CC BY
117
нологии и разработка продуктов специального назначения : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.18.04 / Радаева Искра Александровна. Одесса : ОТИПП им. Ломоносова, 1977. 45 с.
9. Фавстова В.Н. Содержание свободного жира сухих молочных продуктов в зависимости от их влажности и температуры хранения // Молочная промышленность. 1960. № 2. С. 6-9.
10. Петров А.Н. Теория и практика повышения устойчивости жировой фазы консервов на молочной основе : автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.18.04 / Петров Андрей Николаевич. М., 2010. 50 с.
Ивкова Ирина Александровна, д-р техн. наук, доц., Омский ГАУ, ivkovai55@mail.ru: Рябкова Дина Сергеевна, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, ds.ryabkova@omgau.org.
tehnologii i razrabotka produktov specialnogo naznachenija : avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk : 05.18.04 / Radaeva Iskra Aleksandrovna. Odessa : OTIPP im. Lomonosova, 1977. 45 s.
9. Favstova V.N. Soderzhanie svobodnogo zhira suhih molochnyh produktov v zavisimosti ot ih vlazhnosti i temperatury hranenija // Moloch. promyshlennost'. 1960. № 2. S. 6-9.
10. Petrov A.N. Teorija i praktika povyshenija ustojchivosti zhirovoj fazy konservov na molochnoj os-nove: avtoref. dis. ... d-ra tehn. nauk : 05.18.04 / Petrov Andrej Nikolaevich. M., 2010. 50 s.
Ivkova Irina Aleksandrovna, Dr. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SU, ivkovai55@mail.ru; Ryabkova Dina Sergeevna, Can. of Techn.l Sci., Ass. Prof., Omsk SU, ds.ryabkova@omgau.org.
УДК 631.1.016
В.П. КВАШИН, А.Г. ЩЕРБАКОВА, СВ. ЗАХАРОВ
Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Даны практические рекомендации по экономии электроэнергии в сельскохозяйственном производстве для разработки ежегодных и перспективных планов организационно-технических мероприятий по рациональному использованию и экономии электроэнергии. Данными рекомендациями являются: контроль использования электроэнергии, электрооборудования и электроустановок; нормирование электропотребления; надёжность электроснабжения; качество напряжения и снижение потерь электроэнергии в электрических сетях; рациональное использование электродвигателей; электротехнологии в животноводстве и растениеводстве. Приведены допустимые отклонения напряжения от номинального и относительное снижение потерь напряжения и электроэнергии при компенсации реактивной мощности. Показана графическая зависимость КПД и коэффициента мощности электродвигателя от коэффициента загрузки. Приведены формулы для расчета размера экономии электрической энергии, которые могут использоваться при планировании и осуществлении технических мероприятий. Связано это с тем, что появился интерес к энергосбережению, т.к. реальное состояние отечественной экономики заставляет снижать себестоимость продукции. На уровне государства принята и утверждена концепция политической стратегии по энергосбережению, но, несмотря на это, не на всех предприятиях осознана необходимость бережного отношения к энергоресурсам. На сегодняшний день сельскохозяйственное производство как было, так и остается отраслью производства с низкой эффективностью использования энергоресурсов. Именно подъем производства требует обратить внимание на проблемы энергосбережения. Перевод экономики на энергосберегающий путь развития - это не просто снижение затрат, удешевление выпускаемой продукции, но и переход на качественно новый уровень производства и потребления. Затраты на потребляемые энергоресурсы в себестоимости продукции в некоторых отраслях сельскохозяйственного производства достигают 60 %, а цены на энергоносители сегодня достаточно высоки, поэтому проблемы энергосбережения приобрели актуальность.
Ключевые слова: электрическая энергия, экономия, энергосбережение, электрооборудование, сельскохозяйственное производство, напряжение, КПД, коэффициент загрузки.
Введение
Развитие сельскохозяйственного производства невозможно без широкого применения электрооборудования и средств автоматизации. Известно, что используемый в стационарных силовых процессах сельскохозяйственного производства 1 кВт-ч электро-
© Квашин В.П., Щербакова А.Г., Захаров С.В., 2017
энергии дает экономию трудовых затрат 0,3 чел.-ч [1]. Технологический и экономический эффект применения электрической энергии во многих случаях выше, чем от других энергоносителей. Поэтому речь идёт не об отказе от использования электричес-кой энергии, а о рациональном использовании.
Результаты и обсуждение
На каждом сельскохозяйственном предприятии должны быть разработаны ежегодные и перспективные планы организационно-технических мероприятий по рациональному использованию и экономии электроэнергии. При их разработке можно руководствоваться следующими рекомендациями:
1. Контроль использования электроэнергии, электрооборудования и электроустановок. Периодический контроль проводят выборочно с помощью переносных измерительных приборов (мультиметры, токоизмерительные клещи, комплекты типа К-150). Оценивают качество напряжения у электроприемников и степень загрузки электрооборудования и элементов электрических сетей. Постоянный контроль осуществляется стационарными измерительными приборами (счетчики электрической энергии, амперметры, вольтметры, киловаттметры), используются также компьютерные системы контроля электрических параметров. Наиболее важной задачей для хозяйств является организация раздельного учета электроэнергии. Для этого необходимо производственные объекты переводить на питание от трансформаторных подстанций (ТП) по отдельным линиям 0,38 кВ с установкой счётчиков или шкафов раздельного учета.
2. Нормирование электропотребления. Нормы расхода электроэнергии разрабатывались с учетом уровня электромеханизации, климатической зоны расположения сельскохозяйственного предприятия и ряда других факторов [1]. Они приводятся:
на единицу производимой продукции (например, молока - 84 кВт-ч/т, свинины -16.. .19 кВт-ч/ц в год);
на голову скота, кВт-ч/год;
на сельского жителя, кВт-ч/год.
Превышение расхода электроэнергии происходит из-за установки электродвигателей, ламп, электронагревательных приборов завышенной мощности, использования неэффективных технологий, нарушения правил эксплуатации электрооборудования [2].
3. Надежность электроснабжения. На сельскохозяйственном предприятии должен вестись журнал учета перерывов электроснабжения производственных объектов с количественной оценкой ущерба. На основе этих данных планируются и осуществляются мероприятия по сокращению числа и длительности перерывов, в том числе путем использования резервных электроагрегатов.
4. Качество напряжения и снижения потерь электроэнергии в электрических сетях. Допустимые отклонения напряжения от номинального приведены в табл. 1.
Таблица 1
Допустимые отклонения напряжения от номинального, %
Потребители электроэнергии На зажимах электродвигателей и аппаратов управления На зажимах остальных электроприемников
Животноводческие комплексы, птицефабрики, теплично-парниковые комбинаты -5.10 ± 5
Остальные с.-х. потребители -7,5.10 ± 7,5
Отклонение напряжения от номинального приводит к перерасходу электроэнергии и выходу из строя электроприемников. Так, при напряжении на 5 % выше номинального, срок службы ламп сокращается в два раза, а перерасход электроэнергии превышает 5 %. Снижение напряжения на 1 % вызывает уменьшение светового потока ламп на 3-4 %, люминесцентных - 1,5 и ДРЛ - 2,2 %. С целью предотвращения выхода из строя электроламп
из-за превышения напряжения в ночное время рекомендуется использовать ограничители напряжения типа ТОН-3-220, ЭОН-1 и др.
С целью повышения качества напряжения необходимо периодически снимать показания уровней напряжения на концах линий 0,38 кВ, на ТП и вводах в помещения с большой электрической нагрузкой. По результатам измерений осуществляются следующие мероприятия:
- выбирается положение переключателя напряжения трансформаторов на ТП, обеспечивающее близкое к норме напряжение у наиболее удаленных потребителей при максимуме нагрузки, а у ближайших к ТП - при минимуме нагрузки;
- крупные электродвигатели располагают вблизи от наиболее мощных подстанций, для их пуска используют переключение обмоток со звезды на треугольник;
- добиваются равномерного распределения по фазам однофазных потребителей (сварочные трансформаторы, освещение, вводы в жилые дома). Разница токов в фазах не должна превышать 15 %.
Для снижения потерь в электрических сетях следует:
- уменьшить длину сетей 0,38 кВ (что способствует снижению потерь электроэнергии в 2-4 раза);
- увеличить сечение проводов сетей, в которых потеря напряжения превышает допустимую (что снижает потери электроэнергии в 1,3-2 раза);
- при загрузке трансформатора подстанции не более 40-50 % минимальной мощности следует заменить трансформатор;
- применить конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности электродвигателей, сварочных трансформаторов. При установке конденсаторов непосредственно в производственном помещении (зерноток, мехмастерская, животноводческая ферма) от реактивного тока разгружается сеть 0,38 кВ, обмотки трансформатора и ВЛ 10 кВ. За счет этого уменьшаются потери напряжения и электроэнергии (табл. 2) [1].
Необходимая компенсирующая мощность конденсаторной установки определяется по формуле
Qc = P(tgq\- tg?2), к^ (1)
где P - активная мощность потребителей, кВт; tg ф и tg ф2 - соответствуют значениям коэффициента мощности cos ф до компенсации и cos ф который необходимо получить после компенсации реактивной мощности.
Желательно применять конденсаторные установки с автоматическим регулятором реактивной мощности. Срок окупаемости установки - один год.
Таблица 2
Относительное снижение потерь напряжения и электроэнергии при компенсации реактивной мощности
Коэффициент мощ- Относительное снижение потерь напряжения и электроэнергии при компенсации реактивной мощности нагрузки до cos ф = 0,96
ности нагрузки электроэнергии напряжения
до компенсации в линиях 0,38-10 кВ в трансформаторе в линиях 0,38-10 кВ в трансформаторе
0,86 0,24 1,06-1,12 1,05-1,2 1,35-1,5
0,76 1,59 1,15-1.25 1,1-1,35 1,75-2,0
5. Рациональное использование электродвигателей. На долю электродвигателей приходится 50-70 % электроэнергии, потребляемой в сельскохозяйственном производстве [3]. Экономичность работы электродвигателя зависит от его загрузки и оценивается величиной КПД и cos ф.
Коэффициент загрузки К3 - это отношение действительной нагрузки на валу Р к номинальной (паспортной) мощности Рн (КЗ = Р/Рн). Потребляемый двигателем ток нелинейно возрастает с увеличением нагрузки на валу (рис. 2). Точка А соответствует холостому ходу, В - номинальному режиму.
COS с
0,2! OJ 0.7S 1,0 К
Рис. 1. Зависимость КПД i] и коэффициента мощности cos ¡р электродвигателя от коэффициента нагрузки К3 (в заштрихованной зоне работа электродвигателя экономически выгодна)
Рис. 2. Зависимость потребляемого тока в относительных единицах (I / 1н)
от коэффициента загрузки КЗ электродвигателя
На основании данных графиков сформулируем рекомендации по выбору и рациональной эксплуатации электродвигателей.
Если двигатель работает менее 700 ч в год, его выгодно эксплуатировать с КЗ = 1. При времени работы более 2000 ч в год более экономичной является загрузка с КЗ = 0,7-0,75. Если КЗ < 0,45, двигатель экономически выгодно заменить на меньший по мощности. В противном случае он будет перерасходовать электрическую энергию.
Не допускать работу двигателя вхолостую, так как ток холостого хода составляет 50-70 % номинального, а потребляемая из сети мощность с работающей вхолостую машиной или механизмом также составляет 50-70 % номинальной потребляемой мощности (навозные транспортёры, измельчители кормов, насосы и др.). Контролировать загрузку двигателя можно по току или потребляемой мощности Рпотр. Фактическая нагрузка на валу
P =
P 77
потр.1н кВт 100 '
(2)
где пн - номинальный КПД двигателя, % [4].
6. Рациональное использование электрического освещения:
использовать вместо ламп накаливания лампы ДРЛ, ДНаТ, ЛД и др., которые за счет более высокой световой отдачи в 2-2,5 раза снижают расход электрической энергии, имеют большой срок службы (до 7,5-16 тыс.ч, в то время как у ламп накаливания он составляет 1000 ч горения при номинальном напряжении);
не допускать включения освещения, когда в нём нет надобности. Использовать рациональные схемы управления освещением, применяя для этого фотореле, программные и другие устройства. Выделять для дежурного освещения часть светильников общей мощностью 15-20 %;
максимально использовать естественное освещение (периодическая окраска или побелка помещений, чистка оконных стекол позволяют сократить продолжительность применения ламп зимой на 15 %, летом - до 90 %);
периодически очищать лампы и светильники от пыли и грязи, которые снижают освещённость на 20 %.
7. Электротехнологии в животноводстве и растениеводстве. Электротехнология включает технологические процессы с непосредственным использованием специфических свойств электроэнергии без промежуточного преобразования ее в другие формы энергии: обработка в электрическом и магнитном поле семян, овощей, воды; использование инфракрасного (ИК), ультрафиолетового (УФ) и лазерного излучений; электростатическое
распыление и осаждение пестицидов и лекарственных препаратов; ионизация, очистка и озонирование воздуха в животноводческих помещениях, овощехранилищах и т. п.
Большинство электротехнологических процессов позволяет снизить затраты электроэнергии на единицу продукции. Так, установка для холодной пастеризации молока с помощью бактерицидных ламп позволяет снизить расход электроэнергии на 83 кВт-ч/т по сравнению с пастеризацией путем нагревания [5]. Улучшается качество молока за счет образования витамина Д.
Облучение молодняка животных и птицы ИК и УФ излучениями приводит к повышению привесов, снижению отхода молодняка и расхода кормов. Экономичный режим работы обеспечивается программным управлением, которое дозирует УФ-облучение и ИК-обогрев молодняка.
Рациональное использование электротепловых установок связано с реализацией преимуществ этого способа получения тепла:
- возможности автоматизировать работу установок, что позволяет экономить до 40-50 % электроэнергии по сравнению с ручным управлением;
- обеспечение точного поддержания заданной температуры;
- отказ от постоянного обслуживания;
- меньшая пожарная опасность;
- экологическая чистота.
Электронагревательные установки рекомендуется применять в инкубаторах и для местного обогрева молодняка птицы; ИК-облучения и местного обогрева телят, поросят; для подогрева воды, преимущественно в ночные часы, с аккумуляцией в емкостях с хорошей теплоизоляцией (КПД таких установок достигает 98 %) [6].
Производство терморегуляторов для автоматического поддержания заданной температуры освоили в г. Омске несколько фирм.
Для расчета экономии электрической энергии при планировании и осуществлении технических мероприятий используют следующие формулы [1]:
замена проводов сети и уменьшение длины электрических линий:
ДЖ = 0,003 • 12 •р
ГI I >
г, кВтч; (3)
__
^ 2 у
замена недогруженного асинхронного двигателя на двигатель меньшей мощности:
ДЖ = 0,1 • (Р1 -Р2) • г, кВт ч; (4)
замена ламп накаливания на газоразрядные:
ДЖ = 0,56• Р• г; (5)
автоматизация управления уличным освещением:
ДЖ = Р • г, кВтч; (6)
устройство дежурного освещения:
ДЖ = (р -Р2)• г, кВт ч; (7)
использование конденсаторов для компенсации реактивной мощности:
ДЖ = 0,05 •Ж-
1 -
( у
СОБ^
кВтч, (8)
где г - расчетный период (календарное время действия установки или технического решения,
направленного на экономию электроэнергии), ч; I - средняя величина тока нагрузки за пери-
2 2 од 1, А; р - удельное сопротивление проводов, Оммм /км для алюминия (р = 30 Оммм /км);
/1, 12 - длина линии соответственно до и после замены, км; и ¿2 - сечение проводов до и после замены, мм2; Р1- номинальная мощность заменяемого двигателя (3) или общая установочная мощность светильников рабочего освещения объекта (6), кВт; Р2 - номинальная
мощность заменяющего двигателя (4) или мощность светильников дежурного освещения (7), кВт; P - мощность ламп накаливания (4) или светильников уличного освещения (6), кВт; At - сокращение времени работы уличного освещения (6), ч; W - потребление активной энергии за период t (7), кВт ч; cos ф1 cos ф2 - коэффициент мощности нагрузки до и после компенсации реактивной мощности.
Выводы
Таким образом, в результате анализа рекомендаций по рациональному использованию и экономии электроэнергии рекомендуется:
1) организовать раздельный учет электроэнергии, потребляемой на производственные нужды;
2) опираться при планировании потребления электроэнергии на существующие нормы расхода;
3) повысить надежность электроснабжения;
4) повысить качество напряжения и снизить потери электроэнергии в электрических
сетях;
5) не допускать работу электродвигателей вхолостую;
6) выделять для дежурного освещения часть светильников общей мощностью 15-20%.
Большинство электротехнологических процессов позволяет снизить затраты электроэнергии на единицу продукции. Автоматизация работы электротепловых установок позволяет экономить до 40-50 % электроэнергии.
V.P. Kvashin, А. G. Scherbakova, S. V. Zakharov Omsk State Agrarian University, Omsk
Recommendations on electric energy saving in agricultural production
The article provides practical recommendations for saving energy in agricultural production for the development of annual and long-term plans of organizational-technical measures on rational use and energy savings. These recommendations are: control of the use of electricity, electrical equipment and electrical installations; energy consumption rationing; supply reliability; the quality of the voltage and reduce energy losses in electric networks; efficient use of electric motors; electrotechnology in livestock and crop production. The article provides data of acceptable deviations from the nominal voltage and the relative voltage drop and power with reactive power compensation. Shows the graphical dependence of the efficiency and power factor of the motor from the load factor. Formulae for the calculation of the amount of saving of electrical energy that can be used in the planning and implementation of technical measures. This is due to the fact that there was interest in power saving, because the real state of the national economy forces to reduce the cost of production. At the state level has been adopted and approved the concept of the political strategy on energy efficiency, but despite this, not all activities realize the need of careful attitude to energy consumption. Today, the agricultural production as it was, and remains a branch of production with a low energy efficiency. It is the rise in production requires you to pay attention to the problem of energy saving. Putting the economy on energy saving way of development is not just lower costs, cheaper products, but a transition to a qualitatively new level of production and consumption. Costs for energy consumed in the production cost in some sectors of agricultural production up to 60 %, but energy prices today are high enough, so the problem of energy saving gained importance.
Keywords: electric energy, economy, energy saving, electrical equipment, agricultural production, voltage, efficiency, load factor.
Список литературы
1. Рекомендации по рациональному использованию электроэнергии в сельском хозяйстве. М., 1987. 68 с.
2. Примерные нормы расхода топливно-энергетических ресурсов для сельскохозяйственного производства. М. : Россельхозиздат, 1987. 189 с.
3. Кораблёв А.А. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. М. : Агропромиздат, 1988. 208 с.
References
1. Rekomendacii po racionalnomu ispolzovaniju elektrojenergii v selskom hozjajstve. M., 1987. 68 s.
2. Primernye normy rashoda toplivno-energeticheskih resursov dlja selskohozjajstvennogo pro-izvodstva. M. : Rosselhozizdat, 1987. 189 s.
3. Korabljov A.A. Ekonomija jenergoresursov v selskom hozjajstve. M. : Agropromizdat, 1988. 208 s.
4. Ильинский Н.Ф., Рожанковский Ю.В., Горнов А.О. Энергосбережение в электроприводе. М.: Высшая школа, 1989. Кн. 2. 127 с.
5. Каминский А.М., Живописцев Е.Н. Электронно-ионная технология в сельскохозяйственном производстве. Электрификация и автоматизация сельского хозяйства. (Итоги науки техники) / ВИНИТИ. М., 1985. С. 1-96.
6. Аграрно-экономическая наука в решении проблем агропромышленного производства: прошлое, настоящее, будущее : тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. (Новосибирск, сент. 2005 г.) / Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. отд-ние, Сиб. науч.- исслед. ин-т экономики сел. хоз-ва. Новосибирск : [б. и.], 2005. 528 с.
Квашин Владимир Павлович, канд. техн. наук, доцент кафедры агроинженерии, Омский ГАУ, vD.kvashin@omgau.org; Щербакова Анна Геннадьевна, ст. преподаватель кафедры агроинженерии, Омский ГАУ, ag.scherbakova@omgau.org; Захаров Сергей Васильевич, ст. преподаватель кафедры агроинженерии, Омский ГАУ, sv.zakharov@omgau.org.
4. Il'inskij N.F., Rozhankovskij Ju.V., Gornov A.O. Energosberezhenie v jelektroprivode. M.: Vysshaja shkola, 1989. Kn. 2. 127 s.
5. Kaminskij A.M., Zhivopiscev E.N. Ele-ktronno-ionnaja tehnologija v selskohozjajstvennom proizvodstve. Jelektrifikacija i avtomatizacija selskogo hozjajstva. (Ito-gi nauki tehniki) / VINITI. M., 1985. S. 1-96.
6. Agrarno-ekonomicheskaya nauka v reshenii problem agropromyishlennogo proizvodstva: proshloe, nas-toyaschee, buduschee : tez. dokl. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Novosibirsk, sent. 2005 g.) / Ros. akad. s.-h. nauk. Sib. otd-nie, Sib. nauch.-issled.in-t ekonomiki sel. hoz-va. Novosibirsk : [b. i.], 2005. 528 s.
Kvashin Vladimir Pavlovich, Cand. of Tech. Sci., Associate Prof., Omsk SAU, vp.kvashin@omgau.org; Scherbakova Anna Gennadievna, Senior Instructor, Omsk SAU, ag.scherbakova@omgau.org; Zakharov Sergey Vasilevich, Senior Instructor, Omsk SAU, sv.zakharov@omgau.org.
УДК 664
Л.Е. МАРТЕМЬЯНОВА, Ю.С. САВЕЛЬЕВА
Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск
ПРИМЕНЕНИЕ АНТИОКСИДАНТОВ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКОВ ГОДНОСТИ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ
В современных условиях производство сопряжено с использованием различных химических ингредиентов для сохранения сроков годности колбасных изделий. Традиционное использование разнообразных натуральных пряностей и вкусоароматических приправ позволяет достичь наибольшей технологичности и удовлетворительной степени безопасности питания. Во многом это определяется антиокси-дантными свойствами натуральных растительных пищевых добавок, которые содержат в своем составе биологически активные вещества (флавоноиды, дубильные вещества, гликозиды, алколоиды, органические кислоты и др.), относящиеся к различным классам химических соединений. В последние годы ведутся исследования по изучению натуральных растительных ингредиентов, способных продлить срок годности без применения химических добавок. Поэтому при выборе перспективных антиоксидантов особое внимание уделялось экстрактам таких растений, которые содержат в значительном количестве фенольные соединения, и прежде всего флавоноиды, обладающие наиболее сильным антиокислительным действием. В работе представлены результаты исследования пряно-ароматических трав, а именно кориандра, базилика, петрушки, розмарина, в качестве антиоксидантов, замедляющих прогоркание жира в колбасных продуктах. Созданные гидромодули трав положительно повлияли на сохранность готового продукта. Продукт может храниться до пяти суток без химических добавок, что повысит качество продукта, вкусовые показатели. Все исследования проводили на базе кафедры продуктов питания и пищевой биотехнологии, Центральной учебно-научной лаборатории аграрно-технологических исследований Омского государственного аграрного университета, кафедры патофизиологии Омского государственного медицинского университета и на предприятии ООО «Омский фермер».
Ключевые слова: пряно-ароматические травы, антиоксиданты, гидромодули, хранимоспособность, мясная промышленность.
Введение
Люди осознанно пренебрегают условиями, предоставленными им природой для ведения здорового образа жизни. В современном мире быстро развивается отрасль промышленности, связанная с консервированием, ароматизацией, что, в свою очередь, способствует
© Мартемьянова Л.Е., Савельева Ю.С., 2017
