CC BY
224
ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ
intended for the feeling and skidding woods, the using on them of the replaceable hinged equipment will allow to carry out all volume cutting works with demanded efficiency and will give the chance perfection of technological process modern Timber Industry Complex. The using universal cars with the various hinged equipment instead of systems of cars, applying on timber cuttings, will solve an incompatibility problem on productivity at work of cars in timbers complexes, will reduce the cost of fixed capital and an expense for their maintenance service. There fore intensive forest exploitation taking into account the complex innovative approach by the author, on the basis of universal cars, will allow to improve work of timber enterprises and c timber industry complex.
Keywords: technology, a universal cut wood machines, technique, modes of work, the effectiveness of
References
1. Sukhikh, A.N. Mashiny dlya effektivnoy i neistoshchitelnoy zagotovki lesa [Machines for effective and sustainable harvesting]. Sistemy. Metody. Tekhnologii. 2013. № 1(17). pp. 95-98.
2. Ogar P.M., Dolotov A.M., Runova Ye.M., Sukhikh A.N. Pat. № 2388214 Rossiya, MPK A01G 23/081 Valochno-paketiruyushchaya trelevochnaya mashina s universalnym tekhnologicheskim oborudovaniyem [Feller-buncher skidder with universal technological equipment]. BrGU. № 2008148408/12; 08.12.2008, publ. 10.05.2010. Byull. № 13.
3. Sukhikh A.N., Syromakha S.M. Pat. № 121992 Rossiya, MPK A01G23/081 Valochno-paketiruyushchaya trelevochnaya mashina s trekh opornoy vyravnivayushcheysya platformoy [Feller-buncher skidder with three reference platform aligns]. BrGU. № 2009113311/22; 10.04.2012, publ. 20.11.2012. Byull. № 32, 2s.
СОВРЕМЕННЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
для пакетирования лесосечных отходов и тонкомерной древесины
А.В. МАТРОСОВ, доц. каф. технологии и оборудования лесопромышленного производства МГУЛ, канд. техн. наук
М.А. БЫКОВСКИИ, доц. каф. технологии и оборудования лесопромышленного производства МгУЛ, канд. техн. наук
[email protected]; [email protected] ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса» 141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул. 1-я Институтская, д. 1, МГУЛ
В статье приведен обзор современных технологий пакетирования и машин для лесосечных отходов с целью энергетического использования древесной биомассы. Рассмотрена особенность применения пакетирующих установок для лесосечных отходов и их основные характеристики.
Ключевые слова: сортиментная технология, сортименты, щепа, производительность, сбор биомассы, лесосечные отходы.
Технологии производства топливной щепы имеют много вариантов, выбор которых зависит от местных условий, наличия оборудования, характеристик древесной биомассы, используемой для энергетических нужд. В зависимости от того, где производится топливная щепа, все технологии классифицируются на группы [1, 2].
1. Технология производства щепы на лесосеке (Terrain chipping).
Измельчение древесной биомассы в щепу происходит непосредственно на делянке.
2. Технология производства щепы в месте примыкания к дороге на погрузочной
площадке (придорожном складе) (Roadside chipping).
Древесная биомасса трелюется с делянки на придорожный склад, где она измельчается в щепу.
3. Технология производства щепы на терминале (Terminal chipping).
При измельчении на терминале древесная биомасса транспортируется на терминал, где происходит ее измельчение в щепу.
4. Технология производства щепы у потребителя (Chipping at plant) (forest chip raw materials (loose or bundled)). Древесная биомасса навалом или прессованная в пакеты доставляется до потребителя, где происходит ее измельчение.
56
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014
ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ
Лесосечные отходы неоднородны по составу, и транспортировка их навалом занимает большие объемы. Поэтому в последние годы успешно применяются технологии уплотнения отходов, позволяющие решить вопрос улучшения транспортной логистики. С этой целью для повышения эффективности процесса сбора и пакетирования лесосечных отходов путем их уплотнения применяются специальные машины - пакетировщики отходов.
В классической компоновке пакетировщик отходов представляет собой 6- или 8-колесную машину на базе форвардера, с установкой на его технологическом модуле пакетирующей установки по уплотнению и обвязке собираемых манипулятором лесосечных остатков. Различают выпускаемые пакетирующие установки:
- с непрерывным способом прессования и продольным сбросом пакета - John Deere с пакетировщиками модели 1490D или 1190.Б (рис. 1), Monra Forestal с упаковщиком ENFO 2000 (рис. 2);
- циклическим способом и боковым сбросом пакета - Komatsu Forest с установкой Valmet WoodPac (рис. 4).
На пакетировщике John Deere 1490D Eco III установлен поворотный пакетирующий модуль, состоящий из подающей системы, обвязочного узла, цепной пилы, системы измерения. В машине реализован непрерывный принцип формирования пакетов. Лесосечные отходы в процессе пакетирования проходят насквозь через установку и обрезаются на выходе цепной пилой. Оператор может регулировать размер шага обвязки, корректируя компьютерную программу под конкретную длину пакета, число шпагатных обвязок и расстояние между обмотками. Такие параметры, как длина пакета, расстояние между обвязками и длительность уплотнения задаются с помощью TMC/Timbermatic 900.
Компанией John Deere Forestry освоен в производстве новый пресс-пакетировщик лесосечных отходов Slash Bundler 1190E (рис. 1) [4].
Новый пресс-пакетировщик монтируется на шасси форвардера 1110E и приходит
на смену старой модели, используемой для этой деятельности - John Deere 1490D Eco III. Новый пресс-пакетировщик компании John Deere оснащен новой кабиной управления с функцией поворота и выравнивания кабины для беспрепятственного обзора окружающей местности на 360° для улучшения условий и производительности труда. Это основная особенность новой техники, как и всех форварде-ров серии Е. Slash Bundler 1190E также поставляется с новой системой автоматического управления - TimberMatic F-09. Новая модель взвешивает пакеты, что крайне полезно при их продаже для получения энергии: каждый пучок может содержать до 1 МВт-ч энергии в зависимости от типа древесной биомассы и содержания влаги.
Он также включает ряд других улучшений, таких как интегрированное программное обеспечение, сокращение выбросов выхлопных газов, увеличение мощности до 145 кВт (195 л.с.), а также 2 фильтра в гидравлическом контуре.
Новая машина собирает, уплотняет и обвязывает древесную лесную биомассу (сучья, вершинки и стволы малого диаметра) более эффективно, чем предыдущая модель. Она обеспечивает лучший комфорт оператора, долговечность компонентов, контроль оборудования и производительности. Производительность Slash Bundler 1190Е в зависимости от типа лесосечных отходов, их расположения, наличия на лесосеке, может составлять до 30 тюков в час.
Slash Bundler 1190E доступен в комплектации со съемным пакетирующим устройством так, что машина может быть преобразована в форвардер. Это повышает универсальность машины для лесозаготовителей.
Пакетирующую установку Woodpac ENFO 2000 (рис. 2) выпускает компания Monra Forestal (Испания) [6].
ENFO 2000 имеет запатентованный режущий механизм гильотинного типа (рис.3). Вместо классической цепной пилы установлены два ножа в форме полумесяца, которые на этапе резки под воздействием гидропривода идут по направлению друг к другу. Это своего рода две гильотины, но только движу-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014
57
ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 1. Пакетировщик отходов Slash Bundler 1190E Рис. 2. Пакетирующая установка ENFO 2000 на базе
(фото «John Deere Forestry») форвардера Valmet-860.3 (фото Monra Forestal)
Рис. 3. Режущий механизм гильотинного типа пакетирующей установки ENFO 2000 (фото Monra Forestal)
Рис. 4. Пакетирующий модуль W0odРас на базе форвардера Valmet (фото «Komatsu forest»)
щиеся в горизонтальной плоскости под усилием гидропривода [3, 6].
Пакетировщик лесосечных отходов Valmet Woodpac (рис. 4) имеет совсем другой принцип прессования. В основе конструкции пакетирующего устройства лежит продольная прессовочная камера с верхней загрузкой лесосечных отходов. Прессование происходит по циклическому принципу. Все лесосечные отходы по мере поступления в сминатель скручиваются системой вальцевания в один тюк продольной цилиндрической формы и обязываются веревкой [3]. Такая установка монтируется практически на любом форвар-дере Valmet с мощностью силового агрегата от 90 л.с. для привода рабочих механизмов гидросистемы с давлением в 28-32 МПа. Существенным достоинством Valmet Woodpac является возможность быстрого съема паке-
тирующего модуля и переход в режиме работы форвардера.
Повышение спроса на биомассу из лесов привело на рынке к поиску новых реше-
Рис. 5. Пакетирование лесосечных отходов Rogbico GTK 5100 на придорожном складе (фото Rogbico AB)
58
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014
ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 6. Пресс Flexus Tornado, установленный на фор-вардере для прессования и обвязки лесосечных отходов в тюки цилиндрической формы (фото
Flexus Balasystem AB)
Рис . 7. Формирование пакета топливной древесины пресс-пакетировщиком Fixteri FX-l5a (фото Fixteri Oy) [10]
Рис. 8. Сформированные и упакованные пакеты Fixteri'. а - пакеты балансовой древесины; б - пакеты топливной древесины
ний для экономически эффективных методов сбора лесосечных отходов для топлива и доставки их из леса конечным пользователям.
В настоящее время пакетирование отходов происходит непосредственно на делянке. Альтернатива - сбор и транспортировка отходов на придорожный склад и их пакетирование.
Новая машина для пакетирования лесосечных отходов была разработана Rogbico AB (Швеция) и продается Allan Bruks AB [7]. Пакетирующая установка, которая монтируется на шасси грузового автомобиля и питается от гидравлики грузовика, выпускается в двух модификациях: GTK 4400, которая производит пакеты в длину 4,4 м, и GTK 5100 (рис. 5), которая производит пакеты длиной
5,1 м. Как видно на рис. 5, современные паке-
тирующие установки позволяют успешно работать не только на лесосеке, но и у дороги. Такая мобильная пакетирующая установка повышает эффективность функционирования технологической цепочки при сборе и пакетировании лесосечных отходов, особенно в условиях небольших по площади и разрозненных лесосеках.
Согласно информации от производителя [7], машина производит 17-22 пакетов/час в зависимости от материала отходов. Вес пакета от 800 до 1000 кг, диаметр 0,8 м, плотность 285 кг/м3. Древесная биомасса сжимается под давлением 95 т и скрепляется тремя пластиковыми лентами от Signode AB.
На рис. 6 показан пресс Flexus Tornado компании Flexus Balasystem AB (Щвеция) [8], установленный на форвардере. Валковый мо-
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 2-S/2014
59
ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ
Таблица
Параметры пакетов (тюков), полученных различными пакетирующими установками
Параметры John Deere 1190Е Fixteri baler ENFO 2000 Flexus Tornado Rogbico GTK 5100
Длина ,см 240-320 260-270 240-300 135 510
Диаметр, см 50-80 80 60-80 125 до 80
Вес, кг 300-800 300-450 400-600 300-350 800-1000
Метод обвязки сизальская веревка сизальская веревка (пластиковая сеть) сизальская веревка сетка пластиковые ленты, шириной 15 мм, толщиной 1 мм
Эффективность работы, пакетов/ч 20-30 12-25 20-25 20-25 17-22
бильный пресс Flexus Tornado предназначен для прессования и оборачивания специальной сеткой (пленкой) лесосечных отходов в тюки цилиндрической формы. Круглая форма и степень сжатия тюков обеспечивает снижение транспортных расходов обычными транспортными средствами с лесосеки на предприятия по производству энергии.
Традиционные способы заготовки и переработки тонкомерной древесины в лесах при проведении рубок ухода довольно трудоемки. Для сокращения затрат при заготовке и транспортировке тонкомера компанией Fixteri Oy был разработан пресс-пакетировщик Fixteri [9, 10], который имеет непрерывный принцип работы, фазы связывания и сжатия облегчают обработку сырьевых материалов, предназначенных для различных целей применения. Пресс-пакетировщик может быть установлен на разных базовых лесных машинах ведущих производителей.
Валочно-упаковочная машина (рис. 7) состоит из базовой машины, аккумулирующей валочной головки и пакетирующего агрегата Fixteri FX-15a. Процесс работы машины заключается в срезании маломерных деревьев и насаждений, подаче их в пакетирующее устройство с целью формирования плотных пакетов (энергетической или балансовой) древесины. Производительность машины зависит от характеристик вырубаемых деревьев и их плотности на гектаре. Ее целесообразно применять при расчистке дорог, рубок в лесопарках, рубок ухода за лесами и др. По данным производителя [10], наиболее оптимальной работа пресс-пакетировщика Fixteri отмечена при проведении первых прореживаний.
Исходя из структуры запасов леса на корню и рыночного спроса, пакеты могут быть направлены исключительно для энергетического использования или целлюлознобумажного производства (рис. 8). Материал для обвязки тюков выбирается в зависимости от конечного места использования. Объем пакета (тюка) около 0,5 м3 длиной 2,6-2,7 м.
Компьютеризированная система обеспечивает настройку параметров пресс-пакетировщика, а также информацию о работе и объемам производства. Пресс-пакетировщик Fixteri автоматически измеряет и регистрирует вес каждого тюка до того, как он упадет на землю, что означает учет собранного древостоя при заготовке. Это невозможно при использовании любого другого способа заготовки топливной древесины.
Пресс Fixteri улучшает качество древесного сырья путем разрушения поверхности ствола дерева, которая помогает ускорить процесс сушки, в фазе удаления сучьев валики подачи пресс-пакетировщика механическим путем возвращают хвою и листву на землю как питательное вещество - это два очевидных преимущества, что альтернативные методы не предлагают.
Библиографический список
1. Karha K. Supply Chains and Machinery in the Production of Forest Chips in Finland. In: Savolainen,
M. (Ed.). Book of Proceedings. Bioenergy 2007, 3rd International Bioenergy Conference and Exhibition, 3rd-6th September 2007, JyvAskyla Paviljonki, Finland. Finbio Publications 36: 367-374.
2. Karha K. Supply chains of forest chip production in Finland [Электронный ресурс] / Metsateho, 2009. URL: http ://www. metsateho .fi/files/metsateho/tiedote/ Tiedote _19_2009_1_2_ Proceedings_ Supply_chains. pdf (Дата обращения: 18.04.2013).
60
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014
ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ
3. Ожго В. Чистильщики лесосек [Электронный ресурс] // Спецтехника, 2011. URL: http://spectechnika. com (Дата обращения: 20.12.2013).
4. Серия «Е» - инновационная линейка оборудования от John Deere// ЛесПромИнформ. - № 7 (73). - 2010. - С.66-67
5. World premiere: New slash bundler from John Deere [Электронный ресурс] / Elmia, 2010. - URL: http:// www.elmia.se/de/WB/Press/Fair-News (Дата обращения: 20.12.2013).
6. Global Web-сайт Monra Forestal. [Электронный ресурс]. URL: http://www.monraforestal.com (Дата обращения: 20.12.2013).
7. Пакетирующая установка Rogbico GTK 5100. [Электронный ресурс]. URL: http:// http://www.
allanbruks.se/en/produkter/buntning/index.php (Дата обращения: 20.12.2013).
8. Global Web-сайт Flexus Balasystem AB. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.flexus.su (Дата обращения: 20.12.2013).
9. Karha К., Laitila J., Jylha P., Nuutinen Y., Keskinen
S. Kokopuun paalaus -tuotantoketjuntuottavuus ja kustannukset. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.metsateho.fi/files/ metsateho/Raportti/ Raport-ti_211_Kokopuun_paalaus_tuotantoketjun_tuotta-vuus_ja_kustannukset_kk.pdf (Дата обращения:
20.12.2013) .
10. Global Web-сайт Fixteri Oy. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.fixteri.fi (Дата обращения:
20.12.2013) .
MODERN MACHINES AND EQUIPMENT FOR BUNCHERS LOGGING RESIDUES AND FOREST THINNERS WOOD
Matrosov A.V (MSFU), Bykovskiy M.A. (MSFU)
[email protected]; [email protected] Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moscow region, Russia
The article gives an overview of modern technologies bundling and machines for harvesting waste to energy use of wood biomass. Features of the use bunchers installations for logging residues and their main characteristics.
Key words: sorting technology, log, chip, productivity, biomass harvesting, logging residues
References
1. Karha K. Supply Chains and Machinery in the Production of Forest Chips in Finland. In: Savolainen, M. (Ed.). Book of Proceedings. Bioenergy 2007, 3rd International Bioenergy Conference and Exhibition, 3rd-6th September 2007, Jy^skyln Paviljonki, Finland. Finbio Publications 36: 367-374.
2. Karha K. Supply chains of forest chip production in Finland [Electronic resource] / Metsateho, 2009. URL: http://www. metsateho.fi/files/metsateho/tiedote/ Tiedote _19_2009_1_2_ Proceedings_ Supply_chains.pdf (Data obrashcheniya:
18.04.2013) .
3. Ozhgo V Chistilshchiki lesosek [Cleaners cutting areas][Electronic resource]. Spetstekhnika, 2011. URL: http://spec-technika.com (Data obrashcheniya: 20.12.2013).
4. Seriya «Е» - innovatsionnaya lineyka oborudovaniya ot John Deere [Seriya «Е» - innovatsionnaya lineyka oboru-dovaniya ot John Deere]. LesPromInform. № 7 (73). 2010. pp. 66-67
5. World premiere: New slash bundler from John Deere [Electronic resource] / Yelmia, 2010. - URL: http://www.elmia. se/de/WB/Press/Fair-News (Data obrashcheniya: 20.12.2013).
6. Global Web-cayt Monra Forestal. [Electronic resource]. URL: http://www.monraforestal.com (Data obrashcheniya:
20.12.2013) .
7. Paketiruyushchaya ustanovkaRogbico GTK5100 [Buncher setting Rogbico GTK 5100]. [Electronic resource]. URL: http:// http://www.allanbruks.se/en/produkter/buntning/index.php (Data obrashcheniya: 20.12.2013).
8. Global Web-cayt Flexus Balasystem AB. [Electronic resource]. URL: http:// www.flexus.su (Data obrashcheniya:
20.12.2013) .
9. Karha K., Laitila J., Jylha P., Nuutinen Y., Keskinen S. Kokopuun paalaus -tuotantoketjuntuottavuus ja kustannukset. [Electronic resource]. URL: http://www.metsateho.fi/files/ metsateho/Raportti/ Raportti_211_Kokopuun_paalaus_ tuotantoketjun_tuottavuus_ja_kustannukset_kk.pdf (Data obrashcheniya: 20.12.2013).
10. Global Web-cayt Fixteri Oy. [Electronic resource]. URL: http:// www.fixteri.fi (Data obrashcheniya: 20.12.2013).
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014
61
