Методичка: Расчет энергоемкости производства животноводческой продукции

Расчёт энергоёмкости производства животноводческой продукции

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

Ознакомление с методикой расчёта энергоёмкости производства продукции на животноводческом предприятии.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Отводимое время - 4 часа. В процессе работы необходимо: Ознакомиться с технологическими показателями предприятия. Произвести расчёт затрат энергии на производство продукции. Проанализировать структуру затрат энергии согласно индивидуальному заданию и дать рекомендации по снижению энергоёмкости объекта.

ОПИСАНИЕ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

В качестве примера предлагается произвести оценку энергоёмкости производства молока на молочно-товарной ферме на 200 коров. Удой на одну корову от 2500 до 5000 кг молока в год (согл. варианту задания). Основные технико-экономические показатели предприятия приведены в табл. 1.1.

Содержание коров стойловое.

Таблица 1.1

Основные технико-экономические показатели молочно-товарной фермы

В коровнике животные размещается в 4 ряда. Имеются два кормовые и четыре навозные проходы. Раздача кормов производится мобильным раздатчиком КТУ-10А. Для раздачи концкормов используются ручные тележки ТУ-300 А.

Для загрузки кормов используется погрузчик-экскаватор ПЭС-1,0 на базе трактора МТЗ-80.

Поение коров осуществляется в стойлах, оборудованных индивидуальными поилками ПА -1В. Водоснабжение обеспечивается из водонапорной башни ВБР-25У, оснащённой погружным насосом М1ЭЦБ6-6,3-85, мощностью 2,8 кВт.

Доение коров производится с применением доильной установки АДС-200. Для охлаждения молока используется молоко-охладительная установка СЛ-1600. Нагрев воды производится электронагревателем ВЭП-15.

Навозоудаление обеспечивается двумя навозоуборочными транспортёрами ТСН-160 А.

Для дезинфекции помещения один раз в квартал используется установка ЛСД-ЭП.

В тёмное время суток освещение обеспечивается с помощью светильников ППР-100, снабжённых лампами накаливания.

В помещении для содержания коров оборудована приточно-вытяжная система вентиляции с естественным побуждением.

Для автоматического отвязывания и индивидуального привязывания коров используется стойловое оборудование ОСП-26.

2. РАСЧЁТ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ НА ПРОИЗВОДСТВО МОЛОКА

Полные затраты энергии на производство сельскохозяйственной продукции находят как сумму прямых затрат энергии Е_пр., косвенных затрат энергии Е_кос., инвестиционных затрат энергии Е_инв и затрат энергии живого труда Е_ж.т. В принципе, величина Е_ж.т. может рассматриваться как слагаемое прямых затрат энергии, однако данный подход удобен при анализе.

Расчёт прямых затрат энергии

Величину Е_пр. рассчитывают как сумму расходов энергии отдельными потребителями с учётом каждого вида энергоносителя. Для данного примера энергоносителями являются электроэнергия и дизельное топливо.

Необходимые данные для расчёта прямых затрат энергии отдельными объектами приведены в табл. 2.1.

Расход электроэнергии определяют исходя из установленной мощности электродвигателей оборудования, их числа и времени работы. Например, для доильной установки АДС-200 расход электроэнергии за год составит 8,75 кВт х 6 ч х 365 дн. = 19162,5 кВт ч. Для трактора МТЗ-80 расход Г.С.М. зависит от мощности двигателя (кВт), удельного расхода топлива ( 0,24 кг/кВт ч) и коэффициента загрузки двигателя (можно принять К₃ 40 %). Тогда расход топлива составит 0,24 х 55 х 7 х 365 х 0,4 = 13490,4 кг.

Полученные значения расхода энергоносителей следует занести в табл. 2.2. и привести к одному измерению (в МДж). Для этого использовать соотношения:

1 кВт ч = 3,6 МДж

1 кг диз. топл. = 42,7 МДж

Таблица 2.1.

Показатели объектов прямого использования энергоресурсов

Таблица 2.2.

Прямые затраты энергии за год

Расчёт косвенных затрат энергии

Косвенные затраты энергии Е_кос. рассчитывают как сумму затрат на: производство кормов, подстилочные материалы, дезинфицирующие средства, минеральные добавки, ветеринарные препараты и др. материалы.

Затраты энергии на производство кормов

Величина этих затрат зависит от продуктивности животных и структуры рациона. Необходимые данные для расчётов приведены в табл. 2.3 и в Приложении.

энергоемкость животноводческая продукция

Таблица 2.3.

Затраты энергии на производство кормов

Затраты энергии по отдельным видам кормов определяются для конкретного варианта задания (см. Приложение) с учётом годового расхода каждого из вида кормов для всего поголовья. Например, для сена: 11 х 200 х 6,8 = 14960 МДж. Общие затраты энергии на производство кормов равны сумме затрат на все компоненты рациона за год.

Расчёт косвенных затрат на вспомогательное сырьё и материалы

Необходимые данные для расчёта энергозатрат на вспомогательные материалы и сырьё приведены в табл. 2.4. Методика расчёта здесь аналогична как и в предыдущем случае (см. пример в п. 2.2.1).

Таблица 2.4.

Затраты энергии на вспомогательные сырьё и материалы

Расчёт инвестиционных затрат энергии

Этот вид энергозатрат определим как сумму затрат на:

- добычу, переработку и доставку энергоносителей к энергопотребителю Е_иэ;

- производство средств механизации и оборудования Е_{и об};

- строительство зданий и сооружений Е_из;

- выращивание продуктивного скота Е_{и в.ж.}

Затраты энергии Е_иэ определяются как сумма затрат энергии для каждого вида энергоносителя в виде его энергетического эквивалента, который для электроэнергии равен 12 МДж/кВт ч, а для дизельного топлива - 10 Мдж/кг.

Примечание: Энергетический эквивалент учитывает дополнительный расход энергии на добычу, производство и транспортировку энерго-носителей к месту потребления.

Для электроэнергии Е_иэ^э = Е^э 12 МДж/кВт ч; МДж

Для дизельного топлива Е_иэ^дт = Е^дт 10 МДж/кг; МДж,

Е_иэ = Е + Е

где Е^э и Е^дт - годовой расход соответственно электроэнергии (кВт ч) и дизельного топлива (кг) из табл. 2.2.

Затраты энергии на производство оборудования Е_МОБ. и средств механизации Е_ИМ рассчитываются:

- для стационарных технических средств в зависимости от их массы (m_ОБК.);

- для мобильных технических средств от времени их работы (Т_МК). При этом используют соотношения:

Е_{И ОБ} = m_{об к об к;}

Е_{И М} = Т_{м к м к};

где m_{об к}- масса к-го вида оборудования, кг;

_{об к} - энергетический эквивалент к-го вида оборудования, МДж/кг год;

Т_{м к} - время работы к-го мобильного средства механизации, ч;

_{м к} - энергетический эквивалент к-го средства механизации, МДж/ч.

Суммарное значение энергозатрат Е_{и об} определяют как

Е_{и об} = Е_{и об} + Е_{и м};

Необходимые для этих вычислений масса каждого вида оборудования и приближённые значения _{об к} и _{м к} приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5.

Энергозатраты на производство оборудования и средств механизации

Затраты энергии на строительство каждого здания или сооружения определяются из зависимости

Е_из = F₃ d₃ K_у,

где F₃ - площадь здания (сооружения), м²;

d₃ - энергетический эквивалент, МДж/м²;

К_у - коэффициент участия данного объёкта в технологическом процессе.

Для нашей задачи К_у = 1.

Исходные данные для определения Е_из приведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6.

Затраты энергии на строительство производственных зданий и сооружений

Энергозатраты на выращивание продуктивного скота Е_{п в.ж.} можно принять массу одной первотёлки, равную 450 кг и затраты на прирост 1 кг живого веса в размере примерно 179 МДж. Тогда при ежегодном обновлении (ремонте) стада дойных коров на 20 % (40 первотёлок в год), затраты энергии.

Е_{п в.ж.} = 40 х 450 х179 = 3,222 10⁶ МДж/год

Инвестиционные затраты получим как

Е_инв = Е_иэ + Е_{и об} + Е _из + Е_{и в.ж.}

Таблица 2.4.

Расчёт затрат энергии живого труда

Величину Е_{ж. т} получим путём суммирования энергозатрат по всем категориям работников фермы.

Расчёт полных затрат энергии

Полные затраты энергии на производство молока за год определяем, как

Е_затр. = Е_пр + Е_кос + Е_инв + Е_{ж. т}

При известных объёмах производимой продукции определим удельные энергозатраты, т.е. полные затраты энергии на единицу продукции (тонну, центнер, килограмм).