очистки воздуха от сероводорода мокрым электрофильтром 51
2.4 Математическая модель расчёта загрязнения воздуха 55
Основные результаты и выводы 58
ГЛАВА 3. Программы и методики экспериментальных исследований 59
3.1 Экспериментальные исследования в лабораторных условиях 59
3.1.1 Программа исследований 60
3.1.2 Экспериментальный стенд 60
3.1.3 Методики исследований 64
3.2 Экспериментальные исследования в производственных условиях 72
3.2.1 Программа исследований 72
3.2.2 Экспериментальный стенд 73
3.2.3 Методики исследований 74
Основные результаты и выводы 77
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований 78
4.1 Результаты экспериментальных исследований в лабораторных условиях 78
4.1.1 Исследование зависимости естественного распада сероводорода в режиме «0» 78
4.1.2 Исследование зависимости эффективности очистки от сероводорода в режиме «С» 79
4.1.3 Исследование зависимости эффективности очистки от сероводорода в режиме «А» 80
4.1.4 Исследование зависимости эффективности очистки от сероводорода в режиме «М» 81
4.1.5 Исследование зависимости влияния скорости воздушного потока на эффективность очистки от сероводорода в режимах «С», «А» и «М» 83
4.1.6 Исследование зависимости влияния концентрации абсорбента на эффективность очистки от сероводорода в режимах «А» и «М» 86
4.1.7 Исследование зависимости влияния скорости воздушного потока и концентрации абсорбента на эффективность очистки от сероводорода в режимах «А» и «М» 88
4.1.8 Исследование влияния мощности коронного разряда на эффективность очистки от сероводорода в режиме «М» 90
4.2 Результаты производственного эксперимента в условиях секции №17 свинокомплекса ООО «Согласие» 91
4.2.1 Результаты исследования эффективности очистки воздушной среды секции №17 для содержания порасят на откорме (2-4) в режимах «С», «А» и «М» 91
4.2.2 Эмпирическая модель зависимости эффективности МЭФ от концентрации абсорбента и скорости воздушного потока 93
Основные результаты и выводы 98
ГЛАВА 5. Оценка технико-экономической эффективности очистки воздуха животноводческих помещений от сероводорода 99
5.1 Оценка технико-экономической эффективности 99
5.2 Определение годового экономического эффекта от внедрения системы электрофильтрации рециркуляционного воздуха в свинарнике 102
Основные результаты и выводы 103
Основные выводы 104
Список литературы
- Анализ процессов очистки воздуха в мокром электрофильтре
- К определению активной длины осадительного электрода мокрого электрофильтра
- Экспериментальные исследования в производственных условиях
- Исследование зависимости влияния скорости воздушного потока на эффективность очистки от сероводорода в режимах «С», «А» и «М»
Введение к работе
В современном промышленном мясном животноводстве одной из нерешенных проблем остается создание оптимальных условий содержания животных. При высокой концентрации поголовья на единицу площади состояние и состав воздуха ухудшаются. В условиях интенсивного развития промышленного животноводства важной инженерной задачей является создание таких вентиляционно-отопительных систем (ВОС), которые бы обеспечивали необходимые зоогигиенические условия содержания животных в сочетании с комплексом научных и практических мероприятий, снижающих энергозатраты на создание микроклимата.
Одним из методов утилизации теплоты животноводческого помещения является рециркуляция воздуха. Однако при этом происходит накопление пыли, микроорганизмов и вредных газов в воздушной среде помещения. В предыдущих исследованиях подробно рассмотрены и проанализированы способы очистки рециркуляционного воздуха животноводческих помещений от пыли, микроорганизмов и вредных газов, в частности от аммиака. Однако вопрос очистки воздуха от сероводорода, который является одним из самых вредных газов животноводческих помещений, изучен не в полном объеме.
Таким образом, дальнейшие исследования разработки мероприятий по созданию высокоэффективного способа очистки рециркуляционного воздуха от сероводорода, а также повышение эффективности очистки воздуха от пыли, микроорганизмов и аммиака являются актуальными.
Работа выполнена в соответствии с общероссийской федеральной программой «Энергоэффективная экономика», разделом «Энергоэффективность в сельском хозяйстве» (Постановление Правительства РФ от 17 ноября 2001 г. № 796) и приказом Минсельхоза РФ от 25 июня 2007 г. № 342 «О концепции развития аграрной науки и научного обеспечения АПК России до 2025 года».
Цель работы - повышение эффективности процесса очистки воздуха животноводческих помещений от сероводорода мокрым электрофильтром за счет использования в качестве жидкости, омывающей осадительные электроды, раствора медного купороса.
Задачи исследования:
-
Провести критический анализ и сравнение способов и методов очистки воздуха от сероводорода.
-
Провести теоретический анализ процесса очистки рециркуляционного воздуха мокрым электрофильтром от сероводорода.
-
Экспериментально установить закономерности влияния концентрации медного купороса в омывающей осадительные электроды мокрого электрофильтра жидкости на эффективность очистки воздуха от сероводорода в лабораторных условиях.
-
Разработать методику расчета основных конструктивных и технологических параметров мокрого электрофильтра.
-
Провести производственные испытания опытного образца мокрого электрофильтра и оценить технико-экономическую эффективность его применения.
Объект исследования - процессы очистки рециркуляционного воздуха животноводческих помещений от сероводорода мокрым электрофильтром.
Предмет исследования - закономерности процессов очистки воздуха от сероводорода в мокром электрофильтре, взаимосвязь технических характеристик мокрого электрофильтра с его основными технологическими и конструкционными параметрами.
Методологическая и теоретическая основы исследования: в основу данной работы легли труды А. М. Басова, Ф. Я. Изако-ва, В. Б. Файна, А. Г. Возмилова, Ю. А. Байдукина, А. Ф. Першина, И. М. Кирпичниковой, Е. В. Смирнягина, С. А. Ивановой, О. В. Звез-даковой, М.В. Деля, С.Н. Любайкина, Р.Ю. Илимбетова и других ученых, внесших неоценимый вклад в развитие науки об электроочистке и электрообеззараживании воздуха в технологических процессах АПК.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием: известных теоретических положений и апробированных экспериментальных методов исследований; математической модели, составленных на ее основе дифференциальных и алгебраических уравнений.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
1. Получены аналитические зависимости степени очистки воздуха от сероводорода в МЭФ: за счет окисления сероводорода озо-
ном; с учетом совместной взаимосвязи озона и омывающей жидкости с сероводородом.
-
Получены экспериментальные данные о кинетике снижения концентрации сероводорода в замкнутом объеме в зависимости от режима работы мокрого электрофильтра.
-
Получены результаты комплексных испытаний опытного образца мокрого электрофильтра, работающего в режиме очистки рециркуляционного воздуха в помещении, для содержания поросят на откорме (2-4).
4. Новизна технического решения защищена патентом РФ на по
лезную модель.
Практическая значимость работы и реализация ее результатов:
-
Разработанная методика позволяет при проектировании систем очистки воздуха мокрым электрофильтром рассчитать его конструктивные и режимные параметры, обеспечивающие требуемую степень очистки воздуха.
-
Мокрый электрофильтр, защищенный патентом РФ на полезную модель № 128919, позволяет эффективно очищать воздух от сероводорода в сельскохозяйственных помещениях.
-
Опытный образец мокрого электрофильтра внедрен на свинокомплексе ООО «Согласие» (п. Новая Заимка Тюменской области).
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований мокрого электрофильтра используются в учебных процессах Государственного аграрного университета Северного Зауралья, Челябинской государственной агроинженерной академии и Тюменского лесотехнического техникума.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение на ежегодных научных конференциях ЧГАА (Челябинск, 2012-2013 гг.) и ГАУСЗ (Тюмень, 2009-2013 гг.)
Публикации. По основному содержанию диссертационной работы опубликовано восемь научных статей, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент РФ на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (97 наименований), 3 приложений; содержит 115 страниц основного текста, 28 рисунков и 5 таблиц.
Анализ процессов очистки воздуха в мокром электрофильтре
Коронный разряд представляет собой специфическую форму электрического разряда, возникающего в резко неоднородном электрическом поле вблизи электродов с большой кривизной поверхности. В этих зонах происходит ионизация и возбуждение нейтральных частиц газа при их соударениях с электронами. Различают два вида короны: биполярную и униполярную. При биполярной короне коронируют электроды обоих знаков и, во внешней зоне навстречу друг другу движутся положительные и отрицательные ионы. В униполярной короне разряд происходит у электрода только одного знака, и во внешнюю зону движутся ионы этого же знака. Для практики электроочистки воздушной среды наибольшее значение имеет униполярный коронный разряд.
Коронный разряд в резко неоднородных полях возникает, в том случае если выполняются условия самостоятельности разряда, которые в простейшем виде выражаются формулой [58, 59, 60] воздуха. Экспериментальные исследования, проведенные в ЭНИН имени Г.М.Кржижановского, показали, что напряженность электрического поля Ек, на поверхности коронирующего электрода, не зависит от величин приложенного напряжения. Ее значение равно начальной напряженности электрического поля коронного разряда [62].
Структура зоны ионизации зависит от полярности, типа и величины приложенного напряжения, от давления и состава газа, размеров и формы коронирующего электрода.
В положительной короне электроны, образовавшиеся на границе области видимого свечения или в непосредственной близости от нее, движутся к положительному электроду - проводу в зоне свечения, где напряженность поля больше, и порождают при соударениях много новых электронно-ионных пар в соответствии с уравнениями Таусенда [63, 64]. Положительные ионы движутся к не коронирующему электроду. Ровное однородное видимое свечение ионизационной зоны свидетельствует о том, что процесс ионизации носит диффузионный характер. Пока коронирующая проволока остается гладкой и круглой, отсутствуют причины, которые могли бы привести к появлению в разряде стримеров. Ток короны в данном случае содержит в основном постоянную составляющую, на которую накладываются колебания небольшой амплитуды. При наличии неровностей на поверхности проволоки или при игольчатых электродах ток положительной короны представляет собой последовательность импульсов. Амплитуда импульсов намного превышает среднюю величину тока короны. Коронный разряд принимает вид так называемой стримерной короны [63]. Отрицательный коронный разряд начинается с появления единичных светящихся точек на поверхности провода. Ток представляет собой ряд импульсов, следующих с определенной частотой. С повышением напряжения количество светящихся факелов растет, для каждого из них сохраняется импульсный характер протекания тока. Форма тока для очага коронного разряда определяется характером возникающих лавин. Отрицательный объемный заряд, оставшийся после лавины, ослабляет поле у провода и препятствует возникновению новых лавин. Они возникают только после того, как произойдет рассасывание отрицательного объемного заряда. Общий ток коронного разряда складывается из токов отдельных очагов. Характер отрицательной короны остается таким же и в случае игольчатых коронирующих электродов.
В основу действия однозонного электрофильтра положен коронный разряд, в поле которого происходит зарядка взвешенных в очищаемом воздухе частиц и их осаждение на осадительных электродах под действием электрических сил (рис. 1.2).
Коронный разряд представляет собой форму незавершенного электрического разряда, характерного для систем электродов с резко неоднородным полем. Ионизационные процессы при коронном разряде сосредоточены в узкой области, где напряженность поля наибольшая; данная область называется "чехлом" короны. Во внешней области коронного разряда ионизационные процессы отсутствуют, так как напряженность поля здесь для ионизации недостаточна. В данной области присутствуют отрицательные либо положительные, в зависимости от полярности короны, ионы, которые создают в межэлектродном пространстве униполярный объемный заряд. Если во внешней области коронного разряда, занимающей преобладающую часть межэлектродного пространства, находятся твердые или жидкие частицы, то ионы из объемного заряда, осаждаясь на поверхности этих частиц, сообщают им избыточный электрический заряд, т. e. происходит зарядка частиц. Далее под действием сил электрического поля заряженные частицы движутся в направлении, перпендикулярном потоку, и осаждаются на осадительных электродах [63, 65, 66,67].
К определению активной длины осадительного электрода мокрого электрофильтра
При положительном значении FДЕ происходит адгезия частиц, при отрицательном - отскок. Знак и величина FДЕ, при прочих равных условиях определяются удельным сопротивлением слоя пыли. В связи с этим все частицы по удельному сопротивлению можно условно разделить на три группы [58, 64, 72].
Частицы первой группы (удельное сопротивление менее 10 Омм), как только касаются поверхности осадительных электродов, мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд того же знака, что и на электроде. Между частицей и электродом возникает отталкивающая сила, и частицы могут снова попасть в воздушный поток. Пыли второй группы (удельное сопротивление от 10 до 10 Омм), которых большинство, наиболее эффективно улавливаются в электрофильтрах. Заряды частиц после их осаждения равномерно стекают на осадительный электрод по мере подхода новых частиц из воздушного промежутка. Пыли третьей группы (удельное сопротивление более 10 Ом-м) наиболее трудно улавливаются в электрофильтрах. Слой пыли этой группы на осадительных электродах действует как изолятор. Электрические заряды, поступающие непрерывно с осаждающими частицами, не стекают на осадительный электрод, а накапливаются на слое, что приводит к нарушению нормальной работы электрофильтра [64]. Эффективность очистки воздуха электрофильтром
Эффективность очистки воздуха электрофильтром является основной характеристикой его работы. В общем случае эффективность очистки воздуха можно определить по формуле [64, 72, 74, 75]:
Расчет степени очистки воздуха, содержащего частицы различного размера, производится по фракциям. Для этого весь диапазон размеров частиц разбивается на ряд интервалов, в пределах каждого из которых расчет эффективности ведется по среднему размеру, затем эффективность улавливания ведется по среднему размеру, затем для каждой фракции эффективность улавливания суммируется в соответствии с долей каждой фракции в исходном запыленном газе [76]:
В животноводческих помещениях образуются и поступают в воздух главным образом углекислота, аммиак, сероводород и в незначительном количестве окись углерода, кишечные газы, водород. Основными источниками их образования являются: корм, вода, помёт, подстилка, попавшие сюда перхоть, пух, перо и т.д. По количеству образующихся газов в животноводческих помещениях и поступления их в воздух в течение часа они располагаются в такой последовательности, как перечислены, а по токсическому действию - в обратном порядке: сероводород, аммиак, углекислота и т.д. [26]. Так как в режиме рециркуляции происходит накопление вредных газовых составляющих, очистка воздуха от них является весьма актуальной и требует особого внимания [77].
Одним из побочных продуктов коронного разряда является озон [69]. При прохождении очищаемого воздуха через электрофильтр, все вредно действующие газовые компоненты окисляются озоном.
Из данных уравнений видно, что после озонирования аммиак, сероводород, метан, углекислый газ и меркаптаны при окислении озоном переходят в сульфат аммония, углеаммиакаты, аммиачную селитру и кислород.
Следовательно, управляя процессами озонообразования в электрофильтре, мы будем иметь возможность управлять эффективностью очистки воздуха от вреднодействующих газовых компонентов.
1.5 Выводы и задачи исследования 1.5.1 Выводы из анализа состояния вопроса 1. Проблема очистки и обеззараживания рециркуляционного воздуха в животноводческих помещения актуальна и касается решения следующих задач: энерго - и ресурсосбережения; защиты комплексов от проникновения и распространения инфекционных заболеваний аэрогенным путем; защиты окружающей среды в зоне размещения животноводческих комплексов.
2. Наиболее приемлемым и перспективным способом снижения концентрации сероводорода в воздушной среде животноводческих помещений и снижения энергозатрат на производство животноводческой продукции является очистка рециркуляционного воздуха от сероводорода.
3. Актуальным является очистка рециркуляционного воздуха не только от сероводорода, но и от пыли, микроорганизмов и других вредных газов.
4. Для получения максимально возможного эффекта от внедрения систем электрофильтрации рециркуляционного воздуха необходима разработка и исследование мероприятий по повышению эффективности систем электрофильтрации, созданных на основе мокрого электрофильтра, по очистке рециркуляционного воздуха от сероводорода, который бы наиболее полно отвечал всем зоотехническим и технологическим требованиям промышленного животноводства, был надежен в эксплуатации и имел низкую стоимость.
На основании анализа, проведенного выше, была сформулирована научная задача настоящей работы – теоретическое и экспериментальное обоснование рекомендаций по проектированию МЭФ, эффективно очищающего воздух животноводческих помещений от сероводорода.
Экспериментальные исследования в производственных условиях
Перед началом эксперимента с 3-х кратной повторностью замерялась начальная концентрация сероводорода в резервуаре и в окружающей воздушной среде. В нижнюю часть МЭФ, предназначенную для жидкости омывающей осадительные электроды заливался водный раствор медного купороса с концентрацией 0,5 моль/л. Далее в резервуар нагнетался сероводород до концентрации 50 мг/м3 и с помощью газоанализатора проводился забор проб воздуха в контрольных точках. Если значение концентрации сероводорода по уровням различалось, то включался вентилятор, служащий для перемешивания воздушной среды в резервуаре, который отключался до начала работы МЭФ.
Далее включался рециркуляционный вентилятор и открывались клапаны, отсекающие резервуар от электрофильтра. Засекалось время, за которое рециркуляционный вентилятор прокачает через МЭФ 1 м3 воздуха, по истечении которого рециркуляционный вентилятор отключался и клапаны перекрывались. Далее включался вентилятор, перемешивающий воздушную среду в резервуаре, и проводился забор проб воздуха в контрольных точках.
После фиксации значений концентрации сероводорода в воздушной среде резервуара эксперимент повторялся до тех пор, пока концентрация сероводорода не снизится до 5 мг/м3.Замеры проводились с 3-х кратной повторностью.
Перед началом эксперимента с 3-х кратной повторностью замерялась начальная концентрация сероводорода в резервуаре и в окружающей воздушной среде. В нижнюю часть МЭФ, предназначенную для жидкости омывающей осадительные электроды заливался водный раствор медного купороса с концентрацией 0,5 моль/л. Далее в резервуаре нагнетался сероводород до концентрации 50 мг/м и с помощью газоанализатора проводился забор проб воздуха в контрольных точках. Если значение концентрации сероводорода по уровням различалось, то включался вентилятор, служащий для перемешивания воздушной среды в резервуаре, который отключался до начала работы МЭФ.
Далее на короноразрядную систему МЭФ подавалось рабочее напряжение 15 кВ, включался рециркуляционный вентилятор и открывались клапаны, отсекающие резервуар от электрофильтра. Засекалось время, за которое рециркуляционный вентилятор прокачает через МЭФ 1 м воздуха, по истечении которого рециркуляционный вентилятор отключался, клапаны перекрывались, напряжение с короноразрядной системы снималось. Далее включался вентилятор, перемешивающий воздушную среду в резервуаре, и проводился забор проб воздуха в контрольных точках.
После фиксации значений концентрации сероводорода в воздушной среде резервуара эксперимент повторялся до тех пор, пока концентрация сероводорода не снизится до 5 мг/м .Замеры проводились с 3-х кратной повторно стью.
Целью данного эксперимента являлось изучение влияния скорости воздушного потока, проходящего через МЭФ на эффективность очистки от сероводорода в вышеперечисленных режимах работы. В итоге должны получить графическую и аналитическую зависимость эффективности от скорости воздушного потока . Эксперименты проводились по вышеперечисленной методике для соответствующего режима работы МЭФ с той лишь разницей, что скорость изменялась в пределах 0,2 – 1,4 м/с с шагом 0,4. Таким образом, для каждого режима проводилось 5 экспериментов.
Методика исследования влияния концентрации абсорбента на эффективность очистки от сероводорода в режимах «А» и «М» Используемые контрольно-измерительные приборы: 1. Киловольтметр С 196; 2. Миллиамперметр М109/1. 3. Газоанализатор сероводорода ПГА-200. 4. Термоанемометр testo 425.
Целью данного эксперимента являлось изучение влияния концентрации абсорбента, находящегося в нижней части МЭФ, предназначенной для жидкости, омывающей осадительные электроды на эффективность очистки от сероводорода в вышеперечисленных режимах работы. В итоге должны получить графическую и аналитическую зависимость эффективности от концентрации абсорбента . Эксперименты проводились по вышеперечисленной методике для соответствующего режима работы МЭФ с той лишь разницей, что концентрация абсорбента изменялась в пределах 0,2 – 1 моль/л с шагом 0,2. Таким образом, для каждого режима проводилось 5 экспериментов. Методика исследования влияния скорости воздушного потока и концентрации абсорбента на эффективность очистки от сероводорода в режимах «А» и «М» Используемые контрольно-измерительные приборы: 1. Киловольтметр С 196; 2. Миллиамперметр М109/1. 3. Газоанализатор сероводорода ПГА-200. 4. Термоанемометр testo 425. 5. ЛАТР. Целью данного эксперимента являлось изучение влияния скорости воздушного потока, проходящего через МЭФ и концентрации абсорбента, находящегося в нижней части МЭФ, предназначенной для жидкости, омывающей осадительные электроды на эффективность очистки от сероводорода в вышеперечисленных режимах работы. В итоге должны получить графическую и аналитическую зависимость эффективности от скорости воздушного потока и концентрации абсорбента . Эксперименты проводились по вышеперечисленной методике для соответствующего режима работы МЭФ с той лишь разницей, что скорость воздушного потока изменялась в пределах 0,2 – 1,4 м/с с шагом 0,4 и концентрация абсорбента изменялась в пределах 0,2 – 1 моль/л с шагом 0,2. Таким образом, для каждого режима проводилось 25 экспериментов. Изучение влияния мощности коронного разряда на эффективность очистки от сероводорода в режиме «М» Используемые контрольно-измерительные приборы: 1. Киловольтметр С 196; 2. Миллиамперметр М109/1. 3. Газоанализатор сероводорода ПГА-200. 4. ЛАТР. Целью данного эксперимента являлось изучение влияния мощности коронного разряда на эффективность очистки воздушной среды от сероводорода в режиме «М», который является номинальным для мокрого электрофильтра. В итоге должны получить графическую и аналитическую зависимость эффективности очистки от сероводорода от мощности коронного разряда РКР. Эксперименты проводились по вышеперечисленной методике для соответствующего режима работы МЭФ с той лишь разницей, чтонапряжение, подаваемое на короноразрядную систему с помощью блока управления, поднималось от 5 кВ с шагом 2 кВ до Umax=19 кВ. При этом в каждой точке фиксировалась сила разрядного тока І и концентрация сероводорода. Замеры проводились с 3-х кратной повторностью. Начальная концентрация сероводорода составляла 50 мг/м . Таким образом, для данного режима проводилось 8 экспериментов.
Исследование зависимости влияния скорости воздушного потока на эффективность очистки от сероводорода в режимах «С», «А» и «М»
Практический успех любого научно-технического достижения зависит в конечном счете от его экономической эффективности. Об экономической эффективности судят по годовому экономическому эффекту [96, 97]
Развитие комплексной механизации и автоматизации животноводства и птицеводства на современном этапе идет в направлении создания ресурсосберегающих машинных технологий. Это означает, с одной стороны, экономию всех видов ресурсов: основных фондов АК, кормов AG, затрат труда AT, энергетических ресурсов АЕ, с другой, увеличение годового выпуска продукции n и повышение ее качества. Построение системы механизации и автоматизации по этому принципу обеспечит максимальное сокращение затрат З, т.е. максимальный экономический эффект: каждое слагаемое (5.3) "вносит" свою долю в суммарную экономию затрат [96, 97].
Такое "однонаправленное" изменение всех слагаемых формулы (5.3) следует понимать как общую тенденцию, концепцию построения ресурсосберегающих машинных технологий. При решении конкретных, частных задач механизации и автоматизации возможно, конечно, и "разнонаправленное" изменение слагаемых, когда их приращения направлены в разные стороны, имеют разные знаки. В этом случае цель состоит в получении такого сокращения одного или нескольких слагаемых, которое перекрывает увеличение других [97]. Анализируя результаты производственных испытаний систем электрофильтрации вентиляционного воздуха в птицеводстве, свиноводстве и др., можно сделать следующий вывод, что внедрение данных систем приводит к: - увеличению основных фондов К (затраты на приобретение электрофильтров, их монтаж и наладку) и затрат труда Т (обслуживание систем электрофильтрации); - увеличению годового выпуска продукции n (снижение падежа, повышение продуктивности скота и птицы; улучшение качества молодняка и т.д.) и снижению энергозатрат (повышение эффективности работы теплообменного оборудования); - улучшению условий труда обслуживающего персонала за счет снижения концентрации вредных веществ в воздушной среде производственных помещений, а также защите воздушного бассейна на территории животноводческих комплексов и предприятий.
Использование систем электрофильтрации рециркуляционного воздуха дает следующее [13]: технический эффект (предотвращение аэрогенного перезаражения; улучшение условий эксплуатации калориферов; снижение концентрации аэрозоля в производственных помещениях); 101 дополнительные затраты (К - капитальные вложения (стоимость установки электрофильтрации, монтаж, наладка), U -эксплуатационные издержки (амортизация, электроэнергия, текущий ремонт, зарплата обслуживающего персонала)); экономический эффект (n - повышение продуктивности животных и птицы, Е - за счет сокращения энергозатрат на обогрев помещений (рис 5.1)); социальный эффект (значительное снижение концентрации вредных веществ в воздушной среде производственных помещений).
С - концентрация вредностей в воздушной среде животноводческого помещения; СПДК - ПДК вредностей в животноводческом помещении; k -кратность воздухообмена, Срец - концентрация вредностей в воздушной среде при очистке рециркуляционного воздуха; Спр ц - концентрация вредностей в воздушной среде при прямой циркуляции воздуха; Q - энергозатраты на отопление животноводческого помещения; Qрец - энергозатраты на отопление при очистке рециркуляционного воздуха Qпр ц - энергозатраты на отопление при прямой циркуляции воздуха; Q - снижение энергозатрат за счёт использования систем очистки рециркуляционного воздуха
Рис. 5.1 - Снижение энергозатрат на отопление за счёт использования системы очистки рециркуляционного воздуха.
Внедрение систем электрофильтрации будет экономически целесообразно в том случае, когда сумма дополнительных затрат 1(ДК + AU) будет перекрываться суммой дополнительного дохода І(Аn + АE), т.е. Определение годового экономического эффекта от внедрения системы электрофильтрации рециркуляционного воздуха в свинарнике
Система электрофильтрации рециркуляционного воздуха в свинарнике для содержания поросят на откорме (2-4 месяца) позволила снизить в воздушной среде концентрацию сероводорода на 48±2%, пыли - на 25,9%, а микроорганизмов - на 11,76%.
Отход поросят в опытном секторе не наблюдался, при этом в контроле отход составил 3,4 %, среднесуточный привес выше (соответственно 702 и 690 гр.гол/су т.).
Экономический эффект в данном случае определяем на основе сопоставления приведенных затрат и полученной прибыли по базовому (контрольный сектор) и новому (опытный сектор) вариантам. Укрупненные исходные данные для расчета приведены в табл. 5.1. Годовой экономический эффект от внедрения системы электрофильтрации рециркуляционного воздуха определяем по формуле [51]: Э = ш -71 )-Ос-С = (8425-8280)-1,034-1,48 = 221,9тыс.руб./год. (5.5) где П1, П2 - годовой привес; Сх - сохранность; С - среднерыночная стоимость единицы продукции.
