CC BY
80
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ. ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС
Таблица 4
Показатели коэффициента упрочнения
Время, мин Абсолютная деформация, мм 10 3
Нагрузка, МПа
0,1 0,2 0,1 0,2
Асфальтобетон с добавкой 3 % фусов Асфальтобетон без добавок фусов (эталонный)
3 323 564 311 430
6 395 658 379 520
9 439 712 426 578
30 582 869 580 797
40 613 934 623 867
Коэффициент упрочнения 3,07 4,32 2,75 2,71
При а = 0 материал не упрочняется с течением времени при действии нагрузки и при о = const зависимость деформации от времени имеет линейный характер. Очевидно, материал с такими свойствами не обладает удовлетворительными эксплуатационными характеристиками, так как за сравнительно небольшое время накопленная деформация в них будет весьма велика, что приведет к разрушению.
Для материалов с большим а, как видно из уравнения (1), зависимость s ~ t будет иметь все более уменьшающуюся со временем скорость деформации.
Определим параметр m для каждого уровня напряжений. Прологарифмируем уравнение (1)
ln s = minK/m + о /A + mint. (3)
Введем новые переменные Y = lns; x = int,
тогда уравнение (3) представляет собой прямую
Y = minK/m + om/A + mx. (4)
Методом наименьших квадратов, приближая теоретическую прямую к экспери-
ментальной, получаем значения m. Расчет произведен на ЭВМ. Коэффициент упрочнения находим из формулы (2)
а = 1/m - 1. (5)
Результаты исследования представлены в табл. 4.
Из табл. 4 видно, что коэффициент упрочнения у асфальтового бетона с добавкой фусов выше, чем у эталонного. Наблюдается также, что с ростом напряжения коэффициент упрочнения у асфальтобетонного материала с фусами растет быстрее, чем без фусов.
На основании изложенного можно сделать вывод об определенном прочностном преимуществе асфальтового бетона с добавкой фусов.
Библиографический список
1. ГОСТ 9128-2009. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. - М.: Стандартинформ. - 2010.
2. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 35 с.
сравнительный анализ систем машин для производства топливной щепы
А.В. ЛЕДНИЦКИИ, зав. каф. экономики и управления на предприятиях Белорусского ГТУ, канд. экон. наук
В настоящее время в Республике Беларусь создана новая система снабжения энергетических объектов древесным топливом, требующая ресурсного и финансового обеспечения. Разработаны отечественные маши-
ledniz@inbox.ru ны и оборудование, технологии, выбраны наиболее целесообразные формы организации производства. Сегодня все усилия направлены на снижение себестоимости производства древесного топлива и повышение его конку-
94
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2013
К 90-ЛЕТИЮ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО»
рентоспособности по отношению к ископаемым видам топлива путем формирования наиболее эффективных систем машин, оптимизации расположения складов и решения задач логистики доставки топлива. Решение данной задачи требует хорошего информационного обеспечения, выполнения многовариантных технико-экономических расчетов, поиска принципиально новых технических, технологических и организационно-управленческих методов.
Сырьевой потенциал производства щепы
Основными разновидностями древесного сырья, вовлекаемыми в процесс производства топливной щепы, в Республике Беларусь являются: отходы лесозаготовок по рубкам главного и промежуточного пользования; отходы цехов лесопиления и цехов деревообработки; низкокачественная неделовая (дровяная) древесина. При этом основной удельный вес потребляемого сырья приходится на низкокачественную дровяную древесину. Отходы лесопиления и деревообработки в основном используются для производства пеллет. Отходы лесозаготовок по ряду причин не находят должного применения.
Технологические процессы производства топливной щепы
Сформированный парк машин и оборудования предприятий лесного комплекса Республики Беларусь позволяет реализовать ряд технологических процессов лесозаготовок с производством топливной щепы в условиях лесосеки, промежуточных и межсезонных складов. Однако, как показывает накопленный отечественный опыт, наибольшее распространение в природно-производственных условиях страны получил технологический процесс производства и поставки топливной щепы потребителю с использованием промежуточного склада (рис. 1).
Формирование систем машин для производства топливной щепы
Для бесперебойного снабжения энергетических объектов топливной щепой из низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок были сформированы системы машин (СМ) трех уровней мощности:
- с годовым объемом производства топливной щепы 5-10 тыс. пл. м3 для обеспечения энергетических объектов с установлен-
Рис. 1. Технологическая схема работы промежуточного склада для производства топливной щепы
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2013
95
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ. ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС
Таблица 1
Капитальные вложения на формирование систем машин для производства топливной щепы из низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок
№ системы машин Состав системы машин Суммарные капиталовложения, евро
объем производства топливной щепы 5-10 тыс. пл. м3/год
1.1 МТЗ-1221 + МР-25 (от ВОМ) + 2 МАЗ-5433 + 2 САТ-105 221 252
1.2 2 МПТ-461.1 + МТЗ-1221 + «Farmi» CH 260 CF (от ВОМ) + + 2 МАЗ-5433 + 2 САТ-105 200 699
1.3 2 МПТ-461.1 + МТЗ-82.1+ Biber 5 (с авт. двиг.) + 2 МАЗ-5433 + +2 САТ-105 198 403
объем производства топливной щепы 11-30 тыс. пл. м3/год
2.1 3 МПТ-461.1 + МТЗ-1221 + МР 40 (с авт. двиг.) + 3 МАЗ-5433 + + 3 САТ-105 386 929
2.2 3 МПТ-461.1 + МТЗ-1221 + Jenz 420D (с авт. двиг.) + 3 МАЗ-5433 + 3 САТ- 105 481 227
2.3 Амкодор 2902 (от двиг. форвар.) + 2 Мультилифт МАЗ-6501А3 312 846
2.4 3 МПТ-461.1 + 3 МАЗ-6303 (с манип.) + 3 МАЗ-83781 + + МРН-40-1 (стац.) + Амкодор-342 С + МТЗ-82.1 + ПС-30 525 080
2.5 3 МПТ-461.1 + 3 МАЗ-6303 (с манип.) + 3 МАЗ-83781 + + «Foresteri» C4560LF (стац.) + Амкодор-342 С + МТЗ-82.1 + ПС-30 559 916
объем производства топливной щепы 31 и более тыс. пл. м3/год
3.1 2 пакетировщика Timberjack 1490D +4 МЛ-131 + МТЗ-1221 + + Bruks 1512 CT + 3 МАЗ-5433 + 3 САТ-105 +2 МАЗ-6501А5+ + 2 МАЗ-857102 1 748 722
3.2 4 МПТ-461.1 + МЛ-131 + Jenz 561R (от двиг. автомоб.) + 3 МАЗ-5433 + + 3 САТ-105 + 2 МАЗ-6501А5+ 2 МАЗ-857102 826 325
ной тепловой мощностью 0,2-4 МВт Министерства жилищно-коммунального хозяйства, Министерства образования, Министерства здравоохранения и других ведомств и организаций (СМ № 1.1-1.3);
- с годовым объемом производства топливной щепы 11-30 тыс. пл. м3 для обеспечения энергетических объектов с установленной тепловой мощностью 4-10 МВт Министерства жилищно-коммунального хозяйства и других ведомств и организаций (СМ № 2.1-2.5);
- с годовым объемом производства топливной щепы 31 и более тыс. пл. м3 для обеспечения энергетических объектов с установленной тепловой мощностью свыше 10 МВт и электрической 1 МВт и более Министерства жилищно-коммунального хозяйства, Министерства энергетики (СМ № 3.1-3.2).
Капитальные затраты на приобретение систем машин, обеспечивающих сбор, заготовку, транспортировку, измельчение древесного сырья в топливную щепу и поставку ее
потребителю из низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок представлены в табл. 1.
Оценка экономической эффективности производства топливной щепы
Эффективность производства топливной щепы определена с использованием разработанных методических подходов, изложенных в [1]. Результаты выполненной оценки эффективности производства топливной щепы из низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок на 01.02.2011 представлены в табл. 2.
Анализ табл. 2 позволяет сделать вывод о том, что производство топливной щепы из дровяной древесины и отходов лесозаготовок в условиях лесосеки и промежуточного склада с использованием мобильных систем машин № 1.1-1.3 выгодно. При этом более эффективной оказалась система машин № 1.1, сформированная на базе прицепной барабанной рубильной машины отечественного про-
96
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2013
К 90-ЛЕТИЮ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО»
Таблица 2
Показатели экономической оценки эффективности производства топливной щепы из дровяной древесины и отходов лесозаготовок
Наименование показателей Система машин
№ 1.1 № 1.2 № 1.3 № 2.1 № 2.2 № 2.3 № 2.4 № 2.5 № 3.1 № 3.2
Рентабельность производства щепы, % 12,6 9,5 10,5 20,1 19,4 9,8 0,0 0,0 10,3 33,9
Производство щепы из отходов лесозаготовок
Полная себестоимость 1 м3 щепы, евро/пл. м3 13,6 18,3 17,9 15,3 15,2 13,2 15,6 15,8 13,9 16,5
Отпускная цена 1 м3 щепы без НДС, евро/пл. м3 15,4 20,3 20,0 18,6 18,4 14,6 15,7 16,0 15,5 22,4
П роизводство щепы из д ювяной древесины
Полная себестоимость 1 м3 щепы, евро/пл. м3 13,6 13,5 13,4 12,5 12,6 14,1 15,6 15,8 13,9 10,9
Отпускная цена 1 м3 щепы без НДС, евро/пл. м3 15,5 15,0 15,0 15,2 15,2 15,6 15,7 16,0 15,5 14,7
Смешанное производство щепы из дровяной древесины и отходов лесозаготовок
Полная себестоимость 1 м3 щепы, евро/пл. м3 13,6 14,0 13,9 12,8 12,9 14,0 15,6 15,8 13,9 11,5
Отпускная цена 1 м3 щепы без НДС, евро/пл. м3 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,7 16,0 15,5 15,5
Чистая прибыль, тыс. евро/год 11,5 8,7 9,6 53,7 51,9 28,3 -2,2 -2,3 40,8 122,2
Амортизация, тыс. евро/год 28,1 22,8 22,4 47,1 60,5 42,8 78,3 84,8 252,6 102,3
Период возврата по среднему значению дохода, лет 5,7 6,5 6,3 3,9 4,3 4,5 7,1 7,0 6,1 3,7
Удельный дисконтированный доход, евро/пл. м3 -0,2 -0,5 -0,4 0,7 0,5 0,3 -0,6 -0,6 -0,7 1,0
изводства типа «Беларус МР-25» с приводом от вала отбора мощности трактора МТЗ-1221, производства РУП «МТЗ». В данной системе машин уровень рентабельности производства щепы по сравнению с системами машин № 1.2 и 1.3 выше примерно на 26,6 %, чистая прибыль - на 25,7 %, а период возврата капитала меньше на 11 %. Высокая эффективность объясняется использованием рубильной машины с барабанным механизмом резания, что обеспечивает более высокую производительность. Среди систем машин, сформированных на базе дисковых рубильных машин, более эффективной оказалась система машин № 1.3, использующая рубильную машину с автономным двигателем. Так, себестоимость топливной щепы для системы машин № 1.3 ниже на 1% и период возврата капитала на 2,8 % меньше по сравнению с системой машин № 1.2.
Использование мобильных систем машин № 2.1-2.3 выгодно. При этом наиболее эффективными оказались системы машин
№ 2.1 и 2.2 (рис. 2), сформированные на базе мобильных прицепных рубильных машин барабанного типа с приводом от автономного двигателя «Беларус МР-40», производства РУП «МТЗ» и НЕМ 420 D производства немецкой фирмы «Jenz». Система машин № 2.3, сформированная на базе самоходной рубильной машины «Амкодор 2902», изготовленной на базе форвардера, и автощеповоза МАЗ-6501A3 с системой мультилифт, оказалась недостаточно эффективной. Так, значение себестоимости производства топливной щепы для нее по сравнению с системами машин № 2.1 и 2.2 выше на 9 %, а период возврата капитала - на 8,5 %. Применение системы машин № 2.3 наиболее эффективно при расстояниях вывозки до 30 км и преобладании в течение смены времени на погрузку-разгрузку. Системы машин № 2.4 и 2.5, сформированные на базе стационарных рубильных машин дискового и барабанного типов, в заданных условиях эксплуатации оказались экономически
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 1/2013
97
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ. ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС
Рис. 2. Система машин №2.2: а - погрузочно-транспортная машина МПТ-461.1; б - барабанная передвижная рубильная машина МТЗ-1221 + HEM 420 D; в - автощеповоз МАЗ-543302-222 + САТ-105
Рис. 3. Система машин №3.1: а - прессователь-пакетировщик Timberjack 1490 D; б - форвардер МЛ-131; в - барабанная рубильная машина Bruks 1512 CT; автощеповоз МАЗ-543302+САТ-105
Рис. 4. Система машин № 3.2: а - форвардер МЛ-131; б - самоходная передвижная барабанная рубильная машина HEM 561 R; в - автощеповоз МАЗ-543302-222 + САТ-105
неэффективными. Об этом свидетельствуют: рентабельность - 0%, отпускная цена 23-24 евро/пл. м3 - выше предельных цен в расчетах по республике, период возврата капитала - превышающий нормативный срок службы ведущего оборудования.
Анализ использования систем машин № 3.1-3.2 свидетельствует о высокой экономической эффективности. Так, система машин № 3.1 (рис. 3), сформированная на базе прессователя-пакетировщика рыхлого сырья (лесосечных отходов) Timberjack 1490D и мобильной рубильной машины барабанного типа Brucks 1512 CT, обеспечивает весьма
эффективное производство топливной щепы из отходов лесозаготовок. Об этом свидетельствуют: рентабельность 10,34 %, отпускная цена в диапазоне предельных цен в республике и период возврата капитала (6,09 года) в пределах нормативного срока службы ведущего оборудования. Вместе с тем система машин № 3.1 отличается высокой капиталоемкостью (1,75 млн евро) и ее применение будет эффективно только в случае переработки значительных объемов отходов лесозаготовок (от 30 и более тыс. пл. м3/год).
Система машин № 3.2 (рис. 4), сформированная на базе мобильной рубильной
98
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2013
