CC BY
41
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОМЕРНО-КОРОТКОМЕРНОГО СЫРЬЯ В РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
лесозаготовительных предприятий
Б.Е. МЕНЬШИКОВ, проф. каф. технол. и оборуд. лесопром. пр-ва УГЛТУ, канд. техн. наук, ЕВ. ВОРОБЬЕВА, ст. преподаватель каф. технол. и оборуд. лесопром. пр-ва УГЛТУ
Объективные тенденции развития отрасли приводят к тому, что в районах интенсивных лесозаготовок происходит постепенное ухудшение таксационных показателей лесосечного фонда: увеличение доли низкокачественного сырья, снижение среднего диаметра заготавливаемой древесины и т.п., при этом доля тонкомерного сырья в общем объеме постоянно увеличивается. В этих условиях для предприятий лесного комплекса одной из самых актуальных задач является рациональное и экономически эффективное использование всей заготовляемой древесины. Одним из путей, обеспечивающих более полное использование древесного сырья, является рациональная раскряжевка вершинной части хлыстов как при сортиментной, так и при хлыстовой технологии лесосечных работ.
На кафедре технологии и оборудования лесопромышленного производства УГЛТУ были проведены исследования, которые позволили обосновать целесообразность заготовки тонкомерно-короткомерного сырья (ТКС) и его дальнейшей переработки в различных производственных условиях лесозаготовительных предприятий Пермского края, Свердловской области и Ханты-Мансийского автономного округа.
Как правило, из вершинной части хвойных хлыстов выпиливают сортименты одной-двух фиксированных длин (2; 4 м) несмотря на то, что по ГОСТ 9463-88 градация этих лесоматериалов по длине допускается от 0,1 до 0,5 м. Если такая технология обоснована при отправке лесоматериалов в круглом виде железнодорожным или автомобильным транспортом, то при использовании сырья непосредственно на предприятии более целесообразно заготавливать из вершинной части хлыстов сортименты различных длин [1].
На рис. 1 представлены схемы раскряжевки вершинной части хлыстов по обще-
принятой технологии и с заготовкой ТКС. По первой схеме производится гостированный сортимент фиксированной длины (ГС), а отпиленный короткомерный вершинный отрезок (КВО) длиной от 0,1 до 1,9 м в лучшем случае используется на дрова при раскряжевке хлыстов в условиях нижних складов, а при сортиментной технологии - остается на лесосеке неиспользованным. При технологии с заготовкой ТКС от ГС не отпиливается КВО, который может использоваться как дополнительное сырье в составе ТКС для дальнейшей переработки на пилопродукцию или технологическую щепу.
По действующему ГОСТ 9463-88 круглые лесоматериалы хвойных пород диаметром от 14 см и более относятся к пиловочнику общего назначения, однако в связи с острой нехваткой сырья для лесопиления и все большим применением агрегатных и круглопильных станков проходного типа тонкомерное непиловочное сырье диаметром от 8 до 13 см используется для производства пилопродукции. Другим основным направлением использования лесоматериалов толщиной 6-24 см является заготовка балансов для выработки целлюлозы и древесной массы.
Таким образом, в зависимости от вершинного диаметра ТКС можно классифицировать по типам: ТКС-I - 6 < d < 8 см; ТКС-II - 8 < d < 14 см; ТКС-III - d > 14 см. ТКС-I по своему назначению относится только к балансовому сырью. ТКС-II может использоваться не только для производства технологической щепы, но и в качестве тонкомерного сырья для лесопиления. ТКС-III относится как к стандартному пиловочному сырью, так и к балансовому. Возможные направления использования такого сырья зависят от конкретных природно-производственных условий работы того или иного лесозаготовительного предприятия.
126
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
а)
.2 dH
"" ‘ 1 л
L => Скво = 0,1-1,9 м ^
б)
dTKC
f п f / \
^ Сгс ^ _ Скво = 0,1-1,9 м _
-^ткс
Рис. 1. Схемы раскряжевки вершинной части хлыстов: а) по общепринятой технологии; б) с заготовкой ТКС; 1 - юстированный сортимент фиксированной длины (ГС); 2 - короткомерный вершинный отрезок (КВО), отпиленный от ГС по общепринятой технологии; 3 - КВО в составе ТКС; d , d , d - диаметр ГС, КВО, ТКС в целом, см;
кво7 ткс Г 7 7 <77
L , L , L - длина ГС, КВО, ТКС в целом, м.
гс кво ткс
1
d
3
1
d
Исследования крупномерности хвойных хлыстов, поступающих на раскряжевку, показали, что их распределение охватывает весь диапазон групп толщин - от тонкомерных до крупномерных. В соответствии с существующим распределением хлыстов по ступеням толщины [2]: тонкомерные (диаметр до 28 см), средние (28-44 см) и крупномерные (более 44 см), сосновые хлысты в ООО «Советсклеспром» (названия предприятий приведены на момент проведения экспериментальных исследований) относятся к тонкомерным, еловые в ОАО «Шамара-лес» - к хлыстам средней толщины, а перестойные елово-пихтовые насаждения в ООО «Яй-валес» и ОАО «Вишералес» - к крупномерным.
В ООО «Советсклеспром» применяется сортиментная технология лесосечных работ. При этом, имея соответствующее лесопильное оборудование, заготавливают сырье для лесопиления от 8 см и выше, а вершинная часть дерева остается на лесосеке неиспользованной. На остальных предприятиях раскряжевка хлыстов ведется на нижних складах, при этом использование сырья различно. ОАО «Шамара-лес» и ООО «Яйвалес» в качестве сырья для лесопиления используют только стандартное пиловочное сырье (от 14 см), а лесоматериалы толщиной от 6 до 13 см предназначены для получения технологичес-
кой щепы. В ОАО «Вишералес», работающем в составе Красновишерского ЦБК, из вершинной части хлыстов всех групп диаметров выпиливается только балансовое долготье.
При исследовании объемно-размерных характеристик ТКС на этих предприятих были установлены зависимости увеличения диаметров ТКС d и вершинных ГС d от диаметра хлыста d . Полученные уравнения связи характеризуют эти зависимости. При различных технологиях заготовки древесины наблюдается постоянство средних значений диаметра ГС dre
d = - 0,0002^ + 0,14d + 8,67 (1)
Характер изменения средних значений диаметров ТКС при сортиментной технологии лесосечных работ с заготовкой сырья для лесопиления такой же, как и при хлыстовой с плюсовым отклонением 1-2 см:
- при хлыстовой технологии
d = - 0,001d + 0,23d + 4,54 (2)
- при сортиментной технологии
d = 0,0002d + 0,2d + 5,6 (3)
Также установлено, что процентное содержание КВО, ГС и ТКС в целом в хлыстах различных групп толщин неодинаково. С ростом толщины хлыста их процентное содержание уменьшается. По данным эксперимента рассчитано уравнение связи, позволяющее определить зависимость процентного содержания КВО q от диаметра хлыста (рис. 2)
кво q = 321,78d -146. (4)
Технология раскряжевки вершинной части хлыстов с заготовкой ТКС позволяет дополнительно получить на каждые 1 000 м3 хлыстов, в зависимости от среднего объема хлыста 10-40 м3 древесного сырья, используемого для дальнейшей переработки. Проверка этих данных на разных предприятиях показала статистическую достоверность полученных результатов.
Экспериментальные исследования распределения ТКС по типам показали, что оно носит закономерный характер и зависит от среднего объема хлыста (рис. 3). При росте среднего объема хвойных хлыстов, поступающих на раскряжевку, процентное содержание ТКС-I снижается от 5 до 3 (в хлыстах средней толщины и крупномерных), а ТКС-II - от 90 до 70 %, и одновременно содержание ТКС-Ш
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
127
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
увеличивается от 10 до 27 %. В ООО «Совет-склеспром» ТКС-I при сортиментной технологии лесосечных работ отсутствует. Полученное распределение ТКС по типам послужило основой для экономических расчетов при определении эффективности производства ТКС.
Экономическая эффективность производства ТКС определялась методом сравнения
с общепринятой технологией раскряжевки хлыстов для различных природно-производственных условий лесозаготовительных предприятий при неизменной себестоимости в обоих случаях. В табл. 1 приведены данные по объему и стоимости дополнительных ресурсов сырья, полученных при заготовке ТКС из вершинной части хлыстов.
— по уравнению связи ОАО «Шамара-лес»
ООО «Яйвалес» -А- ООО «Советсклеспром»
ОАО «Вишералес»
Рис. 2. График зависимости процентного содержания КВО от толщины хлыста
ООО ОАО ООО ОАО
«Советсклеспром» «Шамара-лес» «Яйвалес» «Вишералес»
(Qm = 0,3 м3) (Q^ = 0,68 м3) (Qm = 0,91 м3) (Qm =1,07 м3)
Средний объем хвойных хлыстов, поступающих на раскряжевку □ ТКС-I □ ТКС-II ■ ТКС-Ш
Рис. 3. Процентное распределение ТКС по типам
128
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Таблица 1
Экономическая эффективность производства ТКС в различных природно-производственных условиях лесозаготовительных предприятий (на 1 000 м3 заготовленных хлыстов)
Виды лесоматериалов Цена* за 1 м3, руб. Способ раскряжевки хлыстов Технология с заготовкой ТКС к общепринятой
общепринятая технология с заготовкой ТКС
м3 стоимость, руб. % м3 стоимость, руб. м3, +, - руб. +, -
ООО «Советсклеспром»
Сырье для лесопиления, в т.ч.
- пиловочное d > 14 см 1100 - - 10 2,3 2530 + 2,3 + 2530
- тонкомерное 8 < d < 14 см 700 - - 90 21,0 14700 + 21,0 + 14700
Неиспользуемая древесина - 23,3 - - - - - -
Итого: 100 23,3 17230 + 23,3 + 17230
ОАО «Шамара-лес»
Пиловочное сырье d > 14 см 1100 - - 14 2,1 2310 + 2,1 + 2310
Балансы еловые 700 - - 86 12,6 8820 + 12,6 + 8820
Дрова 200 7,4 1480 - - - - 7,4 - 1480
Неиспользуемая древесина - 7,3 - - - - - -
Итого: 14,7 1480 100 14,7 11130 + 7,3 + 9650
ООО «Яйвалес»
Пиловочное сырье d > 14 см 1100 - - 22 2,9 3190 + 2,9 + 3190
Балансы елово-пихтовые 700 - - 78 10,2 7140 +10,2 + 7140
Дрова 200 6,6 1320 - - - - 6,6 - 1320
Неиспользуемая древесина - 6,5 - - - - - -
Итого: 13,1 1320 100 13,1 10330 + 6,5 + 9010
ОАО «Вишералес»
Балансы елово-пихтовые 700 - - 100 9,9 6930 + 9,9 + 6930
Дрова 200 5,0 1000 - - - - 5,0 - 1000
Неиспользуемая древесина - 4,9 - - - - - -
Итого: 9,9 1000 100 9,9 6930 + 4,9 + 5930
*Цена за 1м3 лесоматериалов принята средневзвешенной по этим предприятиям.
По общепринятой технологии в условиях лесосеки (ООО «Советсклеспром») остаются неиспользуемыми 23,3 м3 сырья на 1 000 м3 хлыстов. При раскряжевке хлыстов на нижних складах (ОАО «Шамара-лес», ООО «Яйвалес», ОАО «Вишералес») часть такого сырья в лучшем случае используется в качестве дров, а короткомерные отрезки длиной от 0,1 до 1 м идут в отходы. Заготовка ТКС из вершинной части хлыстов позволяет направлять КВО, отпиливаемые по общепринятой технологии, в составе ТКС для производства пилопродукции или технологической щепы. За счет этого стоимость лесоматериалов как сырья для последующей переработки увеличивается на сумму от 5 930 до 17 230 рублей.
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Предложенная технология раскряжевки вершинной части хлыстов эффективна как при хлыстовой, так и при сортиментной технологии лесосечных работ, особенно в тонкомерных и средних древостоях, т.к. процентное содержание КВО в них выше, чем в крупномерных.
2. Заготовка ТКС в условиях лесозаготовительных предприятий позволяет увеличить ресурсы сырья от 10 до 40 м3 на каждые 1 000 м3 хлыстов и получить значительный экономический эффект при их дальнейшем использовании в лесопилении или для производства технологической щепы.
3. Экономическая эффективность производства ТКС в различных природнопроизводственных условиях будет отличаться в зависимости от направлений его использования, однако переход на такую
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007
129
