Повышение эффективности производстващепы энергетического назначениямобильными машинами для территориальнораспределенных потребителей

На основании полученных нормативов образования лесосечных отходов и дровяной древесины сформирована электронная база данных ресурсов древесного сырья энергетического назначения в Карелии по районам, древесным породам и видам сырья.

Исследование коэффициентов полнодревесности проводилось на промплощадках ОАО «Пяозерский леспромхоз» и ОАО «Карелия ДСП» для штабелей из еловых (4,25; 6,0 м), сосновых (4,25 м), осиновых (6,0 м), березовых (4,0 м) и смешанных еловых и сосновых (3,0; 4,0; 6,0 м) сортиментов, заготовленных в Лоухском и Пудожском районах.

Использованы два метода определения переводных коэффициентов: метод диагоналей и при определении переводных коэффициентов для лесоматериалов, погруженных на автомобили, – отношение геометрического объема штабеля на автомобиле к расчетному объему сортиментов в этом штабеле (таблица 2).

Таблица 2

Коэффициенты полнодревесности для условий Республики Карелия

Исследования объема полезной древесины проводились для еловых, сосновых, осиновых, а также не сортированных по породам лесоматериалов в штабелях на промышленной площадке ОАО «Карелия ДСП» и на территории хранения дровяной древесины у котельной в пос. Пряжа.

Рисунок 2 – Исследования объема полезной древесины в штабелях

Объем полезной древесины в штабелях лесоматериалов, предназначенных для энергетической переработки, рассчитывается по формуле:

, (9)

где Vобщ – общий объем древесины в штабеле, м3; knол – коэффициент содержания полезной древесины, рассчитанный по формуле:

, (10)

где – средняя площадь гнили, см; nгн – количество бревен с гнилью в штабеле лесоматериалов, шт; – средняя площадь бревен, см; n – количество бревен в штабеле лесоматериалов, шт;

Таблица 3

Характеристики объема полезной древесины
энергетического назначения

Порода	Зависимость	Порода	Зависимость
Ель		Осина
Сосна		Смесь

На основании результатов исследований дан прогноз образования объемов отходов лесозаготовок и дров до 2020 года в разрезе районов Карелии.

Таблица 3

Фрагмент прогноза образования древесины энергетического
назначения по Республике Карелия до 2020 года

Тыс. м3

При анализе объемов потребления и образования древесины энергетического назначения в среднесрочной перспективе до 2020 года, выделены категории районов, представленные на рисунке 4.

– районы, испытывающие дефицит в древесине энергетического назначения;

– районы, обеспеченные древесиной энергетического назначения, при использовании отходов лесозаготовок;

– районы, обеспеченные древесиной энергетического назначения и обеспечивающие потребность дефицитных районов.

Рисунок 3 – Категория районов Карелии по обеспеченности древесиной
энергетического назначения в среднесрочной перспективе до 2020 года

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований работы ПРМ УРП-600, экспериментальная апробация математической модели, описывающей функционирование ПРМ для производства ЩЭН территориально распределенным потребителям.

Рисунок 4 – Работа ПРМ УРП-600 в пос. Кварцитный

Экспериментальные исследования работы ПРМ УРП-600 проведены в пос. Кварцитный Прионежского района при производстве ЩЭН из смеси сосновой, еловой и осиновой дровяной древесины длиной 6 м.

Установлена тесная связь между объемом древесины в пачке (Vпч), перерабатываемой за один цикл рубки (tц), между временем ожидания и числом обрабатываемых бревен (zпч):

(11)

Рисунок 5 – Поверхность отклика, построенная по уравнению (11)

В результате апробации математической модели:

1. Определены рациональные режимы работы ПРМ, имеющихся в ГУ РК «Лестоппром» для действующих котельных на ЩЭН.

2. Определены перспективные схемы развития сети потребителей ЩЭН в системе ЖКХ Карелии при переводе котельных на древесные энергетические ресурсы с учетом эффективных режимов работы ПРМ.

Для решения задачи построения графика ПРМ в условиях оперативных изменений была разработана программная система (рисунок 6).

Рисунок 6 – Внешний вид программной системы

Рисунок 7 – Фрагмент результата работы программной системы

По результатам исследований даны рекомендации по формированию комплектов ПРМ, их дислокации и рациональные режимы работы ПРМ в системе ЖКХ Карелии.

– районы Карелии функционирования 1-го комплекта ПРМ;

– районы Карелии функционирования 2-го комплекта ПРМ;

– районы Карелии функционирования стационарной рубильной машины;

– пункт дислокации ПРМ;

– потребитель ЩЭН со стационарной рубильной машиной;

– существующие потребители ЩЭН;

– перспективные потребители ЩЭН;

Рисунок 8 – Схема развития сети потребителей ЩЭН в системе ЖКХ Карелии

Установлено, что в среднем ЩЭН, произведенная ПРМ УРП-600 больше на 11 % по длине, на 42 % по ширине и на 36 % по толщине, чем щепа, произведенная ПРМ УРП-500.

В пятом разделе рассмотрены технологические схемы подготовки биомассы дерева для ее переработки на ЩЭН, а также выполнен инвестиционный анализ рассматриваемых схем (таблица 4, 5).

Таблица 4

Технологические схемы производства щепы

Сокращения: Оп - операции, В – валка, Тр – транспортировка, С – сортировка, Ос – обрезка сучьев, Р – раскряжевка, Пщ – производство щепы, Щ – щепа, Д – деревья, Од – отрезки деревьев, Хдел – хлысты деловые, Щолз – щепа из отходов лесозаготовок, Сдр, С дел – сортименты дровяные, деловые

Установлено, что экономически эффективно производство ЩЭН ПРМ УРП-600 при подготовке древесной биомассы комплектами машин в сочетании с ВПМ типа МЛ-119А, трелевочной машины типа ТБ-1М-15, сучкорезно-раскряжевочной машины типа ЛО-120 (таблица 5).

Таблица 5

Экономические показатели инвестиционного анализа технологических схем производства ЩЭН комплектами машин