Бегунков О.И., Выводцев Н.В., Гурьев В.В. и др. Использование низкотоварной древесины и отходов лесопромышленного производства

Подождите немного. Документ загружается.

Сегодня эффективность доставки деловой древесины до нижнего склада

приближается к 100 %. Другими словами брошенной у дороги древесины прак-

тически нет. Причина заключается в том, что вывозится в основном деловая

древесина и 73 % ее приходится на сортименты.

Теперь предположим, что ежегодно во всех анализируемых районах по

хвойному хозяйству (прил. 1 – 5) будет осваиваться лесосека

равномерного

пользования в объеме равном 7,8 млн.м

. Производственные потери составят

2,34 млн.м

. В этом объеме 0,58 млн.м

будет приходиться только на деловую

древесину. Ликвидный остаток будет равен 5,46 млн.м

. При его освоении са-

мый оптимальный вариант использования будет иметь следующие параметры:

деловая древесина – 3,91 млн.м

, дрова технологические – 0,53 млн.м

, дрова

топливные – 0,26 млн.м

, отходы – 0,76 млн.м

, в т.ч. 0,40 млн.м

вершинок.

Всего сумма отходов в анализируемых районах составит: 2,34 + 0,53 + 0,26 +

0,40 = 3,53 млн.м

. Это 45 % эксплуатационного запаса. Ликвидная древесина

сегодня остается на лесосеках и верхних сладах. Культура освоения лесосек на-

ходится на достаточно низком уровне. В целом цифры близки проведенным ра-

нее исследованиям по использованию лесосечного фонда во многих районах

страны. Как видим, резервы для совершенствования системы лесопользования

существенные.

Выводы

1. По данным государственного учета

лесного фонда в районах име-

ются достаточно большие запасы спелой древесины. Ежегодный объем заго-

товки может составлять от 2 и более млн.м

. Такие объемы древесины можно

будет готовить, если будет принята лесосека по спелости. Объем рубки снижа-

ется на 60 % при выборе лесосеки равномерного пользования. Хвойные насаж-

дения, достигшие возраста рубки, необходимо осваивать в ближайшие 10 – 20

лет. Поскольку все они пирогенного происхождения. В противном случае эти

леса можно будет потерять в результате пожаров или

других стихийных бед-

ствий.

2. Официальная расчетная лесосека по анализируемым районам до-

пускает ежегодную рубку 13,7 млн.м

, в т.ч. - 7,8 млн.м

по хвойному хозяйст-

ву. При заготовке указанных объемов на первой стадии (лесосечные работы)

произойдет потеря 4,1 млн.м

, в т.ч. деловой 1 млн.м

. При последующей пере-

работке 9,6 млн.м

предвидятся также потери в виде дров и отходов. Возмож-

ный выход деловой древесины из этого объема - 7,65 млн.м

. В результате рас-

кроя на сортименты этого объема дровяной древесины дополнительно будет

образовано дров технологических – 2,05 млн. м

, дров топливных –

2,23 млн. м

. Всего дровяной древесины получится порядка 4,28 млн. м

. Это

44% от ликвидной древесины назначенной в рубку. По существу она вся оста-

ется в лесу в виде отходов. Все вместе, включая производственные отходы, по-

лучается 8,34 млн.м

(4,23 + 4,11). Это составляет 61 % от общего ликвидного

запаса назначенного в рубку. Следовательно, сегодня при освоении лесосек го-

товят 39 % деловой древесины. Учитывая преобладание сортиментной вывозки

у большинства лесозаготовителей, эти цифры близки к действительности. Ос-

тальные 61 % бросаются на лесосеках и верхних складах.

3. В процессе рубки возможна заготовка древесной зелени. Она вооб-

ще нигде не

учитывается. Мы увязали расчетный выход древесной зелени, при-

ходящийся на 1 м

заготовленной древесины, с возможным объемом заготовки

древесины. При использовании в качестве регламентирующего норматива ле-

сосеки равномерного пользования он будет равен 1 млн. т. В прил. 1– 5 выход

древесной зелени и продуктов подсочки рассчитан для лесосеки по спелости.

4. Заблаговременная подсочка леса за три года до рубки позволит со-

брать 12,5 тыс.т живицы.

Основные (97 %) потери ликвидной древесины происходят на ле-

сосеках и верхних складах. Оставшиеся три процента можно отнести к потерям

по дороге, забытую древесину на удаленных складах, заготовленную в зимний

период и не вывезенную в результате распутицы лесных дорог. Вывозка сорти-

ментами позволяет довозить до нижнего склада практически всю деловую дре-

весину.

Сегодня во всех районах без исключения плечо вывозки превышает 100–й

км рубеж. Экономически целесообразная вывозка производственных отходов,

допускаемых ГОСТ возможна, но только в переработанном в конкретный вид

продукции.

Производство технологической и топливной щепы

Основными направлениями утилизации малоценной и низкокачественной

древесины - вторичного сырья является использование его в виде технологи-

ческой и топливной щепы. Технологическая щепа (ГОСТ 15815-83) предна-

значается для целлюлозно-бумажного и гидролизного производства, изготов-

ления древесностружечных, древесноволокнистых и др. плит. Топливная щепа

является основой (сырьем) топлива в энергетических установках для получения

электрической энергии и тепла.

В связи с остановкой в Дальневосточном регионе производств "большой

химии" потребность в технологической щепе в ближайшие годы не "просматри-

вается", а транспортные расходы не позволяют отнести это направление сегодня

к перспективным и прибыльным. В настоящем разделе рассматриваются общие

принципы технологической цепочки производства топливной щепы - основного

вида древесного промышленного топлива.

Под древесным топливом понимается топливо, производимое из малоцен-

ной и низкокачественной древесины, отходов рубок, включая пней, отходов ру-

бок осветления и прореживания, кору, опилки, горбыль и др.

Виды топлива

Таблица 7

Виды древесного топлива

Краткая характеристика

Дробленые древесные отходы

ТУ 13-539-85

Дрова, кора, хвоя и/или листья, которые дробятся валками

или цепами на к

ски

азличной величины

Обдирное топливо Топливо, которое почти полностью состоит из дробленой

ко

Топливная щепа

ТУ 13-735-83

Древесное топливо, полученное путем разрушения сырья с

помощью ножеобразного инструмента. Имеет кускооб-

разную форму с относительно чистой поверхностью среза и

довольно одинаковый размер кусков. Большая часть ма-

териала имеет размер 5 – 50 мм.

Топливные опилки Получаются главным образом как побочный продукт при

пилении. Имеют размер частиц от 1 до 5 мм.

Топливные брикеты Облагороженное древесное топливо, полученное путем

прессования хорошо размельченного древесного сырья.

Размельчение сырья может достигаться путем дробления,

размола и т.п., после чего материал прессуется чаще всего

в поршневых прессах в цилиндры или параллелограммы

диаметром и длиной, превышающими 25 мм.

Топливные таблетки Производятся аналогичным способом, что и брикеты,

имеют преимущественно цилиндрическую форму с диа-

метром менее 25 мм, формируются с помощью матричных

ессов

Топливный порошок Получается путем сушки и размола топлива, так что боль-

шая часть частиц имеет размер меньше, чем 1 мм.

Древесное топливо делится на два вида:

- первичное, полученное на лесозаготовках;

- вторичное - древесное сырье, которое ранее использовалось в других це-

лях(рейки, ящичная тара, отходы от строительства и др.).

По способу производства и форме древесное топливо может быть необла-

гороженное и облагороженное.

К необлагороженному древесному топливу можно отнести: топливные

дрова, топливную щепу, стружку, опилки, отходы после раскряжевки и лесопи-

ления.

К облагороженному - топливные брикеты, таблетки, гранулы, пелетты,

древесный порошок.

В описании приводится технология производства основного необлаго-

роженного вида древесного топлива - топливной щепы (облагороженые виды

топлива приводятся в технологии "Брикетирование").

Производство щепы. Улучшение использования древесной биомассы,

вовлечение в переработку низкокачественной, малоценной древесины, пору-

бочных остатков, отходов лесозаготовок и переработки древесины является

весьма актуальной задачей. Часть сырья может быть использована без предва-

рительной подготовки, другая - требует предварительного измельчения.

Для измельчения древесного сырья, производства щепы основным

оборудованием являются рубильные машины.

В соответствии с видом сырья, подвергаемого рубке на щепу, разрабо-

таны различные рубильные машины, отличающиеся такими признаками, как

мобильность, тип рабочего органа, вид и число используемого режущего ин-

струмента, способ и направление подачи древесного сырья, форма загрузоч-

ных устройств, способ отбора щепы, вид энергии, используемой для привода

рабочего органа.

По признаку мобильности рубильные машины делятся на стационарные

и передвижные.

По схемам механизма резания рубильные машины можно разделить на

три основных класса - дисковые, барабанные и конические.

В связи с тем, что древесное сырье, предназначенное для переработки

на щепу, различается по размеру и качеству в широких пределах, применяются

и соответствующие рубильные машины.

Для производства щепы из низкокачественной древесины (в круглом или

колотом виде) в леспромхозах используют стационарные дисковые рубильные

машины с наклонным патроном типа МРН-10, МРН-20, МРН-30,МРН-40-1.Эти

машины входят в состав установок производства щепы (УПЩ).В связи с тем,

что низкокачественное древесное сырье имеет значительный диаметр (комле-

вая часть хлыста),оно подвергается раскалыванию, чтобы снизить его размеры

до 200-300 мм. Для рубки древесины диаметром до 300 мм применяют машины

типа МРН-40-1.

Для снижения трудозатрат при производстве щепы создана многорезцо-

вая рубильная машина с горизонтальным патроном и наклонным диском, по-

зволяющим рубить на щепу бревна и даже хлысты с максимальным диамет-

ром до 800 мм. К таким машинам относится серийная рубильная машина типа

МРР8-50ГН, с нижним выбросом щепы.

Барабанные рубильные машины типа ДУ-2АМ и ЛО-56 используют для

производства щепы для древесностружечных и древесноволокнистых плит, а

также для выработки топливной щепы.

Для измельчения различных отщепов, крупной щепы, коры и других

древесных отходов применяются специальные рубильные машины-

дезинтеграторы, измельчители, мельницы. Конструкции этих машин основа-

ны на резании древесины (рубке), и тогда они схожи с дисковыми или бара-

банными машинами для рубки древесины, но со специальным патроном, ос-

нащенным подающим механизмом, или на ударном воздействии (молотковые

дробилки).

Имеется ряд отечественных и импортных передвижных рубильных машин

для работы на лесосеке. Самоходная рубильная установка ЛО-63А создана на

базе трактора ТБ-1 и предназначена для переработки на щепу тонкомерных де-

ревьев, вершин, толстых веток в условиях лесосеки. Рубильная машина смонти-

рована на раме трактора, загрузку машины сырьем осуществляет манипулятор.

Подачу сырья к диску машины производят приводные подающие вальцы. На-

рубленная щепа через верхний выброс направляется через щепопровод в

контейнер (автомобиль-щеповоз). Производительность рубильной машины

ЛО-63А составляет 10 м

плотной массы при расчетном диаметре древесины

15 см. Мощность двигателя привода 61 кВт.

На базе безчокерной машины ЛП-18А создана самоходная рубильная ус-

тановка ЛО-63Б,более мощная и производительная, чем ЛО-63А. Патрон и диск

ЛО-63Б позволяют перерабатывать на щепу древесину до 25 см. Прицепная ру-

бильная установка УРП-1 предназначена для измельчения хлыстов, вершин,

крупных веток. Диаметр сырья не должен превышать 30 см, а длина 20 м.

Установка включает базовый колесный трактор Т-150К (с гидроманипуля-

тором) и прицепную рубильную машину (на одноосном прицепе). Рубильная

машина имеет наклонный диск с двумя ножами, горизонтальный патрон с по-

дающими валками, кожух с щепо-проводом для верхнего выброса щепы. Привод

диска и валков осуществляется через кардан от распределительной коробки трак-

тора. Производительность установки до 15 м

плотной массы. Установка может

работать на пункте погрузки лесоматериалов (верхний склад), где скапливается

большое количество лесосечных отходов, на лесосеках, на лесовозных дорогах,

на нижних складах и других местах скопления кусковых отходов древесины. Ус-

тановка работает в паре с щеповозом или отсыпает щепу в контейнер.

Имеется целый ряд отечественных и импортных передвижных рубильных

машин, имеющих в своем составе, как рубильную машину, так и съемный (или

саморазгружающийся) контейнер, смонтированный на тракторе.

Стоимость дробления составляет значительную часть в затратах на про-

изводство щепы. В связи с этим большое значение имеет правильный выбор ру-

бильной машины с точки зрения её производительности, лесхозяйственных тре-

бований и её стоимости.

При выборе типа рубильной машины необходимо учитывать следую-

щие факторы:

• будет ли работать стационарная машина на лесном складе или на

территории котельной;

• будет ли машина использоваться на местах погрузки, небольших

складах или на лесосеке (вырубках);

• какой тип движителя следует использовать с учетом лесохозяйст-

венных требований. Кроме рубильных машин в потоке могут быть установлены

машины и механизмы для окорки древесины, колуны, устройства для сортировки

щепы, средства для транспортировки сырья и щепы, механизмы для складирова-

ния, средства механизации и автоматизации процессов, учета и контроля продук-

ции и др.

Производство щепы на лесосеке. Включение в состав основного техноло-

гического процесса лесозаготовок на рубках главного и промежуточного пользо-

вания подпроцесса производства технологической щепы различного назначения

из малоценной древесины и вторичного сырья способствует улучшению исполь-

зования лесосечного фонда.

Производство технологической (топливной) щепы на лесосеке и техноло-

гический процесс, система машин на заготовке древесины взаимосвязаны. Основ-

ные направления при этом следующие:

• Валка деревьев - бензомоторными пилами, тривлевка - трелевочны-

ми тракторами с сортировкой по диаметрам: крупномерные - к сучкорезной ма-

шине, тонкомерные к передвижной рубильной машине.

• Передвижная рубильная машина, продвигаясь вдоль штабеля тон-

комерных деревьев, при помощи манипулятора захватывает деревья за вер-

шинную часть и направляет их в рубильную машину для измельчения. Выра-

батываемая щепа загружается в сменные контейнеры, которыми комплек-

туются автощеповозы, при этом щепа может быть использована для производ-

ства плитных материалов и в качестве древесного биотоплива.

• Тонкомерные деревья перерабатываются на щепу по вышеопи-

санной технологии.

• Крупномерная малоценная древесина заготавливается следую-

щим образом. Валка и раскряжевка деревьев на отрезки производится бензи-

номоторной пилой; форвардером отрезки перемещаются к сучкорезно-

окорочной машине; щепа производится на передвижной рубильной машине,

впоследствии может быть использована на ЦБК или котельной.

• Разработка лесосеки производится в два приема. В первый прием

заготавливается малоценная, мелкая и фаутная древесина, трелюемая к ру-

бильной машине. На трелевке могут быть использованы малогабаритные

трелевочные тракторы. Во второй прием заготавливаются оставшиеся деревья.

• Заготовка леса производится с подсортировкой, один из компо-

нентов трелюется к рубильной машине, второй к сучкорезной.

• Производство щепы – на верхнем складе у сучкорезной машины.

Щепа используется как биотопливо.

• Производство щепы на вырубках - из валов (куч), образовавших-

ся после очистки лесосеки.

Для производства щепы в условиях лесосеки в настоящее время могут

быть использованы следующие технологические процессы и системы машин.

1. Валка и пакетирование тонкомерных деревьев - ЛП-17А;сбор и

подвозка сырья к месту переработки на щепу - погрузочно-транспортная ма-

шина ЛТ-168; переработка сырья на щепу - передвижная рубильная машина-

УРП-1; вывозка щепы - контейнерный автопоезд ТМ-12.

2. Сбор и подвозка лесосечных отходов к месту переработки

на щепу - ЛТ-168;переработка лесосечных отходов на щепу - УРП-1; вывозка

щепы - контейнерный автопоезд ТМ- 12.

Из зарубежных рубильных машин представляет интерес Еdsbg, произ-

водимой в Швеции. Рубильная машина монтируется на тракторе и приводится

в действие через вал отбора мощности. Размер приемного окна 22x25 см. По-

дача сырья на загрузочный транспортер ручная. На диске установлено 4 ножа.

Производительность 10-15 пл.м

/час. Длина щепы по волокнам 5-12 мм.

Производство щепы на лесосеке имеет ряд недостатков:

- необходимость привлечения дополнительного числа рабочих для рабо-

ты в лесу;

- влияние погодных условий;

- более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с затратами на

обслуживание стационарного оборудования.

Процесс производства щепы на лесосеке из малоценных пород, кустар-

ника и отходов лесозаготовок должен органически вплетаться в существующие

процессы лесозаготовок. Более эффективным является производство щепы на

предприятиях, применяющих вывозку леса в хлыстах и на лесосеках, разраба-

тываемых без сохранения подроста.

При транспортировке щепы или порубочных остатков невозможно ис-

пользовать полностью грузоподъемность транспортных средств. В процессе

транспортировки груз уплотняется. В зависимости от расстояния перевозки и ви-

да груза могут быть использованы несколько типов транспортных средств. На

небольшие расстояния щепу и порубочные остатки можно перевозить трактором

с прицепом, при дальних перевозках используются автомобили с прицепом. Объ-

ем груза зависит от типа машины, емкости кузова и прицепа.

Щепа характеризуется весьма разнообразными показателями в зависимо-

сти от влажности, породы, способа загрузки и т.д. Щепу учитывают в кубиче-

ских метрах плотной массы. Средняя насыпная масса щепы принимается равной

0,3 т/м

Производство угля древесного

Ежегодно при заготовках древесины в Хабаровском крае образуется масса

лесосечных отходов, которые в силу различных причин в настоящее время в по-

давляющем большинстве случаев остаются в лесу. Основными причинами не ис-

пользования этого ресурса, существующими в Хабаровском крае, являются воз-

росшие расходы по транспортировке (среднее плечо вывоза составляет 100 км) и

исторически сложившееся отсутствие промыслов по переработке лесосечных от-

ходов непосредственно на местах лесозаготовок. Специалистов этого профиля не

готовит ни одно учебное учреждение края. В тоже время в лесных районах в Рос-

сии (центральный, северо-западный, уральский регионы ) издавно существовала

культура углевыжигания, смолокурения, пихтоварения и т.д. Эти виды деятель-

ности носили характер семейного подряда, производя продукты как для внутрен-

него потребления, так и для экспорта, принося значительный доход. Одним из та-

ких продуктов является древесный уголь. Производство этого ценного продукта,