CC BY
103
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
10-25 % (для выравнивания колееобразования требуется на 70-80 %). По ширине звена гусеницы до 670 мм с одновременным снижением действительного удельного давления до 0,085 МПа у ЛЗ-4 за счет удлинения опорной поверхности и выравнивания его распределения для конструкции с шестью опорными катками с уменьшенным отношением шага между катками к шагу звена гусеницы увеличило число проходов и 2-2,5 раза, что обеспечивает лесопромышленному трактору достаточную проходимость.
Таким образом, ширина звена гусеницы для передачи нагрузки на более прочный подстилающий слой грунта у лесопромышленного трактора должна быть более 600 мм.
Для полного обеспечения требований проходимости лесопромышленного трактора в третьем типе местности действительное удельное давление на наиболее нагруженное звено гусеницы лесопромышленного трактора должно составлять 0,06 0,07 МПа.
Для лесопромышленных тракторов с гидроманипуляторами с целью обеспечения одинаковой опорной проходимости с тракторами без технологического оборудования требуется увеличение опорной поверхности гусениц примерно на 60 %
Библиографический список
1. Клубничкин, Е.Е. Повышение долговечности ходовой системы гусеничной лесозаготовительной машины: дисс. ... канд. техн. наук / Е.Е. Клубничкин. - М.: МГУЛ, 2008.
2. Маслов, М.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии / М.Н. Маслов. - М.: Машиностроение, 1908. - 625 с.
3. Клубничкин, В.Е. Совершенствование расчетных моделей нагруженности трансмиссий гусеничных лесозаготовительных машин в зависимости от внешних условий движения: дисс. канд. техн. наук / В.Е. Клубничкин. - М.: МГУЛ, 2012.
4. Клубничкин, Е.Е. Ходовые системы гусеничных лесозаготовительных машин / Е.Е. Клубничкин, В.А. Макуев, В.Е. Клубничкин. - М.: МГУЛ, 2010. - 110 с.
СУДЬБА РАЗВИТИЯ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
в руках лесозаготовителей
В.С. СУХАНОВ, зам. ген. директора ФГУП «ГНЦЛПК», д-р техн. наук
Наш шанс на развитие глубокой переработки древесины
Основная задача ЛПК, определенная Стратегией развития лесного комплекса на период до 2020 г., развитие глубокой переработки древесины. В новейшей истории она ставилась и решалась неоднократно. Каковы конкурентные преимущества России в этой отрасли на современном этапе развития?
По сравнению с советским периодом ЛПК значительно ослаблен. Ухудшилось качество подготовки кадров, в том числе кадров деревообработчиков. Отечественное деревообрабатывающее оборудование неконкурентоспособно на мировом рынке. Осталось в прошлом утверждение о том, что в России дешевое древесное сырье и энергетические ресурсы. В результате глобального потепле-
gnclpk@mail.ru
ния климата и проблем с трелевкой и вывозкой возник дефицит древесины, и цены на нее резко выросли. Тарифы на энергетические ресурсы растут опережающими темпами и скоро достигнут мирового уровня. Как видим, конкурентные преимущества развития глубокой переработки древесины на современном этапе развития ЛПК в России отсутствуют.
Анализ показывает, наш шанс на успех - в снижении затрат на древесное сырье и энергию, поскольку при производстве основных видов продукции лесопромышленного комплекса они являются самыми большими. В сумме эти затраты составляют 40-45 % себестоимости производства продукции.
Снижение затрат на энергию
Наши расчеты, подтверждаемые промышленным опытом, показывают, что тепло-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
51
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Типичный состав древостоя
Лесозаготовительное предприятие XXI века
Logging Enterprise of XXI Centuries
(принципиальная схема)
Рисунок. Энергонезависимое лесозаготовительное предприятие
вая и электрическая энергия, вырабатываемая на тепловых электростанциях, работающих на древесном топливе, в 2-3 раза дешевле покупной (действующих тарифов). Энергетический потенциал экономически доступного древесного топлива ЛПК превышает 500,0 ПДж. Этот потенциал позволяет удовлетворить потребности комплекса в тепловой и электрической энергии на 75 %. Основное оборудование для тепловых электростанций - паровые котлы и паровые турбины. Большая часть древесного топлива - 78 % общих ресурсов, основным их которых являются дрова, образуется в леспромхозах. Таким образом, развитие энергетики на древесном топливе актуально для всех отраслей ЛПК, но прежде всего - для лесозаготовительной промышленности.
Снижение затрат на древесное сырье
Каковы возможности снижения затрат на древесное сырье? Не секрет, что лесозаготовительная промышленность в целом убыточна. В ней работает большое количество мелких предприятий, которые не способны строить лесовозные дороги, эффективно использовать низкокачественную древесину и древесные отходы. Большое влияние на работу лесозаготовителей оказало глобальное потепление климата. Зима перестала «строить» лесовозные дороги. Трелевочные тракторы
«тонут» в грязи. Возник дефицит древесного сырья, который вызвал повышение цен на круглые лесоматериалы. При современном состоянии лесозаготовительной промышленности успешное развитие ЛПК проблематично. Ее модернизация и реструктуризация -стратегическая задача на сегодняшний день.
Для повышения эффективности работы лесозаготовительной промышленности необходимо:
- обосновать технологию лесозаготовок;
- уменьшить зависимость лесозаготовительных работ от природных условий;
- объединить мелкие лесозаготовительные предприятия в более крупные структуры;
- развить на лесозаготовительных предприятиях достаточно глубокую переработку древесины;
- перевести предприятия на собственные источники тепловой и электрической энергии - древесное топливо.
С целью ускорения модернизации и реструктуризации отрасли мы предлагаем реализовать инновационный проект высокоэффективного энергонезависимого лесозаготовительного предприятия в качестве примера для тиражирования (рисунок). Проект предлагается реализовать на принципах частногосударственного партнерства.
52
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Технология лесозаготовок
Проектом предусматривается использование технологии заготовки древесины хлыстами или деревьями. Использование этой технологии обусловлено природными условиями России. Система машин «хар-вестер - форвардер» - прекрасный пример инженерного искусства. Однако высокая производительность этой системы достигается при разработке лесосек, где все деревья примерно одного размера. Такие древостои формируются в лесах, пройденных всеми стадиями рубок ухода. Леса России - это перестойные леса, не пройденные рубками ухода. В таких древостоях 30 % общего объема
- крупные лиственные дровяные деревья; 20 % - тонкомерные деревья; 50 % - средние и крупные деловые деревья. Крупномерные лиственные дровяные деревья харвестрерам «не по зубам». Кроме того, до 80 % древесины перестойных лиственных деревьев
- это дрова, которые являются самой невыгодной продукцией лесозаготовок. Их цена в 3,5 раза ниже себестоимости производства. Себестоимость топливной щепы, вырабатываемой из дров-сортиментов, превышает себестоимость производства деловой древесины. Поэтому топливную щепу предлагается вырабатывать непосредственно из дровяных деревьев. В США поступают таким образом с начала семидесятых годов, для чего используются передвижные рубительные машины, способные перерабатывать деревья диаметром в комле до 37 дюймов. Мы разработали стационарную линию для производства топливной щепы из дровяных деревьев. Производство топливной щепы из дровяных деревьев в условиях лесопромышленного склада имеет следующие преимущества по сравнению с производством щепы на лесосеке: отпадает необходимость в использовании другого вида транспорта - автощеповозов; снижаются транспортные расходы, поскольку полнодревесность стволовой древесины примерно в два раза выше полнодревесности щепы; отпадает необходимость транспортных расходов на перебазировку рубительной машины с лесосеки на лесосеку, поскольку
вся дровяная древесина концентрируется на лесопромышленном складе. Все оборудование, необходимое для этой линии, в России производится. Себестоимость производства топливной щепы снижается вдвое по сравнению с ее выработкой из дров-сортиментов. Для использования топливной щепы проектом предусматривается тепловая электростанция, работающая на древесном топливе.
Еще одно преимущество хлыстовой заготовки связано с тонкомером. Заготовка и переработка тонкомерных деревьев снижает эффективность лесозаготовительного производства при любой технологии. Число тонкомерных деревьев порой достигает 50 % общего количества деревьев на лесосеке. При заготовке и переработке тонкомера мощное оборудование работает, по сути, вхолостую. Хлыстовая технология позволяет минимизировать этот недостаток за счет групповой, (пачковой) заготовки (ЗСУ с накопителями деревьев) и первичной обработки. Примером групповой технологии первичной обработки деревьев могут служить сучкорезно-окороч-но-рубительные машины, которые производят в США. При работе этих машин вырабатывается продукция двух видов - «белая» (окоренная) щепа для целлюлозно-бумажной промышленности и топливная щепа, представляющая собой композицию измельченных коры и сучьев деревьев. Преимущества такой технологии очевидны: из технологического процесса исключается трудоемкая операция по раскряжевке хлыстов и повышается процент выхода щепы, за счет групповой обработки повышается производительность, снижается себестоимость производства; вырабатывается топливная щепа значительно более высокого качества и меньшей влажности, чем кора, получаемая на ЦБК при обработке балансов в барабанах мокрой окорки. Использование принципов этой технологи предлагается существенно расширить. С использованием групповых методов из тонкомерных деревьев может вырабатываться технологическая щепа для ЦБП и древесных плит, «белая» стружка для плит OSB, окоренные балансы. Проектом, в качестве примера,
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
53
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
предусматривается групповая переработка тонкомерных деревьев на балансы.
Приведенный анализ показывает, что в условиях России половина заготавливаемой древесины может перерабатываться на сырье для других производств, минуя стадию выработки сортиментов, что значительно повышает эффективность производства. Предлагаемые технологии являются серьезным доводом в пользу хлыстовой технологии заготовки древесины. Не случайно американские и канадские лесозаготовители, работающие как и мы в неухоженных лесах, не переходят на сортиментную технологию повсеместно, несмотря на то, что обе страны производят оборудование как для сортиментной, так и хлыстовой технологии.
Следует также отметить, что внедрение новых технологий первичной обработки дровяных и тонкомерных деревьев на линиях групповой обработки без какой-либо модернизации вдвое повышает производительность традиционных полуавтоматических раскряжевочных линий лесопромышленных складов, поскольку они освобождаются от обработки неудобоваримого для них сырья.
От хлыстовой технологии - к вывозке древесины деревьями
Технология заготовки и вывозки древесины хлыстами и деревьями - российское изобретение, которое имеет мировое историческое значение. Хлыстовая технология была внедрена повсеместно под руководством министра лесной промышленности Георгия Михайловича Орлова в период 1950-1955 гг. Рост производительности труда в лесной промышленности составлял в этот период 10 % в год, 50 % за пятилетку. До 90-х гг. по этой технологии заготавливалось 96 % общего объема древесины. С тех пор технология получает все более широкое распространение в мире и уже шагнула в южное полушарие. В Канаде она составляет около 85 %. В США, по оценкам, до 50 %.
Следующим шагом в развитии хлыстовой технологии должна стать технология вывозки древесины деревьями. Технология вывозки древесины деревьями практически
ничем не отличается от хлыстовой, поскольку предусматривает обработку габаритов воза на лесовозном автопоезде. Россия имеет уникальный полувековой опыт вывозки древесины деревьями. Ранее эта технология применялась лишь на самых передовых предприятиях и не могла получить широкого развития, поскольку не было возможности полезно использовать крону деревьев. Развитие биоэнергетики открывает дорогу технологии вывозки древесины деревьями. За счет кроны съем древесины с единицы площади лесосеки повышается на 7-8 %. Технология производства топливной щепы из сучьев при вывозке деревьев значительно более эффективна, чем самая современная технология Тимберджек (Джон Дир).
Глубокая переработка древесины непосредственно в леспромхозе
Проектом предусматривается достаточно глубокая переработка древесины с производством сухих строганых пиломатериалов, деталей и комплектов деревянных домов, древесных плит. Лесозаготовительные предприятия с переработкой древесины имеют следующие преимущества перед предприятиями, работающими на покупном сырье:
- минимальное расстояние перевозки древесины на переработку, равное расстоянию вывозки древесины с лесосек;
- древесина поступает на переработку по себестоимости ее заготовки, которая в 2-2,5 раза ниже рыночных цен;
- ресурсы древесного топлива позволяют обеспечить производство собственной, более дешевой, чем покупная, тепловой и электрической энергией.
Собственная дешевая энергия повышает конкурентоспособность продукции переработки древесины. Обеспечиваются рабочие места для вторых членов семей лесозаготовителей. Проект также предусматривает строительство современного древесноплитного завода малой мощности (например, OSB). Этот завод гармонизирует работу всего предприятия, позволяя эффективно использовать тонкомерную древесину и вырабатываемую тепловую и электрическую энергию.
54
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Фактор сезонности
Важной составляющей проекта является устранение зависимости лесозаготовок от природных условий. Из-за глобального потепления зимний сезон лесозаготовок сократился с 5 месяцев до 4. В летние месяцы объемы производства в 2 раза ниже, чем в зимние. Предприятия ЛПК вынуждены создавать межсезонные запасы древесины. В процессе хранения качество древесины снижается.
Причины сезонности лесозаготовок в уникальности грунтовых условиях российских лесов: 57 % лесных грунтов - грунты III и IV категорий. Для устранения сезонности необходимы лесовозные дороги с твердым покрытием и лесосечные машины, способные работать на слабых переувлажненных грунтах.
Проектом предусматривается разработка технологии строительства экономически доступных для предприятий лесовозных дорог круглогодового действия с использованием местных и собственных дорожно-строительных материалов, включая древесину и создание машин для трелевки древесины, работа которых не зависит от природных условий. Все это позволит лесозаготовителям снизить затраты на производство древесины и повысить конкурентоспособность вырабатываемой продукции.
По решению всех вышеперечисленных проблем мы имеем существенные заделы. Часть предлагаемых решений не имеют в мире аналогов.
Заключение
1. Старшие поколения специалистов лесной промышленности России изобрели и в кратчайшие сроки внедрили в стране самую передовую технологию лесозаготовок, основанную на заготовке и вывозке древесины на лесопромышленные склады хлыстами и деревьями, а также на биржи сырья перерабатыва-
ющих предприятий (вывозка хлыстов во двор потребителя), чем на десятилетия опередили в развитии технологии самых лесоиндустриально развитых стран. Этой технологии всего 60 лет, но она находит все большее применение в мире, то есть имеет мировое историческое значение.
2. В процессе «перестройки», которая, применительно к лесопромышленному комплексу, в силу ряда причин, крайне негативно отразилась прежде всего на лесозаготовительной промышленности и лесном машиностроении, эта технология в ряде регионов нашей страны стала считаться «устаревшей» и стала заменяться «современной» сортиментной технологией (это про технологию, которая имеет летоисчисление от каменного топора!), которая в исполнении «харвестер-форвардер» имеет существенные недостатки при разработке лесов, не пройденных рубками ухода, каковыми являются леса России. Между тем в США и Канаде хлыстовая технология непрерывно совершенствуется, ее эффективность растет и просматриваются возможности дальнейшего развития.
3. Проблемы в лесопромышленном комплексе, и в лесозаготовительной промышленности в частности, в значительной степени возникли вследствие совершенно недостаточного финансирования «лесной» науки и ее деградации. Работы по совершенствованию технологий лесозаготовок, машин и оборудования не ведутся, специалистов в этой области практически не осталось. Заводы лесного машиностроения практически все остановились из-за неконкурентоспособности своей продукции. Необходимо принимать самые срочные меры, пока процессы еще не стали необратимыми.
4. Успех развития лесопромышленного комплекса, глубокой переработки древесины, на современном этапе, по нашему мнению, полностью зависит от того, сумеем ли мы решить проблемы лесозаготовительной промышленности.
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
55
