авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
-- [ Страница 1 ] --







Факультет электрификации и энергообеспечения



Материалы III Международной

научно-практической конференции

САРАТОВ 2012 УДК 338.436.33:620.9 ББК 31:65.32 Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы III Международной научно практической конференции. / Под ред. А.В. Павлова. – Саратов: Издательство «Кубик», 2012. – 320 с.

Редакционная коллегия:

д-р техн. наук, профессор СГАУ Г.П. Ерошенко;

д-р техн. наук, профессор СГАУ В.А. Стрельников;

д-р техн. наук, профессор СГАУ В.А. Глухарев;

д-р техн. наук, доцент СГАУ К.М. Усанов;

канд. техн. наук, доцент СГАУ В.А. Трушкин;

канд. техн. наук, доцент СГАУ В.А. Каргин;

д-р техн. наук, профессор СГТУ Г.Г. Угаров;

д-р техн. наук, профессор СГТУ И.И. Артюхов.

УДК 338.436.33:620. ББК 31:65. Материалы изданы в авторской редакции ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», ISBN 978-5-91818-219- Tatjana Stern, Ph. D. Energy, Ass. professor, Project manager WHAT DOES THE FUTURE FOR US?

January 31, 2012 discussed the production and use of pellets in the Stock holm Conference on the "Pellet 2012", and a month later – in Moscow, the same issues were discussed at the All Russian Thermal Engineering Insti tute and the Energy Agency.

Despite the general desire to make energy more efficient and thus reduce the demand for energy, energy consumption continues to grow. Coal remains the dominant fuel for power plants, although to replace fossil fuels coming renewa ble energy resources (RES). Biomass is and will be more than 70 % of the RES. International Energy Agency (IEA) published in December 2011 analysis of the status and trends of bioenergy market. Pellets are the fastest growing product in this market. In 2010, the world produces 14.3 million tons of pellets, the installed capacity of 28.3 million tonnes of production, consumed 13.5 mil lion tons (110 % more than in 2006). Shortage of raw materials is the main rea son that the installed capacity used on average only 50 %: in Sweden and Cana da – 69 %, in Russia – by 52 %. In Europe, consumes about 85 % of world pro duction of pellets, Sweden – Europe's largest consumer – 2.280 million tons in 2010, the rest of Europe – 7, 462 million tons of largest importers in the Euro pean market – Canada (993,000 tons), USA (763 000) and Russia ( 000). Domestic consumption in Canada, and Russia is insignificant, while in the U.S. in 2010 was consumed 1, 6 million tons in Europe alone there are about 670 industries.

Demand for wood pellets is growing at the expense of utility customers and co-firing wood pellets with coal at power plants in the Netherlands, Bel gium, Denmark and Italy and the replace mentof fossil fuels in Swe den.

Everything connected with the production and consumption of pellets, was discussed at the conference "Pellet 2012." Brad Bennett, a Canadian compa ny Pacific Bioenergy, presented a picture of the future pellet market, saying that the U.S. is about 650 coal-fired power plants produce half the electricity consumed, China produces 16 % of global electricity production, while 75 % of fuel for power plants – coal, the same 75 % in Japan with an an nual consumption of 136 million tons of coal, South Korea consumes 65 mil lion tons of coal. Overall demand – about 6 billion tons of coal. If you replace only 5 % of the coal pellets, you will need 400 million tons per year. Therefore, pellets remain in the foreseeable future demand for a commodi ty market of RES.

For utility customers already profitable to burn wood pellets to produce both heat and electricity – confirmed by calculations Gustav Melin, president and SVE BIO AEBIOM. In November 2011 a barrel of crude oil on the world market was worth U.S. $ 110. You can easily convert with this cost-effectiveness utiliza tion pellets: 1 barrel contains 1.7 MWh, a ton of wood pellets – 4.8 MWh, the price of crude oil, providing 4.8 MWh production will be 235 euros, the price of pellets for the same power imputs – 4,8 MWh will be shipping in the port of euros, that is, – 80 % lower than the oil! Pellets are a profitable commodity.

In 2011, Europe had already consumed about 12 million tonn pellet, half in and half the utilities in the industrial sectors. In recent years in Sweden and other countries of pellets used in power plants and power boilers, which signifi cantly reduces emissions. The trend of mini-and medium-sized CHP due to the fact that the combined production of electricity and heat for about 30 % fuel sav ings compared to separate, lower losses in electrical and in heating net works. From 2012 to 2014 in Sweden plan to double its investment in the joint production of heat and electricity to biofuels and district heating sys tems. Swedish producers (VTS) offers multi-fuel burner capacity of 5–50 MW (thermal). The biggest increase in consumption of pellets found in the industrial sector. In many countries started co-combustion of coal and wood pellets for power stations. The great interest in connection with this post has caused Gran Lundgren, head of Sweden's largest bio-energy power company Vattenfall. The company plans to double the production of electricity from biomass and wind energy, with half substitute biomass for coal burned today. In Sweden, accord ing to Gran Lundgren, Vattenfall has made quite a lot and now plans to devel op the direction for biomass energy in Denmark, the Netherlands and to contin ue in Germany. Vattenfall funded research in the Energy Research Centre of the Netherlands for the production of refined "black" pellet obtained by torrefaktsii biomass. In recent years, renewed interest in the long-known process. Research and field tests are conducted in many countries. Torrefaktsiya wood - low temperature pyrolysis, which improves the properties of wood. Process tempera ture 200–300 °C, pressure – atmospheric pressure, heating rate of 50 ° C / min., The absence of oxygen, residence time – 610–30 min., Particle size 4 cm, the calorific value of – 19–22 MJ / kg. The result is a material similar to coal and able to replace him in power. Torrefaktsiya solves logistical and other prob lems associated with the use of raw biomass. Biomass is dry and hydrophobic, fragile and easily milled, increases the specific heat value, improves the process of pelleting, pellets are more resistant to degradation, ienee flammable, they do not breed insects. Full price (Euro / MWh) of black pellets are 20 % lower than whites.

It is believed that torrefaktsiya will be as follows effective way to usebio mass. Each board of biomass are reported the results of work on torrefaktsii. The first joint large-scale burning of coal and "black"pellets was carried out on one of the Vattenfall power plant in Germany. At the CHP Reuter, located in the Berlin area, a coal-firedin June 2011 began co-firing of coal and iron pellets. Vattenfallplans to reduce CO2 emissions by 2020 to 8– 10 million tons per year by co-firing coal and biomass (in a ratio of 45–55 %):

fuelmixture of 4 million tons of coal and 5 million tons of dry biomass will pro vide 30 TWh. The aim – in 2015 burned more than 1 million tonnes of 'black' pellets, price 24 euro / MWh, for 2020 godu – 5 million tons (30 TWh), the price about 20 euro / MWh. In April 2011Vattenfall has signed an Agreement with the City of Berlin on the sustainable use of bio mass in the energy supply of the city until 2020.

In addition to industrial consumers of pellets, still growing sector of the mu nicipal and individual consumption.

Installing a pellet boiler-capacity below 50 kW still relevant, said Peter Rechberg, European Pellet Council, although the rate declined slightly, for ex ample, Germany has installed more than 25,000 boilers in 2006 and about15,000 in 2010, in Austria 10 000 2006 and 7500 in 2010 in Sweden: 000 in 2006 and about 5000 in 2010. The growing consumption of wood pel lets (maybe 60 – 100 Mt in 2020) should be governed by the European quality standard EN 14961-2, determining compliance with pellets class A1, A2 and B, and correspond with type of equipment for burning.

All fireplaces are becoming more popular in the pellet capacity of 0.3–6 kW, for example, only sold in Sweden every year about 50,000 fireplaces. Swedish firm Ariterm Sweden AB, said its representative Staffan Lundegardh, offers a new solution – installing fireplaces without flue.

Combustion efficiency is ensured by the control pellet content of flue gas es. Unique device "The Bioheater sensor" to measure the CO & O2 a sensor, was introduced by Bo Nammarlundom, the firm SenSiC. This device will allow to optimize (10 % increase), combustion efficiency and minimize emissions of pellets – a 75 % reduction in emissions of soot and 80 % HC and CO in compar ison with the sensor, Lambda, was measured only O2.

Production and use of pellets requires accurate follow instructions, and should be periodically inspected. The results of these inspections, the inspector highlighted Mikael Nilsson: the manufacture and storage of pellets occurs ex plosive atmosphere, and this requires providing protective measures to prevent explosions. Of the 100 companies inspected had 70 deficiencies, often lacking a risk assessment, documentation of protective measures and staff training.

As the use of pellets is practically implemented in district heating systems were able to see the conference, visit the boiler room, working on the pellet and provides heating of housing estate in an area of Stockholm. Pellet boiler output of 500 kW, heat supply in 1600 MWh / year efficiency Boiler – 85 %, the con sumption of pellets – 556 m3 per year. The boiler manufacturing Swedish firms Janfire AB (CHF 1.74 million. CZK) pellet silo with a capacity of 45 tons (12. h3h3) production MAFA AB (150,000 CHF. CZK) operated for 4 years, the to tal cost of the equipment CHF 2.19 million.crowns. More than 100 apartments receive heat and hot water from the boiler room. In order to cover peak loads and as a reserve was previously used boiler on liquid fuel, but now decided to install a small backup boiler for pellets and have already installed the battery (large capacity boiler room in the center, filled with hot water). This ensures op timal performance of the boiler and a reliable and economical heat consum ers. Silo is filled with pellets as 2 times during the coldest months (December, January, February). To burn wood pellets for heat is almost 3 times more profit able as compared to liquid fuel – 1kVtch pellet is 0.50 cr. / KWh, fuel oil – 1. in electric boilers – 1.20. The payback period of about three years boiler, reduc ing the CO2 emissions of 663 tons / year. Thus the work of the "near" environ mentally central heating.

Summing up the conference in Stockholm, we note the quantitative and qua litative growth of the production and use of wood pellets in Europe, the begin ning of industrial tests on the co-incineration of coal and "black" in the pellet of powerful thermal power station and wait for the results of these tests for the widespread introduction in the production of pellets torrefaktsii.

What is important for Russia, which stands in third place (after Canada and the U.S.) among importers in the European market forwood pellets? One of the largest Russian producers of pellets, saidthat the export will pro duce "black" pellets. It is very reasonable: why should carry water! Al though everything has its place. Looking for the white pellets. These issues were discussed at a seminar at the All-Russian Thermal Engineering Insti tute (VTI JSC) in Moscow. President of VTI, GG Olhovsky, head of the labora tory combustion of fuels, GA Ryabov, zaveduyushy laboratory problems saving the JointInstitute for High Temperatures V.M. Zaychenko previouslyparticipated in the joint Russian-Swedish project on bio-energy.

Results of research conducted at universities, show that large-scale in volve ment in the energy balance of biofuels more efficiently through the co combustion of fossil fuels and biomass in boilers for heat and power boilers in the power generation and heat. It is possible displacement of a significant pro portion of coal (usually imported) from the energy balance of thermal power plants, you can use the existing infrastructure.

If you are using coal as the primary fuel and biomass burning down a fraction: CO2 emissions, consumption of limestone, as the alkaline compo nents of biomass are also able to bind both SO2 and limestone;

emis sion NOx. The construction of medium-sized and mini-CHP using biofuels, in cluding for co-firing will provide a power supply of new applicants and re duce network losses. In the"round" table in the Russian Energy Agen cy CEA deputyre presentatives. Director-General V. Basque hands. Division of YuIv anov and members of the ISTC program "Alternative Energy" by T.Stern, K. Alexandrov and G. Kudryavtsev discussed priorities for the devel opment of bioenergy in Russia. CEA is ready to spread the experience of Sweden and other countries to involve the biomass in the energy balance of the Russian regions, the construction of power plants and biogas plants for energy efficiency and reduceharmful effects on the environment.

УДК 631. Р.С. Аипов, М.И. Тухватуллин Башкирский государственный аграрный университет, г. Уфа, Россия ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ДИСКРЕТНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ МАГНЕТРОНОВ СВЧ УСТАНОВКИ При традиционных технологиях сушки древесины нагрев материала осу ществляется горячим воздухом, топочными газами или перегретым паром, при этом тепло, необходимое для испарения влаги из древесины подводится от горячих газов к поверхности пиломатериала. После испарения влаги с по верхности тепло к внутренним, влажным слоям подводится через слой высу шенного материала, теплопроводность которого очень низкая. Температура сушильного агента в свою очередь может достигать 250 °С, вследствие чего наружные слои сильно перегреваются, что приводит к стягиванию капилля ров древесины. В зоне соприкосновения сухих и влажных слоев древесины возникают напряжения, которые приводят к растрескиванию материала.

Для обеспечения высокого качества конечного продукта необходимо, чтобы пиломатериалы прогревались равномерно по всему своему объему.

Обеспечить такой нагрев возможно только при использовании СВЧ сушки.

Глубина проникновения СВЧ энергии в древесину на отведенных для про мышленного использования частотах составляет 15–30 см. Коэффициент поглощения СВЧ энергии влагой очень высокий, что обеспечивает воз можность получения больших плотностей энергии в зонах влажного мате риала и соответственно высоких скоростей сушки. Низкий коэффициент поглощения сухой древесины исключает перегрев высушенного материа ла, и, соответственно, растрескивание и его коробление.

В настоящей работе авторы рассматривают возможность повышения эффективности сушки вращающихся пиломатериалов в эксперименталь ной СВЧ установке за счет дискретного расположения магнетронов на ее боковых поверхностях.

Описание экспериментальной установки для сушки диэлектрических материалов электромагнитной энергией сверхвысокой частоты представ лено в работе [1].

Равномерное распределение температурного поля внутри рабочей каме ры экспериментальной установки достигается за счет облучения пилома териала встречно направленными потоками электромагнитной энергии сверхвысокой частоты от источников, расположенных в шахматном по рядке, а также за счет вращения пиломатериалов вдоль своей оси.

Внешний вид камеры СВЧ установки представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Внешний вид рабочей камеры СВЧ установки:

1 – распространение электромагнитного поля сверхвысокой частоты;

2 – березовые бруски;

3 – рабочая камера;

4 – источники электромагнитной энергии сверхвысокой частоты Авторами рассматривается два режима работы экспериментальной СВЧ установки:

включены все семь магнетронов, но отключен механизм вращения пи ломатериалов;

включены все семь магнетронов и механизм вращения пиломатериалов.

Перед началом эксперимента авторы измерили начальную влажность, внутреннюю и поверхностную температуры березовых брусков с помощью прибора testo 606 – 1 и термометра testo 905 – T2.

Начальная влажность березовых брусков равна 75 %, начальная внут ренняя и поверхностная температуры досок равны 18 °С.

Как в первом, так и во втором режиме работы березовые бруски укла дывались в 5 рядов по ширине и в 5 рядов по высоте и подвергались 8 ча совой СВЧ обработке.

После первого режима работы установки (включены все семь магнетро нов, но отключен механизм вращения пиломатериалов), конечная влаж ность пиломатериалов колеблется от 16 до 25 %, а местами достигает 30 %, поверхностная температура наружных брусков – ближе находящихся к магнетронам превышает поверхностную температуру внутренних брусков – пиломатериалов, находящихся в центре штабеля.

После второго режима работы установки (включены все семь магнетро нов и механизм вращения пиломатериалов), конечная влажность пилома териалов колеблется от 12 до 18 %, поверхностная температура наружных и внутренних образцов штабеля практически равны.

Приведенные результаты показывают, что использование многоэле ментной системы излучателей в сочетании с вращающейся системой пи ломатериалов позволяют получить более равномерное распределение тем пературы в диэлектрике по сравнению с использованием одиночных излу чателей.

*** Аипов Р.С., Хабибуллин М.Л., Тухватуллин М.И. СВЧ установка для сушки пилома териалов // Сельский механизатор. – 2011. Выпуск № 10. – С. 30–31.

УДК 631.2:628.8/. С.А. Андреев, Е.А. Флегонтов Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина, г. Москва, Россия К ВОПРОСУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ОТОПИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Непрекращающийся рост цен на энергоносители побуждает потребите лей постоянно обращаться к поиску новых и совершенствованию традици онных энергетических источников. В связи с этим становится понятным увлечение так называемыми возобновляемыми источниками энергии или широкое распространение концепций энергосбережения. Один из попу лярных способов преобразования энергии для автономных систем отопле ния основан на использовании низкопотенциальной теплоты грунта с по мощью тепловых насосов. Бесспорно: умеренное использование рассеян ной теплоты грунта, воздуха или водоемов способно значительно снизить затраты на обогрев объектов АПК, однако некоторые особенности экс плуатации тепловых насосов определяют не вполне обычные подходы к проектированию отопительных систем. Например, относительно низкая температура теплоносителя во вторичном контуре, которая редко превы шает 28–30 °С. Очевидно, что теплоноситель с такой температурой в тра диционных системах отопления неприменим. Поэтому в таких случаях прибегают либо к многоступенчатым теплонасосным схемам (что не все гда экономически целесообразно), либо к использованию отопительных систем со значительно увеличенной поверхностью теплообменных аппара тов. Последнее техническое решение на сегодня предпочтительнее, по скольку современные конструкционные материалы и передовые техноло гии монтажа позволяют без особого труда собирать отопительные системы с варьированием их основных параметров в широких пределах. И если раньше проектировщик был ограничен температурой теплоносителя на уровне 65–85 °С, с одной стороны, и дискретными значениями поверхно стей теплообменных аппаратов, с другой, то сегодня этих ограничений нет.

Теоретические исследования по этому вопросу в основном сводятся к оп ределению оптимального соотношения между поверхностью отопитель ных приборов и температурой теплоносителя. При этом поиск оптимума обычно осуществляется по минимуму приведенных затрат. Действительно:

с увеличением поверхности теплообменных аппаратов неизбежно растут капитальные вложения, а с увеличением температуры теплоносителя про исходит увеличение эксплуатационных издержек.

В то же время поверхность теплообменных аппаратов, соответствующая температуре теплоносителя 28–30 °С, находится на грани эксплуатацион ной и эстетической целесообразности. При их проектировании приходится задумываться о сложностях обслуживания и камуфляже.

Удачным компромиссом в решении проблемы является горизонтальное расположение теплообменных аппаратов, образующее так называемый «теплый пол». Здесь случайно совпали два значения температуры теплоно сителя;

максимальная температура, которая может быть достигнута при использовании одноступенчатого теплового насоса, и максимальная тем пература «теплого пола», рекомендуемая врачами для жилого помещения.

Преимущества обогреваемого пола общеизвестны. Среди них, в первую очередь, следует назвать:

1. Несравненно более комфортное субъективное восприятие человеком излучаемой теплоты по сравнению с конвективным обогревом. Это объясня ется особенностями строения нашего тела. Известно, что ощущение тепла у человека возникает в том случае, когда температура на уровне его ног не сколько выше температуры на уровне головы. Оптимальные условия форми руются при температурах 20…28 °С на уровне ног и 18…22 °С на уровне головы. Такое соотношение легко достигается при использовании «теплого пола» естественным образом, поскольку воздух, поднимающийся с поверх ности пола на высоту полутора метров, остывает примерно на 2 градуса.

2. Система отопления «теплый пол» располагается под напольным по крытием, что делает ее незаметной. При ее использовании не приходится заботиться об эстетическом и одновременно рациональном размещении отопительных приборов и трубопроводов.

3. Гораздо большая дизайнерская свобода в проектировании интерьера помещения, поскольку дверные проемы не накладывают ограничений в расположении обратных трубопроводов.

Вместе с тем, несмотря перечисленные положительные свойства обог реваемого пола, некоторые его особенности существенно сдерживают ис пользование этого технического решения для обогрева жилых помещений.

Основной такой особенностью является обусловленная «теплым полом»

повышенная двигательная активность воздуха в обогреваемом объекте.

Повышенная активность определяется постоянным перемещением нагре тых слоев воздуха вверх и более холодных – вниз. Это перемещение про исходит вследствие разности плотностей теплого и холодного воздуха, ко торая в пределах одного помещения может достигать 6–8 %. При традици онной системе отопления эти перемещения также происходят, однако в от личие от рассматриваемого случая они носят локальный характер, концен трируясь возле стен с установленными рядом с ними отопительными при борами. При эксплуатации «теплого пола» движение воздуха одинаково ак тивно во всем объеме помещения и несравненно более интенсивно. По скольку теплота передается от поверхности пола, вместе с воздухом вверх поднимаются мелкие частицы пыли, которые в обычном состоянии оседают на пол. Эти частицы довольно быстро насыщают воздух и образуют неком фортную среду для органов дыхания человека. Особый вред при этом может нанести так называемая аллергенная пыль, образуемая частицами ковровых покрытий, осыпающейся краски, шерстью домашних животных, волосами людей, кожным эпителием, перхотью, выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания и т.д. Кроме того, взвешенные частицы пыли являют ся транспортировщиками бактерий и вирусов, способствуя возникновению и распространению эпидемий. Вследствие описанного недостатка обогре ваемые полы в рабочих кабинетах, спальнях и прочих помещениях длитель ного пребывания людей обычно не используются.

Радикально избавиться от пыли практически невозможно, поскольку пыль имеет естественное происхождение, и так или иначе сопровождает все сферы жизнедеятельности человека. Однако содержащуюся в воздухе пыль можно попытаться осадить на специальной поверхности, а затем уда лить ее оттуда механическим образом. В качестве такой поверхности мо жет выступать дополнительная плоская пластина, а также сам обогревае мый пол. Остается решить проблему осаждения пыли при минимальных энергозатратах и отсутствии неудобств для обитателей помещения.

Рис. 1. Схема размещения и подключения бифилярной обмотки Один из легкореализуемых способов принудительного осаждения пыли основан на механическом эффекте воздействия на мелкие частицы понде ромоторных сил. Эти силы имеют электростатическое происхождение и проявляются в неоднородном электрическом поле. Для создания неодно родного поля на поверхности обогреваемого пола, под защитным слоем, должна содержаться бифилярная обмотка. Эта обмотка может быть вы полнена в виде параллельных проводников, причем, каждый из соседних проводников подключается к источнику электрической энергии разной по лярности (рис. 1).

При нахождении частицы пыли в зоне неоднородного электрического поля на нее будут действовать по крайней мере три силы: сила тяжести Fт mg, где m – масса частицы, g – ускорение свободного падения;

подъ емная сила Fв, создаваемая потоком теплого восходящего воздуха и пон деромоторная сила, обусловленная электрическим полем Fэл, как показано на рисунке 2.

Рис. 2. Схема действия сил на частицу пыли Для того чтобы частица пыли не поднималась в воздух, должно выпол няться неравенство: Fт Fэл Fв.

Величина пондеромоторной силы может быть вычислена по формуле:

S' эффU 2 пuз o r 1 Fэл 2 cos, 2 f r lu где: U – напряжение между проводниками бифилярной обмотки, п, uз – относительные диэлектрические проницаемости частицы пыли и материала изоляции:

o – электрическая постоянная;

S эфф – эффективная поверхность заряженной частицы;

f – толщина изоляции электродов;

l – средняя длина силовой линии электрического поля в частице пыли;

– угол между направлениями действия силы на частицу пыли со сторо ны разноименно заряженных проводников.

Варьируя соотношением диэлектрической проницаемости частиц пыли и материала изоляции, а также толщиной изоляции и напряжением между проводниками бифилярной обмотки, можно изменять величину F, что, в свою очередь, влияет на интенсивность оседания частиц на поверхности обогреваемого пола. Периодически, по мере накопления пыли, необходимо выключать питающее напряжение и производить влажную уборку поме щения. Примечательно, что расход электрической энергии на создание не однородного электрического поля ничтожен.

Таким образом, описанная система искусственного оседания пыли в со четании с тепловыми насосами открывает возможность использования обогреваемых полов в рабочих кабинетах, спальнях и прочих помещениях длительного пребывания людей.

УДК 621.316:064. Ю.В. Анисимов, В.И. Рожков Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина, г. Астана, Казахстан ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АПК ЗА СЧЁТ СНИЖЕНИЯ ВРЕМЕНИ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ В СЕЛЬСКИХ СЕТЯХ 10–35 кВ Задача увеличения производства и повышения качества переработки сельскохозяйственной продукции, а также решение социальных проблем села требуют широкого использования электроэнергии.

В настоящее время практически все сельские производственные объек ты и населнные пункты получают электроэнергию от электроэнергетиче ских компаний.

Сложившаяся структура электроснабжения сельского хозяйства Казах стана, как правило, включает в себя районную подстанцию 110/35/10 кВ, сети напряжением 35 кВ, понижающие подстанции 35/10 кВ, которые на ходятся в крупных населнных пунктах, где сосредоточено производство сельскохозяйственной продукции, сети 10 кВ, от которых получают пита ние потребительские подстанции 10/0,4 кВ. Важными звеньями в системе электроснабжения сельскохозяйственных объектов являются питающие линии 35 кВ, поселковые подстанции 35/10 кВ и линии 10 кВ. Поврежде ния в этих звеньях приводят к перерывам электроснабжения и нарушению работы сельскохозяйственных потребителей [1].

Повреждениями в системе электроснабжения 10–35 кВ являются меж дуфазные короткие замыкания. Они приводят к значительным электроди намическим и термическим воздействиям на оборудование подстанций и питающие их линии электропередачи, что часто приводит к их поврежде нию и недоотпуску электроэнергии потребителям АПК. Кроме того, за тяжные короткие замыкания на одной из отходящих линий 10 кВ поселко вой подстанции 35/10 кВ могут также существенно нарушать работу по требителей, получающих питание от других линий этой подстанции.

Одним из весьма важных мероприятий комплекса задач повышения на джности электроснабжения и снижения влияния на работу сельскохозяй ственных потребителей является уменьшение длительности отключения поврежденного элемента электрической сети. Эта функция возложена на релейную защиту.

Для защиты сельских сетей 10–35 кВ и подстанций 35/10 кВ широко при меняются токовые защиты, которые не способны селективно без выдержки времени отключать поврежднный элемент в связи с тем, что их способы предусматривают использование ступенчатого принципа согласования по времени, согласно которому выдержка времени защит увеличивается по на правлению к шинам 35 кВ подстанций 35/10 кВ и далее к шинам районной подстанции 110/35/10 кВ, усугубляя последствия коротких замыканий.

Достижение одновременного выполнения требований селективности и быстродействия существующими защитами невозможно, то есть если обеспечивается селективность, полный охват действием защиты элемента системы электроснабжения и резервирование предыдущих элементов, не обеспечивается быстрота действия и, наоборот, обеспечивается быстрота действия, не обеспечивается селективность, полный охват защищаемого элемента и резервирование предыдущего участка.

Таким образом, одновременное выполнение требований селективности и быстроты действия защит сельских сетей 10–35 кВ является актуальной проблемой в решении задач повышения наджности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей и снижения влияния аварийных ре жимов на работу потребителей электроэнергии АПК.

На кафедре «Электроснабжение» КАТУ сложилось перспективное на правление исследований по разработке новых способов и средств защит и автоматики на современной электронной базе для сельских электрических сетей 10–35 кВ, обеспечивающих повышение надежности электроснабже ния потребителей за счет снижения времени аварийных режимов в этих се тях. Для этого используются методы технической диагностики распозна вания режимов и ситуаций, при которых должны действовать защиты.

В данной работе рассматривается реализация диагностических спосо бов защит двухтрансформаторной подстанции 35/10 кВ и линии 35 кВ с двусторонним питанием [2–4].

В качестве диагностических признаков, по которым распознаются ре жимы и ситуации на подстанции являются: ток короткого замыкания, ко личество одновременно возникающих бросков тока короткого замыкания и нулевое значение тока, контроль которых осуществляется с помощью дат чиков тока, включенных во вторичные обмотки трансформаторов тока ли ний 10 кВ и вводов низкого и высокого напряжения силового трансформа тора. Сигналы с датчиков тока поступают в терминал защиты, где проис ходит их логический анализ и формирование выходного сигнала для пода чи на исполнительный орган (рис. 1, а).

Проанализируем с помощью указанных диагностических признаков, как осуществляется распознавание мест короткого замыкания на подстанции.

В зависимости от места КЗ на подстанции (отходящая линия, шины 10 кВ или силовой трансформатор) величина тока изменяется на этих элементах от тока нагрузки до тока КЗ. Например, при коротком замыкании на отходящей линии ток КЗ будет одновременно протекать в линии и на вводах низкого и высокого напряжения силового трансформатора. Этому случаю соответству ют броски тока в указанных точках подстанции (рис. 1, б). При коротком за мыкании на шинах 10 кВ ток КЗ будет протекать соответственно на вводах сторон низкого и высокого напряжения трансформатора. Ток в отходящей линии будет равен нулю (рис. 1, в). И если короткое замыкание произойдет в трансформаторе или на его выводах, то ток КЗ будет протекать на стороне высокого напряжения силового трансформатора. Ток на вводе низкого на пряжения и отходящей линии будет равен нулю (рис. 1, г).

Рис. 1. Способ защиты двухтрансформаторной подстанции 35/10 кВ Таким образом, в зависимости от места короткого замыкания на под станции может быть одновременно зафиксировано разное количество бро сков тока. Если одновременно фиксируются три броска тока, то это соот ветствует короткому замыканию на отходящей линии, если два броска – КЗ на шинах низкого напряжения подстанции и если один бросок – КЗ в силовом трансформаторе. Фиксация количества одновременно возникаю щих бросков тока в контролируемых точках подстанции позволяет опреде лить место повреждения на подстанции и произвести его селективное от ключение без выдержки времени.

Защита, реализующая данный способ, наряду с возможностью отклю чать без выдержки времени поврежденного элемента подстанции, обеспе чивает также защиту линий 10 кВ подключенных действием АВР секции шин 10 кВ поврежденного трансформатора при отключении его действием защиты, а также резервирование при отказах выключателей.

На двух трансформаторных подстанциях 35/10 кВ, подключенных к ли нии с двух сторонним питанием, целесообразно расширить функции рас смотренной выше защиты с целью возможности отключения без выдержки времени короткие замыкания, которые возникают на шинах 35 кВ, присое динениях к ним со стороны выключателя ввода 35 кВ и на питающих ли ниях 35 кВ. Для выполнения этих функций дополнительно устанавливает ся датчик тока на шинах 35 кВ – ДТ4 (рис. 1, а).

Вследствие этого контроль бросков тока КЗ осуществляется в четырх точках. Поэтому отключение выключателя поврежденной линии 10 кВ осуществляется при одновременной фиксации четырх бросков тока КЗ, выключателя ввода низкого напряжения трансформатора при фиксации трх бросков, выключателя ввода 35 кВ – двух бросков и секционного вы ключателя 35 кВ – одного броска [2, 3].

Указанные дополнительные функции защиты двух трансформаторной подстанции позволили осуществить разработку способа защиты без вы держки времени линии 35 кВ с двусторонним питанием, состоящей из не скольких участков. В качестве диагностических признаков (симптомов) приняты: ток нагрузки в нормальном режиме, количество одновременно возникающих бросков тока КЗ и высокочастотных (ВЧ) сигналов различ ной частоты.

Разработанный способ позволяет защищать линию 35 кВ, состоящую из нескольких участков и отключать селективно без выдержки времени лю бой поврежднный участок. Это достигается путм контроля количества одновременно возникающих ВЧ сигналов, отличающихся по частоте, в го лове линии 35 кВ, которые передаются по высокочастотному каналу при срабатывании защит без выдержки времени подстанций 35/10 кВ.

Так если одновременно будет зафиксировано количество сигналов, рав ное количеству защит, установленных на данной линии, то отключается селективно без выдержки времени последний поврежднный участок ли нии, посылкой ВЧ сигнала с головы линии, разрешающего действие его защиты, если одновременно фиксируется меньшее количество ВЧ сигна лов отличающихся между собой по частоте, то осуществляется селектив ное отключение без выдержки времени следующих участков линии по на правлению к голове линии, посылкой с головы линии закодированных ВЧ сигналов, разрешающих действие их защит, если фиксируется один ВЧ сигнал, то осуществляется отключение без выдержки времени головного выключателя, действием е защиты [4].

На рисунке 2 представлена диаграмма изменения тока и высокочастотных сигналов при коротких замыканиях на участках воздушной линии 35 кВ.

Диаграммы иллюстрируют ситуации, возникающие на линии 35 кВ при питании от шин 35 кВ ПС1. На рисунке условно показаны реагирующая и высокочастотная части защит двух трансформаторных подстанций линии 35 кВ с порядковыми номерами. Например, Т5 и F5 соответствуют реаги рующей и высокочастотной части пятой защиты, а ВЧЗ – высокочастотный заградитель соответствующего места присоединения высокочастотной ап паратуры обработки и уплотнения линии связи.

При коротком замыкании в точке К1, срабатывают без выдержки вре мени пятая, третья и первая защиты. Этот режим характеризуется на диа грамме тремя бросками тока КЗ. Схемы управления высокочастотной ча стью защит запускают генераторы частоты, которые выдают три кратко временных ВЧ сигнала, отличающихся по частоте.

Поскольку количество ВЧ сигналов, на которые реагирует определитель поврежденного участка в голове линии, равно количеству защит установ ленных на линии, то происходит подача закодированного ВЧ сигнала на отключение выключателя Q3.

Рис. 2. Диаграммы изменения тока и частоты ГВЧ при КЗ на ВЛ-35 кВ При коротком замыкании в точке К2 будет зафиксировано два броска тока КЗ и соответственно два ВЧ сигнала разной частоты. При таком количестве признаков аварийной ситуации произойдт отключение выключателя Q2.

При коротком замыкании в точке К3 возникает один бросок тока корот кого замыкания, и, следовательно, один ВЧ сигнал, при котором произой дт избирательное отключение головного выключателя Q1.

На основании выше изложенного следует сделать заключение о том, что разработанные способы защит двух трансформаторной подстанции 35/10 кВ и линии 35 кВ позволяют селективно без выдержки времени отключать по вреждения, которые возникают в элементах электрических сетей 10–35 кВ вплоть до шин 35 кВ районной подстанции, сократить до минимума вред ные действия коротких замыканий и обеспечить более высокий уровень на дежности электроснабжения потребителей АПК.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Анисимов Ю.В, Рожков В.И. Повышение надежности электроснабжения объектов АПК // Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 6. Барнаул. – 2007. – С. 61–64.

2. Предварительный патент № 19737 РК. Устройство защиты без выдержки времени двух трансформаторной подстанции 35/10 кВ / Анисимов Ю.В., Рожков В.И.;

– опубл.

15.07.2008, Бюл. № 7. – 6 с.

3. Инновационный патент № 20850 РК. Способ защиты подстанции / Анисимов Ю.В., Рожков В.И.;

– опубл. 16.08.2009, Бюл. № 2. – 5 с.

4. Инновационный патент № 20597 РК. Способ защиты линии 35 кВ / Анисимов Ю.В., Рожков В.И.;

– опубл. 15.12.2008, Бюл. № 12. – 7 с.

УДК 631.563. Р.В. Антонов Костромская государственная сельскохозяйственная академия, г. Кострома, Россия К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ СУШКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В свежесобранном виде лекарственное сырье употребляется редко, ча ще всего оно подвергается сушке. Этот способ обработки является основ ным в консервировании лекарственного сырья. Снижение влагосодержа ния до 10–14 % позволяет сохранить биологически активные вещества (БАВ) и их целебные свойства. Очень важно собранные растения в крат чайшие сроки подвергнуть сушке, иначе ферменты – белковые катализато ры, содержащиеся в живых клетках, вызывают расщепление БАВ на более простые органические соединения. При температуре около + 30 °С белко вые катализаторы усиливают свою деятельность, особенно в плотном слое без доступа воздуха, и разрушаются при температуре +40– +60 °С..

Биологически активные вещества фитосырья обладают различной ус тойчивостью к действию белковых катализаторов и температуры сушки.

Именно по этим признакам выделены оптимальные режимы сушки групп лекарственного сырья.

Температура сушки частей растений, содержащих эфирные масла (трава зверобоя, душицы, тмина, аира, лаванды, мяты перечной, чабреца и др.), не должна превышать +25– +35 °С. При этом количество эфирного масла в них увеличивается и в высушенном сырье его окажется больше, чем в све жем растении. При наличии в сырье гликозидов (адонис, ландыш, напер стянка, горицвета и др.) сушку проводят при +60 °С. Растения, содержа щие витамины (плоды шиповника, листья первоцвета, земляники и др.), сушат быстро при температуре +70– +90 °С во избежании окисления ас корбиновой кислоты. Однако в тех случаях, когда в фитосырье, наряду с витаминами, имеется и эфирное масло (плоды черной смородины) темпе ратура сушки не должна превышать +50– +60 °С. Сырье, содержащее алка лоиды, сушат при +40– +50 °С, флавоноиды – до +50–+60 °С [1, 2, 3, 4, 5].

В таблице 1 приведны оптимальные температурные режимы для сушки групп растений [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10].

Таблица Оптимальные температурные режимы сушки лекарственного растительного сырья, разрешенного государственной фармакопеей к медицинскому применению Вид растение Сырье Основное Срок от Темпера- Конеч.

используемое сбора до турный влажность, БАВ сушки режим, °С % 1 2 3 4 5 1 группа Аир болотный Корневи- В течение ща Эфирные суток после 25– масла, сли- сбора зи Анис обыкновенный Плоды Тоже Багульник болотный Побеги Тоже Ель обыкновенная Шишки Тоже Лен посевной Семена Тоже Ландыш майский Цветки Тоже Липа сердцелистная Цветки Тоже Можжевельник обыкно- Плоды Тоже венный Мята перечная Листья Тоже Пижма обыкновенная Цветки Тоже Полынь горькая Листья Тоже Трава Ромашка аптечная Цветки Тоже Сосна обыкновенная Почки Тоже Тимьян ползучий (чабрец) Трава Тоже Тмин обыкновенный Плоды Тоже Фенхель обыкновенный Плоды Тоже Шалфей лекарственный Листья Тоже Череда трехраздельная Трава Тоже Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 Алтей лекарственный Корни Эфирные Тоже 25–35 масла, сли Береза бородавчатая Почки Обмолот, зи затем сушка Боярышник кроваво- цветки В течение 2 красный часов после сбора Душица обыкновенная Трава Тоже Валериана лекарственная Корне- Провялива- вища с ние и досушка корнями Девясил высокий Тоже Тоже 2 группа Белладонна обыкновенная Листья Алкалоиды В течение 2 40–50 часов после сбора Дурман обыкновенный Листья Тоже Золототысячник малый Трава Тоже Пустырник сердечный Трава Тоже Чистотел большой Трава Тоже 3 группа Бессмертник песчаный Цветки В течение 2 Флавонои- часов после 50– ды сбора Горец перечный Трава Тоже Горец почечуйный Трава Тоже Календула лекарственная Цветки Тоже Сушеница топяная Трава Тоже Хвощ полевой Трава Тоже Тысячелистник обыкнов. Трава Тоже Стальник полевой Корни Провялива- ние и досушка 4 группа Боярышник кроваво- плоды В течение красный Дубильные суток после 50– вещества, сбора сфагнол, Вахта трехлистная Корне- Тоже кумарины вища Дуб обыкновенный Кора Тоже Зверобой продырявлен- Трава Тоже ный Ольха черная, серая Соплодия Тоже Пастушья сумка Трава Тоже Родиола розовая Корне- Тоже вища с корнями Мох сфагнум Слоевище Тоже Черника обыкновенная Плоды Провялива- ние и досушка Женьшень настоящий Корни Варка и сушка 5 группа Боярышник кроваво- листья Гликозиды В течение 2 50–60 красный часов после сбора Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 Брусника обыкновенная Цветки В течение 2 Гликозиды часов после 50– сбора Бузина черная Цветки Тоже Василек синий Листья Тоже Горицвет весенний Трава Тоже Жостер слабительный Плоды Провялива- ние и досушка Марена красильная Корневи- Провялива- ща с кор- ние и досушка нями Одуванчик лекарствен- Корни Провялива- ный ние и досушка Крапива двудомная Листья В течение суток после сбора Крушина ломкая Кора Тоже Ландыш майский Трава Тоже Листья Мать-и- мачеха Листья Тоже Подорожник большой Листья Тоже Толокнянка обыкновенная Листья Тоже Фиалка трехцветная Трава Тоже Черемуха обыкновенная Плоды Тоже 6 группа Шиповник коричневый Плоды Аскор- В течение биновая суток после 80– кислота сбора Синюха голубая Корневи- Тоже ща с кор нями 7 группа Лимонник китайский Семена Витамин Е В теч. 5 сут. 50 после сбора Выводы. Выделены группы лекарственного растительного сырья в за висимости от оптимальной (индивидуальной) температуры сушки и инак тивации ферментов.

Результатом работы также является сводная таблица параметров техно логии сушки, которые необходимо соблюдать для получения качественно го выходного сырья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Лекарственные растения / В.И. Попов, Д.К, Шапиро, И.К. Данусевич. – 2-е изд.

перераб. и доп. – Мн. : Полымя, 1990. – 304 с, [16] л. ил. : ил.

2. Ильина Т.А. Лекарственные растения России. – М. : Эксмо, 2006. – 192 с. : ил.

3. Перевозченко И.И. Лекарственные растения в современной медицине. – К. : О-во «Знание» УССР, 1990. – 48 с.

4. Универсальная энциклопедия лекарственных растений / Сост. И. Путырский, В.

Прохоров. – Мн. : Книжный Дом ;

М : Махаон, 2000. – 656 с. : ил.

5. Мазнев Н.И. Энциклопедия лекарственных растений. 3-е изд., испр. и доп. – М. :

Мартин, 2004. – 496 с.

6. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П. Фармакогнозия : Учебник. – 2-е изд.

перераб. и доп. – М. : Медицина, 2002. – 656 с. : ил.

7. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения. Фармакогно зия: учебное пособие / под ред. Г. П. Яковлева. – СПб. : СпецЛит, 2006. – 845 с. : ил.

8. Муравьева Д.А. Фармакогнозия. – М.: «Медицина», 1978. – 656 с., ил.

9. Николайчук Л.В., Жигар М.П. Целебные растения: Лекарственные свойства. Ку линарные рецепты. Применение в косметике. – 2-е изд., стереотип. – X.: Прапор, 1992.

– 239 с.

10. Целебные силы природы или полный целебный травник. Составлено по указани ям известнейших медиков и народных врачей. – Санкт-Петербург. 1871. – 648 с.

УДК 621.359. Р.В. Антонов Костромская государственная сельскохозяйственная академия, г. Кострома, Россия К ВОПРОСУ ОБ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ ПРИ СУШКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ Современное представление электроосмотического обезвоживания ос новывается на направленном переносе ионов электролита при наложении внешнего электрического поля или собственного индуцируемого электри ческого поля, возникающего в материалах за счет электрохимического по тенциала [1].

Научные работы этой области исследуют закономерности электроосмо тического переноса жидкости в капиллярно-пористых телах, а так же через органические мембраны клеточного строения [9].

Тканям мха сфагнума (лат. Sphagnum, греч. – губка) характерно отсут ствие защитной эпидермы, называемой кутикулой, которая обладает водо отталкивающими свойствами и выполняет функции водогазообмена, вследствие чего ткани указанных растений являются гигроскопичными.

Мох сфагнум может впитать такое количество воды, которое в 20 раз превосходит его массу в сухом состоянии, то есть его влагосодержание может достигать 20 кг/кг, его водопоглотительная способность до 6 раз выше, чем у лучших сортов ваты. На гигроскопичности и бактерицидных свойствах основано применение мха как перевязочного материала. С года в Великобритании его волокна используются как хирургический пе ревязочный материал для очистки ран от гноя и омертвевших тканей.

В России сфагнум заготавливают с конца апреля до середины июня и с июля по сентябрь. Весенняя заготовка осложняется паводками, высоким уровнем талых вод. Летом, в период вегетации сфагнума, начинается макси мальная активность кровососущих насекомых, что существенно затрудняет процесс сбора сырья. Дождливая осень может сорвать заготовку из-за невоз можности просушки на влажном воздухе. Возникает потребность в примене нии сушильных установок, но при этом возрастает себестоимость заготавли ваемого сырья при высокой конкуренции с импортной продукцией.

Применение современных сушильных установок невозможно без исполь зования электротехнологий. Электрифицированные сушилки имеют множе ство преимуществ. Они позволяют упростить технологический процесс суш ки дорогостоящего лекарственного сырья посредством автоматизации и тем самым снизить его себестоимость и сократить экологический ущерб.

Рабочая гипотеза. Сушка является основным способом консервирования свежесобранного лекарственного растительного сырья. Снижение влагосо держания до 10–14 % приостанавливает биохимические процессы, и сырье долго сохраняет физиологическую активность. Очень важно, чтобы только что собранные растения в кратчайшие сроки подверглись сушке, так как ферменты, содержащиеся в живых клетках, вызывают расщепление биологи чески активных веществ на простые органические соединения. При темпера туре около +30 °С ферменты усиливают свою деятельность, а при температу ре +40– +60 °С разрушаются, и в лекарственном сырье развиваются грибки и микроорганизмы, приводящие к его заплесниванию, гниению. Особенно не устойчивы к действию ферментов гликозиды, алкалоиды, дубильные и пек тиновые вещества, эфирные масла и органические кислоты [11]. Лекарствен ное сырье, содержащее эфирные масла, не допускает сушку с температурой свыше +40 °С, при которой происходит их испарение.

У тканей мхов капиллярно-пористое строение. Стенки капилляров эла стичны и при поглощении влаги способны изменять свои линейные раз меры, то есть набухать. Массоперенос жидкости внутри капиллярно пористых тел определяется действием таких векторных величин как гради ент влагосодержания, термоградиент (градиент температуры) и градиент давления. Под градиентом влагосодержания понимается вектор, характе ризующий степень изменения содержания жидкости по объему капилляр но-пористого тела. Градиент влагосодержания определяет движение жид кости в сторону пониженной влажности. Движение влаги будет происхо дить, если существует перепад температуры по объему капиллярно пористого тела, то есть под влиянием градиента температуры. Термогради ент – это вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры. При сушке капиллярно-пористых тел под воздействием перепада температур возникает интенсивный поток вла ги из холодных зон тел к более теплым. При наличии избыточного давле ния в объеме капиллярно-пористых тел по сравнению с давлением внеш ней среды наблюдается направленный массоперенос жидкости в сторону более низкого давления. Такой перенос обусловлен действием градиента давления. Под градиентом давления понимается вектор, направленный по нормали к изобарной поверхности в сторону возрастания давления. Мас соперенос жидкости из внутренних слоев капиллярно-пористого тела на его поверхность под действием градиента давления реализуется в вакуум ных сушильных установках.

Мною предлагается методика по определению электроосмотического давления в тканях растительного происхождения на примере мха.

Суть гипотезы: электроосмотическое давление сопутствует массопере носу внутрикапиллярной жидкости на поверхность капиллярно-пористого тела (мха), при этом электродная система должна располагаться тангенци ально продольной поверхности капилляра тела. Таким образом, необходи мо решить задачу по определению величин параметров электроосмоса, которые определяют электроосмотическое давление. При решении этой задачи выявляется новая времясберегающая технология по переработке растительного сырья. Электроосмотическое обезвоживание совместно с традиционными способами сушки растительного сырья, таких как конвек тивный, инфракрасный и другие, позволит уменьшить продолжительность технологического процесса и повысить качество заготавливаемого расти тельного сырья, и в особенности лекарственного.

Предлагаемая методика определения электроосмотического давле ния. Как отмечалось выше, электроосмотический перенос обусловлен на личием электрического поля, действующего на положительные ионы (про тивоионы) двойного электрического слоя, который состоит из положи тельных и отрицательных (потенциалопределяющих) ионов, расположен ных рядом с границей межфазного разделения «твердая поверхность – электролит» (рис. 1) с силой:

Fэо Q U q Sкл E, пов (1) где E – напряженность электрического поля, приложенная тангенциаль но к продольной поверхности клетки мха В/м (рис. 2);

пов Sкл – площадь внутренней поверхности капилляра (клетки) мха.

Известно, что клетки мха, сопрягаясь между собой посредством плаз модсм по 20…30, образуют капиллярную трубку [4];

q –относительная плотность заряда на внутренней поверхности клетки мха.

Напряженность электрического поля можно определить из выражения:

U E, (2) l где U – разность потенциалов между электродами;

l – расстояние между электродами принимаем 0,04 м, что соизмеримо с толщиной слоевища мха [4] (рис. 2).

Рис. 1. Строение двойного электрического слоя и давление, возникающее в капилляре при наложении внешнего электрического поля 1 – внутренняя поверхность капилляра;

2 – отрицательные ионы (потенциалопределяющие ионы);

3 – положительные ионы (противоионы);

4 – внутрикапиллярная жидкость (электролит);

5 – реальное расстояние ( r ) между отрицательными и положительными ионами;

6 – расстояние ( ) между центрами отрицательных и положительных ионов двойного электрического слоя Площадь внутренней поверхности капилляра (клетки) мха можно опре делить из выражения:

Sкл 2 r 20 lk, пов где r – внутренний радиус клетки мха, равный 6 мкм [4];

l k – длина клетки мха, равная 12 мкм [4].

Рис. 2. Схема наложения внешнего электрического поля на слоевище мха Относительная плотность заряда на внутренней поверхности клетки мха определяется из выражения [1]:

q, (3) где – относительная диэлектрическая проницаемость между отрица тельными и положительными ионами двойного электрического поля;

0 – абсолютная диэлектрическая проницаемость, равная 0 = 8,85 1012 Ф/м;

– электрокинетический потенциал, определяющий скорость электро кинетического переноса, В.

Электрокинетический потенциал определяется по формуле[3]:

4 / э, (4) где – поверхностный заряд, равный по абсолютному значению объ емному заряду[1];

э – относительная диэлектрическая проницаемость электролита, =81 [4];

– толщина двойного электрического слоя.

Толщина двойного электрического слоя согласно теории сильных элек тролитов определяется как [3]:

э R T 8 F 2 ci z, (5) где R – газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль К);

Т – абсолютная температура, К;

F – число Фарадея, равное 96540 Кл [4];

сi – концентрация ионов различной природы в электролите, моль/л;

z – валентность ионов.

Концентрация ионов электролита тканей мха при рН=9 (кислотности) болотной почвы [7], следующая:

SO4 -30 мг/л = 2,88 моль/л;

Fe3 -1 мг/л = 0,055 моль/л;

Сl -5 мг/л = 0,177 моль/л.

Отсюда толщина двойного электрического слоя равна:

81 8,85 1012 8, 31 э 0 R T 8 F 2 ci z 2 8 3,14 965402 (2,88 2 2 ) (0, 055 32 ) (0,177 12 ) =0,25 нм.

Так как – это расстояние между центрами отрицательных и положи тельных ионов двойного электрического слоя, то реальное расстояние ме жду слоями ионов меньше на радиус отрицательного иона, которыми яв 2 ляются ионы S и положительные ионы Fe.

2 Зная радиусы ионов S и Fe, можно определить реальное расстояние 2 между ними. Из [10] радиус иона S = 0, 184 нм, а Fe = 0,064 нм. Тогда реальное расстояние ( r ) между отрицательными и положительными ио нами равно:

r rs2 rFe3 0, 25 0,184 0,064 0,002 нм, отсюда можно сделать вывод, что r много меньше радиусов ионов S 2, Fe3, О 2, Cl и других, присутствующих в электролите клетки мха.

Таким образом, между ионами двойного электрического слоя – среда, близкая к вакууму. Как известно, относительная диэлектрическая прони цаемость вакуума равна 1, то есть = 1.

Поверхностный заряд можно определить по формуле[1]:

dx, где – объемный заряд в растворе электролита клетке мха.

Это выражение отображает зависимость изменения объемного заряда от расстояния (х) до стенки капилляра клетки мха.

Очевидно, что при х =, объемный заряд = 0, а из условия электро нейтральности двойного электрического слоя следует, что поверхностный заряд по абсолютному значению равен объемному заряду раствора элек тролита[3], то есть F zi ci ;

(6) Тогда поверхностный заряд по абсолютному значению равен:

F zi ci 96540 (0, 055 2,88 0,177) 289813 Кл.

Подставляя найденные значения в формулу (4), получаем:

4 / э 4 3,14 0, 23 106 289813 / 81 0,01 В.

Подставив выражения(2), (3) в (1), получаем:

U U 4 r 2, Fэо Q q Sкл U пов l l Разделив (1) на сечение капилляра клетки мха, равное r, получаем выражение для определения электроосмотического давления:

U 20l P 0 U1 k 2 r 20 l эо 4 k l r l 2 r Приняв значение разности потенциалов на электродах 180 В, то есть U=180 В, получим значение электроосмотического давления:

12 0, 01180 20 12 106 B U 20l k 1 8,85 0 P 9 0, 04 2 3,14 6 106 м эо l 2 r 0, 25 3,82 1015 КлB H 10,1 2 10,1Па.

3, 76 10 м м Известно из [6], что молекулярное течение газа для тканей растительно го происхождения (таких как древесные ткани и другие) при разнице тем пературы внутри них в 18 °С возникает перепад давления в 1 мм вод. ст.

или 9,8 Па, который вызывает массоперенос жидкости в капиллярно пористых телах растительного происхождения. Таким образом, давление, возникающее при разности температуры в 18 °С в капиллярно-пористом те ле, соизмеримо с электроосмотическим давлением, возникающим при раз ности потенциалов на электродах в 180 В и расстоянии между ними 0,04 м.

Выводы. Электроосмотическое обезвоживание способствует интенси фикации процесса сушки растительного сырья:

сокращению продолжительности сушки лекарственного сырья;

снижению потерь биологически активных веществ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРА 1. Тихомолова К.П. Электроосмос. – Л. : Химия, 1989. – 248 с.

2. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления дисперсных сис тем : учеб. пособие для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Химия, 1988. – 464 с., ил.

3. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии : учеб. пособие для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. – Л. : Химия, 1984. – 368 с., ил.

4. Медведев С.С. Физиология растений : учебник. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. – 366 с.

5. Краткий справочник физико-химических величин / Под. ред. А.А. Равделя и А.М.

Пономаревой. – Л. : Химия, 1983. – 232 с.

6. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. – М. 1954. – 300 с.

7. Типовой проект А5-92. Прокладка кабелей напряжением до 35 кВ в траншеях.

8. Электромагнитные излучения. Методы и средства защиты / В.А. Богуш, Т.В. Бор ботко, А.В. Гусинский и др.;

под ред. Л.М. Лынькова. – Мн. : Бестпринт, 2003. – 406 с. ил.

9. Люттге У., Хигинботам Н. Передвижение веществ в растениях / Пер. с англ.

Ю.Я. Мазеля, П.В. Мельникова, и Э.Е. Хавкина. ;

Под редакцией доктора биологиче ских наук А.Е. Петрова-Спиридонова. – М. : Колос, 1984. – 408 с.

10. Электронный ресурс. [Режим доступа]: http://chemistry.ru .

11. Универсальная энциклопедия лекарственных растений / Сост. И. Путырский, В.

Прохоров. – Мн. : Книжный Дом ;

М.: Махаон, 2000. – 656 с., ил.

УДК 621.311. Л.В. Аронов, Т.Н. Васильева Рязанский государственный агротехнологический университет, г. Рязань, Россия ПОТЕРИ МОЩНОСТИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТЬЮ И НЕСИММЕТРИЕЙ В СЕТЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Трхфазная распределительная электрическая сеть сельскохозяйственного назначения включает в себя следующие элементы: электрические двигатели синхронные и асинхронные, трансформаторы, конденсаторные установки и линии электропередачи. Схема такой сети приведена на рисунке 1.

Несимметрия нагрузок и несинусоидальность напряжений и токов в электрической распределительной сети сельскохозяйственного назначения приводит к дополнительным потерям мощности, и как следствие, сниже нию эффективности производства и увеличению себестоимости сельскохо зяйственной продукции. Эта проблема в последнее время становится все более актуальной по причине появления у сельских жителей большого ко личества однофазной бытовой нагрузки с нелинейными вольтамперными характеристиками, такой как: бытовая электронная техника с импульсны ми источниками питания, компьютеры, энергосберегающие люминисцент ные и светодиодные лампы. С другой стороны увеличивается нелинейная несимметричная нагрузка в производственной сельскохозяйственной сфе ре. Появляется все больше сварочных аппаратов, тиристорных установок, газоразрядных ламп и т.п.

Рис. 1. Схема электрической распределительной сети Важнейшим звеном в процессе передачи электроэнергии от источника к потребителю является трехфазный трансформатор, (рис. 1.). Суммарные потери в трхфазном трансформаторе определяются по формуле, [1, 2]:

PКЗ 2 K 2U 0, 607 1,5 0, 05 n KUn 104, PТР (1) n2 n uКЗ где PКЗ – мощность потерь короткого замыкания;

uКЗ – напряжение короткого замыкания;

K2U – коэффициент несимметрии;

KUn – коэффициент n-й гармонической составляющей.

Формула (1) реализована на ЭВМ в среде Matlab, как часть математиче ской модели трхфазной электрической сети, (рис. 1). Эта реализация по зволяет рассчитать потери в зависимости от несимметрии и конкретной формы кривой напряжения. Согласно ГОСТ 13109-97, предельный уровень несимметрии составляет 4 %, а допустимый 2 %. Нормально допустимое значение коэффициента гармоник для распределительной электрической сети напряжением 0, 38 кВ составляет 8 % [3].

При воздействии маломощных источников нелинейности, например импульсных источников питания, нескольких люминисцентных ламп, для кривой напряжения с коэффициентом несинусоидальности K2U = 8 % ти пичная форма кривой напряжения будет иметь вид представленный на ри сунке 2, а. В случае работы мощного источника нелинейности, например сварочного аппарата или тиристорной установки, кривая напряжения име ет более сильные искажения (рис. 2, б.) Voltages curve, V 1-th Phase U, V - - - - 0 2 4 6 8 10 12 t, sec Voltages curve, V 1-th Phase U, V - - - - 0 2 4 6 8 10 12 t, sec Рис. 2. Кривые напряжения а – нелинейность малой мощности, б – нелинейность малой мощности Рассмотрим влияние данных искажений кривых напряжения на транс форматор марки ТМ25-10/0,4. Такой трансформатор широко используется в хозяйствах небольшой и средней мощности. Его потери мощности в ре жиме номинальной нагрузки, согласно паспортным данным, составляют 0,82 кВт. Рассчитанные по формуле (1) графики дополнительных потерь мощности изображены на рисунке 3, а, б.

На рисунке 3 сплошной линией обозначены дополнительные потери мощности при K2U=0, длинной пунктирной линией при K2U=2 % и мелкой пунктирной линией при K2U=4 %. Уровень дополнительных потерь при предельном значении несимметрии K2U=4 % и нормально допустимом зна чении коэффициента гармоник KU=8 % составляет 6 кВт или 24 % от но минальной мощности трансформатора для кривой (рис. 2, а) и 5,7 кВт или 22,8 % от номинальной мощности трансформатора для кривой (рис. 2, а).

Видно, что для более искаженной кривой (рис. 2, б), уровень потерь ниже на 0,3 кВт, т.е. на 1 % номинальной мощности.

Power of suplementary losses, W kW 0 1 2 3 4 5 6 7 Harmonic factor, % Power of suplementary losses, W kW 0 1 2 3 4 5 6 7 Harmonic factor, % Рис. 3. Дополнительные потери в трансформаторе марки ТМ25-10/0, а – нелинейность малой мощности, б – нелинейность малой мощности Выводы:

1. При изменении формы кривой напряжения в сторону перераспреде ления гармоник от низших к высшим, но сохраняющимся постоянным ко эффициенте гармоник, уровень дополнительных потерь снижается на 5 %, что можно объяснить фильтрующими свойствами трансформатора.

2. Влияние несимметричной нагрузки на потери мощности в трансфор маторах трхфазной сельской распределительной электрической сети в раза меньше, чем влияние несинусоидальности кривой напряжения.

3. При несимметрии K2U=4 % и коэффициенте гармоник KU=8 % допол нительные потери трансформатора марки ТМ25-10/0,4 превышают основ ные потери в режиме номинальной нагрузки в 7,3 раза.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кузнецов В.Г. Электромагнитная совместимость. Несимметрия и несинусоидаль ность напряжения [ Текст ] / В. Г. Кузнецов, Э. Г. Куренный, А. П. Лютый. – Донецк, Донбасс, 2005 – 248 с.

2. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических се тях. – Киев: Наукова думка, 1985. – 268 с.

3. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабже ния общего назначения. – М. : Стандартинформ – 2006 – 31 с.

УДК 629.4.082. В.В. Афонин, И.Н. Акулинин Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Россия ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИРОЛИТИЧЕСКИХ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА КОНТАКТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Электрическим контактом называют поверхность соприкосновения то коведущих элементов электротехнических устройств, обладающую высо кой проводимостью, а также конструктивное приспособление, обеспечи вающее такое соприкосновение. По условиям работы контакты разделяют ся на неподвижные, разрывные и скользящие.

Скользящие контакты работают примерно в таких же условиях, что и раз рывные, однако специфическим требованием к материалам для них является повышенная стойкость к механическому износу при трении. Скользящие контакты применяются в устройствах токосъема электротранспорта, элек трических машинах (между щетками и коллектором и контактными кольца ми), в реостатах, ползунковых переключателях и других конструкциях. Зна чительный износ возникает при сухом трении, если оба контакта изготовле ны из одного материала, а также при неудачном выборе пар. Высокими каче ствами обладают контактные пары, составленные из металлического и гра фитосодержащего материалов. Такой скользящий контакт отличается малым износом от трения. Графит имеет наибольшее напряжение дугообразования по сравнению с металлами и сплавами, и износ контакта от искрения поэтому невелик. На поверхности графита отсутствуют окисные пленки, и контакт имеет прямолинейную вольт-амперную характеристику [1].

Предлагаемые газофазные хромовые покрытия из металлоорганических соединений (МОС) хрома [2, 3] на контактные детали по структуре осадка характеризуются слоистостью (слои параллельны поверхности подложки).

Причиной слоистой структуры служит периодическое изменение темпера туры поверхности покрываемого изделия и неполное термическое разло жение соединения (МОС). Определяющим фактором слоистости считается режим выделения и удаления легколетучих продуктов распада и соотно шение между этими процессами.

Средний размер зерен в хромовом покрытии составляет 13,5–58,0 нм при температуре испарения 150 °C. При этом структуры в покрытии фор мируются двух типов: дендритная и мелкокристаллическая. При темпера туре испарителя 130 °C эти структуры не были обнаружены.

Значительное влияние на свойства пиролитических покрытий хрома оказывает присутствие в покрытии углерода, который является основной примесью. Это объясняется глубокой деструкцией исходного МОС при пиролизе, а так же присутствием в жидкости «БАРХОС» углеводородов.

Углерод в пиролитическом хроме может присутствовать в следующих формах [4]:

в свободном виде;

в виде карбидов хрома;

одновременно в свободном и связанном состояниях.

Содержание углерода в покрытиях достигает 8–12 весовых процентов.

В свежеосажденных покрытиях газофазного хрома ни рентгенографиче ский, ни электронографический методы анализа не выявляют карбидов и кристаллического хрома, то есть покрытие аморфно. Однако если подложку с покрытием подвергнуть высокотемпературному отжигу (выше 600 °C), появ ление карбидов фиксируется уже рентгенографическим методом.

Кроме углерода газофазный хром часто содержит и кислород, а также водород. Кислород содержится в виде окисла Cr2O3. Этим объясняется вы сокая коррозионная стойкость хромовых осадков.

Как правило, полученные при оптимальных условиях пиролитические покрытия хрома имеют хорошую сплошность и равномерность. Покрытия этого типа дублируют рельеф подложки, обладают высокой отражательной способностью и имеют зеркальный вид при соответствующей подготовке поверхности изделия.

Отличительной особенностью хромовых покрытий является их высокая адгезионная прочность, которая может превосходить прочность подложки.

Для этого необходима подготовка поверхности, но она гораздо проще той, которая рекомендована для гальванопокрытий.

Пиролитические хромовые покрытия обладают высокой твердостью, механической прочностью, износоустойчивостью, беспористостью, корро зионной стойкостью и рядом других ценных эксплуатационных свойств.

Перечисленные электрофизические свойства газофазных хромовых по крытий на контакт-детали электрических аппаратов должны существенно повысить их эксплуатационные характеристики и срок службы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т.1. Общие вопросы. Электротехниче ские материалы /Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского, Л.А. Жукова и др. – М.: Энергия, 1980. – 520 с. : ил.

2. Афонин В.В., Акулинин И.Н. Основы процесса осаждения газофазного хрома на контакт-детали электрических аппаратов. / Актуальные проблемы энергетики АПК:

Материалы II Международной научно-практической конференции /Под. ред. А.В. Пав лова. – Саратов : Издательство «КУБ и К», 2011. – 324 с.

3. Афонин В.В., Акулинин И.Н. Технологические факторы процесса осаждения пиро литического хрома на электрические контакт-детали. / Актуальные проблемы энерге тики АПК: Материалы II Международной научно-практической конференции /Под ред А.В. Павлова. – Саратов : Издательство «КУБ и К», 2011. – 324 с.

4. Осаждение пленок и покрытий разложением металлоорганических соединений /Б.Г. Грибов (и др.). – М.: Наука, 1981. – 322 с. : ил.

УДК 631. С.М. Бакиров, С.В. Шлюпиков Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УЧАСТКОВ Техническая эксплуатация электрооборудования проводится по трем принятым способам: послеотказовый, профилактический и послеосмотро вый. Способ эксплуатации – это правило момента проведения техническо го обслуживания, ремонта.

Самым прогрессивным является послеосмотровый (диагностический) способ. Обслуживание оборудования в данном случае происходит по его состоянию, которое определяется по результатам диагностирования. Фак тическое состояние определяется по полученным данным параметров обо рудования. Это позволяет судить о характере условий эксплуатации и спо собности функционировать в данных условиях диагностируемого электро оборудования.

Преимущества данного способа состоят в том, что определяется факти ческое состояние, по которому можно четко планировать ремонтные рабо ты, тем самым формировать эксплуатационные затраты. Также при этом удается сократить количество отказов на любом периоде эксплуатации. В случае выявления критического значения какого-либо параметра оборудо вания, диагностика способствует сокращению продолжительности време ни проведения и точному расчету затрат ремонтных работ. Кроме того, ди агностика позволяет заменить одно или несколько технических обслужи ваний, а в некоторых случаях ее проведения проходит без остановки тех нологических процессов производства, тем самым сокращается трудоем кость работ обслуживающего персонала. Например, проведение диагно стики контактных соединений на вводе в сельскохозяйственный производ ственный участок при помощи тепловизора, по сравнению с их техниче ским обслуживанием, сокращает продолжительность времени в несколько раз. Так как по результатам диагностики чистка и подтягивание контакт ных соединений проводится только для тех, температура которых выходит за допустимые значения.

Однако в сельском хозяйстве послеосмотровый способ используется только централизованными службами, обслуживающих сети электроснаб жения. Внутрихозяйственными службами не используется. Такое положе ние зависит от следующих факторов.

1. Сельскохозяйственные предприятия имеют различные виды и типы электрооборудования. Поэтому оснастить ремонтно-обслуживающую базу специальными средствами диагностики является затратным.

2. Электротехнические службы предприятий не всегда имеет конкрет ные нормативные документы и достаточную квалификацию работы со сложными средствами диагностики.

3. В условиях производственной эксплуатации технологического элек трооборудования проведено мало исследований по изменению параметров в конкретных условиях использования.

4. Нет конкретных рекомендаций по организации и проведению после осмотрового способа эксплуатации [2].

В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) в пункте 1.8 (нормы приемосдаточных испытаний) указаны нормативные значения испытаний электрооборудования. При диагностировании конкретного параметра можно определить исправно оборудование или неисправно. Для электро технических служб при проведении профилактического диагностирования или эксплуатационных испытаний электрооборудования этого недостаточ но. Если значение параметра входит в диапазон исправного состояния, то необходимы дополнительные данные, по которым можно предсказать из менение его состояния в будущем и определить вероятный момент появ ления отказа. В данном случае оценивают остаточный ресурс элементов на основании информации о закономерностях изменения параметров. Такое положение основано на прогнозировании состояния.

Надежное прогнозирование освоено лишь для простейших случаев. На пример, для подшипников известны фактическое и предельное состояния зазора. Разделив разность этих значений на скорость изнашивания, полу чаем его остаточный ресурс, по которому можно определить ожидаемую дату отказа подшипника. А для более сложной закономерности, например, изменения сопротивления изоляции это сложно. Для электродвигателя на пряжением 380/220 В по ПУЭ норма значения сопротивления изоляции со ставляет 1,0 МОм (в холодном состоянии), но существует предельно до пустимое значение сопротивление изоляции, которое определяют по вы ражению [1] Rи Uн / (1000 + 0,01Pн) где Uн, Pн – номинальные значения напряжения (В) и мощности (кВт).

По выражению значение допустимого Rи должно быть более 0,38 МОм.

Если результат фактического значения Rи находится между 1,0 и 0,38 МОм, то сложно прогнозировать старение и износ изоляции при совокупном воз действии условий эксплуатации.

Таким образом, прогрессивным направлением развития технической эксплуатации электрооборудования в сельском хозяйстве является приме нение диагностического способа. Необходимым и главным становятся ис следования о закономерностях изменения сложных параметров оборудова ния с целью возможного прогнозирования его состояния до ремонта или следующего диагностирования. Такой подход значительно снизит вероят ность появление технологического ущерба из-за отказов оборудования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Пястолов А.А., Ерошенко Г.П. Эксплуатация электрооборудования. – М.: Агро промиздат, 1990. – 287 с.: ил. – (Учебник).

2. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта энергетического обо рудования: справочник. – М.: «Изд. НЦ ЭНАС», 2006. – 268 с.

УДК 658.264.004. А.А. Балашов, Е.Н. Сысоева, Е.В. Токарева, А.Ю. Ярмизина Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Россия ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Тепловые сети надземной и подземной, канальной и бесканальной про кладки – один из основных элементов систем централизованного тепло снабжения потребителей. Общая протяженность тепловых сетей в Россий ской Федерации составляет более 302 000 км.

Нормы и правила проектирования подземных трубопроводов тепловых сетей всех способов прокладки, в том числе канальной, регламентируются СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети». Требования к конструкциям тепловой изоляции и нормы тепловых потерь теплоизолированными трубопровода ми в зависимости от диаметра трубопровода, температуры теплоносителя и вида прокладки определяются СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» [1].

Большинство тепловых сетей в России эксплуатируется многие годы, и их проектирование осуществлялось в соответствии с действовавшими в период строительства нормативными требованиями к тепловой изоляции трубопроводов, которые были существенно ниже современных [2].

Бесканальная прокладка, выполняемая из конструкций заводского изго товления с использованием изоляции из армопенобетона и битумосодер жащих масс (битумоперлит, битумовермикулит, битумокерамзит), состав ляет 10 % общей протяженности тепловых сетей. Из-за увлажнения при меняемых материалов в процессе эксплуатации теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций резко снижаются, что приводит к поте рям тепла, в 2–3 раза превышающим нормативные. Наиболее эффектив ным решением поставленных выше проблем является широкое внедрение в практику строительства тепловых сетей трубопроводов с пенополиурета новой (ППУ) теплоизоляцией типа «труба в трубе». Пенополиуретановая теплоизоляция обычно наносится на трубы в заводских условиях, а места стыков теплоизолируются на месте строительства, после сварки и испыта ния трубопровода. Технические требования к изолированным трубам и де талям трубопровода нормализованы в ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасон ные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защит ной оболочкой», введенным в действие с 1 января 2008 г.

Коррозия стальной трубы зависит, прежде всего, от того, насколько сис тема герметично закрыта от проникновения воды извне, поскольку внутрен няя коррозия рабочей стальной трубы едва ли может наблюдаться в системах, эксплуатируемых на подготовленной воде. Следовательно, непременным ус ловием является соблюдение герметичности стыков трубы-оболочки.

Теплоизоляционные материалы, применяемые в конструкциях тепловой изоляции, должны иметь паспорт и сертификат качества. При возникнове нии сомнений в соответствии качества поступивших теплоизоляционных материалов паспорту или сертификату необходимо выборочно осущест вить проверку их по ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные, теплоизоляционные. Методы испытаний». В особых случаях образцы ма териалов могут быть переданы в аккредитованные лаборатории для под тверждения их фактической теплопроводности.

Для определения теплофизических свойств (ТФС) материалов сущест вует множество методов. Сложные алгоритмы и измерительные процеду ры реализуют современными информационно-измерительными системами (ИИС), что позволяет автоматизировать процесс измерения, существенно повысить производительность и надежность проводимых исследований.

Информационно-измерительная система неразрушающего контроля ТФС теплоизоляционных материалов состоит из измерительно вычислительного устройства (ИВУ), персонального компьютера (ПК), пе риферийных устройств (ПУ) и программного обеспечения (ПО) (рис.).

Структурная схема ИИС Измерительно-вычислительное устройство включает в себя: измери тельный зонд (ИЗ), блок усилителей (БУ) и микропроцессорное устройство (МПУ). Измерительный зонд состоит из тонкого плоского круглого нагре вателя (Н), встроенного в подложку ИЗ, и термоэлектрических преобразо вателей (ТП). В состав МПУ входит: аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микропроцессор (М), интерфейс (И), память, набор аналоговых, цифровых и релейных портов, блок питания и управления нагревом (БП).

В качестве ПК используется IВМ-совместимый компьютер. ПО включает системное (СПО), прикладное (ППО) и вспомогательное (ВПО) обеспече ния. ИИС реализует алгоритмы определения ТФС теплоизоляционных ма териалов и управляет режимами эксперимента.

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 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.