CC BY
77
ЭКОНОМИКА
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
А.А. КОСАРИН, ст. преподаватель каф. сушки и защиты древесины МГУЛ
Одной из наиболее актуальных проблем развития современного деревообрабатывающего производства является разработка оборудования и технологий, направленная на повышение экономической эффективности за счет снижения расходов на тепловую и электрическую энергию. Это обусловлено тем, что цены на традиционные энергоносители (природный газ, нефтепродукты, электроэнергию) неуклонно повышаются, что неизбежно ведет к повышению издержек производства и, следовательно, снижению прибыли, получаемой предприятиями. В конечном итоге это отражается на потребителе, который вынужден платить все большую цену за изделия из древесины.
Неотъемлемой операцией в подавляющем большинстве технологических процессов деревообработки является сушка древесины. Доля затрат энергии на сушку доходит до 75-80 % от общих энергетических затрат на технологический процесс.
Путям повышения эффективности сушки, связанной со снижением энергетических затрат, являются:
- отказ от традиционных источников тепловой энергии и переход на использование для этой цели отходов деревообработки;
- утилизация тепловой энергии отработавшего сушильного агента;
- совершенствование конструкций сушилок;
- разработка новых технологий сушки, позволяющих снизить затраты тепловой и электрической энергии;
- механизация и организация транспортных работ сушильных цехов.
Одним из важнейших путей повышения экономической эффективности сушки является снижение ее себестоимости. На базе анализа работы современных, вновь построенных предприятий и проведенных расчетов получено процентное соотношение основ-
kosarin@mgul.ac.ru
ных статей расхода (табл. 1), составляющих себестоимость сушки пиломатериалов при использовании тепловой энергии, получаемой в результате сжигания отходов деревообработки.
Отказ от традиционных источников тепловой энергии
Количество отходов (опилки, стружка, рейки и др. кусковые отходы) на деревообрабатывающих производствах, в зависимости от его типа и вида выпускаемой продукции, составляет от 35 до 75 %.
Рациональным путем их утилизации может стать сжигание для получения тепловой энергии. При этом 1 кг при сжигании дает, в зависимости от влажности древесины, 2,5-5,0 кВт-ч/кг тепловой энергии. 45... 60 % от общего объема отходов могут полностью обеспечивать потребность тепловой энергии на сушку пиломатериалов и отопление производственных и служебных помещений. Добавив к тому, что древесина является экологически чистым и возобновляемым источником энергии, можно считать, что при существующих ценах на другие энергоносители (табл. 1) древесные отходы являются безальтернативным источником тепла для деревообрабатывающих предприятий. Исходя из приведенных цен доля расходов на тепловую энергию возрастает при использовании: электрической энергии в среднем в 14 раз, пара от ТЭЦ в 5,5 раза, природного газа при наличии собственной котельной в
2,5 раза и составит соответственно 112, 44 и 20 %.
Это подтверждается данными для предприятия ХПП «СОФРИНО» РПЦ. Переход от природного газа на отходы производства дает экономию в размере 0,52 р/кВт-ч, что позволяет окупить затраты, связанные с таким переходом менее чем за 1,5 года. Составляющая себестоимости сушки на тепловую энергию снижается с 20 до 7 %.
114
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2011
ЭКОНОМИКА
Таблица 1
Основные статьи расхода и их доля в себестоимости сушки пиломатериалов (на 1 м3 условного материала) с использованием отходов деревообработки
№ Основные статьи расходов Доля расходов, % в себестоимости
1 Тепловая энергия на технологические нужды 7
2 Тепловая энергия на отопление здания сушильного цеха (объем цеха V, м3) 1
3 Электроэнергия на технологические нужды 24
4 Электроэнергия на освещение и другие нужды 5
5 Удельная зарплата операторов с учетом единого социального налога (ЕСН) 14
6 Удельная зарплата транспортных рабочих с учетом ЕСН 14
7 Удельная зарплата ИТР и обслуживающего персонала (слесарей, электриков, подсобных рабочих) с учетом ЕСН 4
8 Удельные амортизационные отчисления АОуд 14
9 Удельные затраты на ремонт, содержание и эксплуатацию оборудования 2
10 Удельные затраты на ремонт, содержание и эксплуатацию производственных помещений и сооружений 5
11 Прочие общепроизводственные и общехозяйственные затраты (~ 25.. .40 % от зарплаты персонала цеха) 10
Себестоимость С 100
Таблица 2
Цены на различные источники тепловой энергии (данные кафедры сушки и защиты древесины МГУЛ, 2010 г.)
Источник тепловой энергии Цена 1 кВт-ч тепловой энергии, руб
Электро энергия 3,0—4,0
Технологический водяной пар (от ТЭЦ) 1,0—1,8
Природный газ 0,5-0,9
Отходы (собственные) деревообрабатывающих производств с учетом затрат на приобретение теплогенерирующего оборудования 0,2-0,3
Утилизация тепловой энергии
Расход тепловой энергии на сушку пиломатериалов колеблется от 1,0 до 1,5 кВт-ч на один килограмм испаренной из древесины воды, причем только 0,3-0,8 кВт-ч/кг являются затраченными безвозвратно (тепло, израсходованное на нагревание древесины, и тепловые потери через ограждения).
Тепловая энергия, затраченная ин испарение влаги из древесины, равная 0,7-0,9 кВт-ч/кг, может и должна быть ути-
лизирована. Это достигается применением рекуператоров, которые дают экономию тепловой энергии до 20 %. Наибольшую экономию дают тепловые насосы с открытым контуром [1], исследование и разработка которых ведется на кафедре сушка и защита древесины МГУЛ [1, 4]. Расход тепловой энергии на сушку пиломатериалов в этом случае снижается вдвое, что соответственно приводит к снижению составляющей себестоимости по этому показателю примерно в два раза.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2011
115
ЭКОНОМИКА
Совершенствование конструкций сушилок
В настоящее время на рынке наиболее распространены сборные конструкции, отвечающие практически всем конструктивным и технологическим требованиям. Повышение экономической эффективности работы сушильных цехов достигается косвенно, за счет уменьшения стоимости камер. Это осуществляется за счет разработки и строительства камер по специальным проектам, с учетом особенностей конкретного предприятия, использованием для ограждений местных строительных материалов, применения отечественного теплового и циркуляционного оборудования, а также систем автоматического регулирования. В этом направлении кафедра сушки и защиты древесины под руководством проф. Расева А.И. успешно работает уже более 20 лет [5]. Последние 15 лет автор настоящей статьи активно участвует в разработке и монтаже систем автоматического регулирования процесса сушки и испытаниях сушильных камер [2, 3], построенных по проектам кафедры. Практика строительства сушильных камер по специальным проектам показала, что их стоимость в 2,0-2,5 раза ниже покупных сушильных камер. Доля амортизационных отчислений, составляющая в общих издержках производства 10-14 %, снижается при этом до 5-7 %.
Новые способы и технологии сушки
Сразу следует отметить, что известные и вновь появляющиеся способы сушки пиломатериалов, основанные на применении вакуума, электромагнитных полей ТВЧ и СВЧ имеют более высокую себестоимость (при одинаковом качестве высушенного материала), чем традиционная конвективная сушка, которая безальтернативна, особенно при использовании отходов производства как источников тепловой энергии.
Исследования кафедры, направленные на совершенствование технологии конвективной сушки, привели к созданию нового способа, названного нами импульсной сушкой пиломатериалов. Особенность этого способа
состоит в том, что сушка проводится циклами, включающими две стадии «импульс» и «пауза». На стадии «импульс» осуществляется интенсивная передача тепловой энергии материалу, обеспечивается максимально возможная, с точки зрения развития сушильных напряжений, скорость удаления влаги из древесины. На последующей стадии «пауза» подача тепловой энергии прекращается. Сушка продолжается за счет тепла, аккумулированного древесиной. При этом интенсифицируется внутренний перенос влаги. Влага как бы перекачивается из центральных зон к поверхности, происходит ее увлажнение. В результате существенно уменьшаются сушильные напряжения, происходит выравнивание влажности по толщине пиломатериалов. Циклы повторяются до тех пор, пока материал достигает требуемой конечной влажности.
Импульсная сушка пиломатериалов успешно внедрена на десятках предприятий деревообрабатывающей промышленности и продолжает пользоваться спросом среди деревообработчиков. Ее внедрение обеспечивает повышение производительности сушильного оборудования не менее чем на 10 %, снижение расхода электроэнергии на 50-70 %, повышение качества высушиваемого материала. В целом себестоимость сушки снижается примерно на 20 %.
Механизация и организация транспортных работ в сушильных цехах
Повышение экономической эффективности в этом направлении идет за счет сокращения численности транспортных рабочих при переходе от системы целого штабеля к системе единого сушильного пакета, замены дорогостоящего специального подъемно-транспортного оборудования автопогрузчиками с вилочными захватами. Наш опыт практической реализации этих мероприятий показывает возможность снижения числа транспортных рабочих вдвое, а себестоимости сушки - на 3-5 %.
Таким образом, наибольшая экономическая эффективность достигается внедрением импульсной сушки пиломатериалов. Обеспечивается снижение себестоимости не
116
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2011
