Статья № 18

Определение функциональных характеристик

(потребительских свойств) сельскохозяйственной техники

с применением современных ИТ-технологий

 

Чувашев В.Н. – зав. отделом испытаний

ФГБУ «Подольская МИС»

 

Интенсивный рост энерговооруженности животноводства, поступление в сельское хозяйство более сложных высокопроизводительных машин предопределяет дальнейшее повышение количества и качества производимой продукции для продовольственного рынка страны. В условиях кризисных явлений в мировой экономике, недофинансирования ряда отраслей, в том числе сельскохозяйственной сферы, частичного импортозамещения не только в средствах производства, но и непосредственно в продуктах питания, а также на фоне удорожания энергоносителей резко возрастают требования к энергоэффективности новой техники.

 

 

 

К показателям энергоэффективности относятся:

- коэффициент полезного действия;

- точность регулирования технологического процесса;

- удельный расход топлива на единицу выработанного пара;

- снижение капитальных затрат на единицу выпускаемой продукции.

Эти показатели определяют комплекс характеристик (потребительских свойств) новой техники для сельхозтоваропроизводителя.

К энергоемким процессам относится климатическая техника для содержания животных и птицы, производства горячей воды и пара, а также локальные обогреватели для молодняка животных.

Специалистами ФГБУ «Подольская МИС» разработана импортозамещающая глобальная ИТ-система определения функциональных характеристик (потребительских свойств) техники для села ГЛОМИС-ИТ.

Данная ИТ-система мониторинга предназначена для измерения и регистрации параметров испытываемого оборудования, связанного с процессами тепла и холода в сельском хозяйстве, а также с параметрами энергопотребления электроустановок различного назначения, на стационарных испытательных стендах и непосредственно в хозяйствах в круглосуточном режиме.

При разработке данной системы применены измерители отечественного производства класса 0,25, позволяющие подключать стандартизованные датчики по ГОСТ.

Комплектация ИТ-системы позволяет измерять следующие параметры:

- температура;

- давление;

- расход сред (вода, топливо и др.);

- дискретные параметры: счет числа включений, наработку оборудования;

- напряжение и ток в электрической сети;

- экологические параметры (СО, СО2, NОх);

- временные характеристики рабочего цикла.

ИТ-система обеспечивает возможность представления информации в цифровой и графической формах на мониторе компьютера и сохранение данных на жестком диске компьютера и на автономных специальных модулях сбора данных.

Обработка данных осуществляется по специальным программам, заложенным в базовом компьютере с последующим формированием и печатанием протокола испытаний.

С помощью данной системы за последние три года проведены испытания ряда образцов техники: паровые котлы КП-0,12-500 ОАО «Возовсельмаш», КП-160 «Витязь» ООО «Энергия пара», электрических водонагревателей АЭВН-200, ЭВА-1600 ФГБНУ «ВИЭСХ».

Для иллюстрации представлены сравнительные испытания паровых котлов трех фирм: ОАО «Возовсельмаш», ООО «Промэнерг» и ООО «Энергия пара». Испытаниям подвергнуты котлы паропроизводительностью от 160 до 500 кг пара в час. Базовый котел ОАО «Возовсельмаш» ВКВ-300Л на жидком топливе в классе до 400 кг пара в час является устаревшей моделью прямоточного типа, так как имеет КПД на уровне 85% (что не соответствует требованиям ГОСТ 1.14-2012 от 87 до 90). Удельный расход топлива укладывается в норматив до 0,1 кг топлива на кг пара, но котел имеет высокую материалоемкость 4,5 кг массы на кг пара.

Вариант этого типа котла для газового топлива ВКВ-300Г имеет КПД до 87% и является более предпочтительным.

Серия котлов КП-0,12 этой же фирмы отличается облегченной конструкцией с трехходовым потоком дымовых газов, что повышает КПД до 90% и снижает удельный расход топлива до 0,07 кг на кг пара. Материалоемкость также существенно ниже (3,0 кг/кг пара). Кроме того, котлы этой серии имеют современный дизайн.

Паровой котел РИ-5М фирмы «Промэнерг» занимает промежуточное положение по параметрам в классе до 160 кг пара в час и имеют КПД 88% с удельным расходом топлива 0,076 кг/кг пара и материалоемкостью 3,6 кг/кг пара. К преимуществам по размещению следует отнести меньшую занимаемую площадь, так как котел имеет вертикальное исполнение.

Особое место занимает фирма ООО «Энергия пара», выпускающая типоразмерный ряд котлов КП от 120 до 800 кг пара в час. Эти котлы вертикального типа облегченной конструкции, прямоточные с турбулизаторами в трубном пучке. Материалоемкость снижена до 2 кг металла на кг пара.

Испытаниям подвергнут котел КП-160 «Витязь» с паропроизводительностью до 160 кг пара. Установлено, что облегченная конструкция котла имеет недостаточную площадь теплообменной поверхности, в силу чего паспортные показатели не обеспечиваются. Так, при паспортном расходе топлива 10 кг/час, выход пара не превысил 126 кг/час при КПД 76% (по паспорту 91%), а потери тепла достигли 24% против норматива 10% по ГОСТ 1.14-2012. Температура уходящих газов превысила 450оС, что является опасным в противопожарном отношении.

Таким образом, наиболее предпочтительными образцами котлов на современном этапе являются котлы КП-0,12-500 ОАО «Возовсельмаш».


Сводная таблица характеристик паровых котлов, выпускаемых в настоящее время

 

 

Показатель

значение   показателя по

 

ТУ

ГОСТ 1.14-2012 данным испытаний
ВКВ-300Л КП-0,12 КП-0,12-500 РИ-5М КП-160 «Витязь»
Фирма изготовитель ОАО «Возовсельмаш» Промэнерг «Энергия пара»
Давление пара, МПа 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
Вид топлива Дизельное Дизельное Дизельное Дизельное Дизельное Дизельное Дизельное
Расход топлива, кг/ч 28,5 10,6 27,8 11,6 10,2
Выход пара, кг/ч:
КП-0,12-500, ВКВ 370 376 400
КП-0,12, КП-160, РИ-5М 160 160 152 126
КПД, %:     ВКВ 85

От 87

до 90

85,3
                   Остальные 90 90,1 90,3 88 76
Температура уходящих газов, оС

250

250

220

220

230

450

Потери тепла, % Не более 10 14,7 9,9 9,7 12 24
Удельная материалоемкость, кг металла/кг пара

4,5

3,9

3,0

3,6

2,0

Температура пара, оС 110-130 До 130 120 128 125 125 170
Удельный расход топлива, кг топлива/кг пара

0,1

0,075

0,066

0,070

0,076

0,081

 

vkv 300l st18  kp 012g st18

 

 

kp 160 st18 ru 5m st18