ЛЕСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Полезная модель относится к области комплексной переработки древесины, более конкретно, к лесоперерабатывающим энерготехнологическим комплексам и может быть использовано при освоении лесных запасов бассейнов основных рек севера Европейской части России и Сибири.
Известны деревообрабатывающие предприятия, содержащие комплекс оборудования для переработки деловой древесины, включающий основные и вспомогательные системы ее транспортировки, подготовки и распиловки (см., например, заявку на изобр. РФ №2003102575, МПК 7 В 27 В 31\00, БИПМ 22, 2004 г.).
Недостатком такого рода предприятий является сравнительно низкая эффективность переработки древесины, связанная, в том числе, с отсутствием систем по переработке и утилизации большого количества отходов различного вида при заготовке и переработке пиловочного сырья.
Наиболее близким техническим решением является лесоперерабатывающий энерготехнологический комплекс, содержащий линию механической обработки деловой древесины и вспомогательные системы переработки отходов, включающие газогенератор и двигательную установку (см. патент РФ на полезную модель №39853, МПК 7 В 27 В 17\00, БИПМ 23, 2004 г. - прототип).
Недостатком известного лесоперерабатывающего энерготехнологического комплекса является его привязка к доступным районам заготовки древесины, которые обычно стараются выбрать максимально близко к местам сбыта и потребления производимых пиломатериалов.
Ресурсы леса на территории РФ составляют около четверти мировых запасов или около 80 млрд. куб. м. Из них сегодня эксплуатируется лишь малая часть, в основном на границах лесных массивов при низком общем уровне эффективности применяемых технологий. Это приводит, в том числе, к неоправданным потерям ценной продукции, содержащейся в отходах лесоперерабатывающего комплекса, которую возможно получить при глубокой переработке отходов.
Решаемой задачей является создание плавучего лесоперерабатывающего энерготехнологического комплекса (ПЛТК) для использования при освоении лесных запасов в бассейнах основных рек севера Европейской части России и Сибири. Создание подобного комплекса связано с решением вопросов его мобильности и независимости от внешних источников энергии. Кроме того, ПЛТК должен быть оснащен новейшими системами для глубокой переработки древесины и выпуска высококачественных пиломатериалов.
Указанная задача решается тем, что в лесоперерабатывающем энерготехнологическом комплексе, содержащем линию механической обработки деловой древесины и вспомогательные системы переработки отходов, включающие газогенератор и двигательную установку, согласно полезной модели, указанные линия и системы комплекса размещены на борту плавсредства типа речного судна, самоходной или транспортируемой баржи, на котором дополнительно установлены линия для глубокой переработки отходов древесины в газообразное топливо, древесный уголь, товарную смолу и экстракты ценных биологически активных веществ, а также система энергоснабжения комплекса, выполненная с возможностью работы на различных видах топлива, причем линия механической обработки деловой древесины включает комплект унифицированного деревообрабатывающего оборудования и средства для тепловой обработки и складирования производимой продукции.
Кроме того, комплекс может дополнительно содержать оборудование и средства для предварительной переработки деловой древесины на береговой линии с последующей транспортировкой ее на борт плавсредства, а также для транспортировки и складирования готовой продукции на причале.
Кроме того, комплекс может дополнительно содержать автоматизированную систему управления его основными и вспомогательными системами и социально-бытовой блок жизнеобеспечения персонала.
Размещение указанных производственных систем на борту плавсредства, позволяет решить поставленную задачу создания мобильного энерготехнологического лесоперерабатывающего комплекса и обеспечить его доставку в состоянии эксплуатационной готовности к оптимальным точкам дислокации в непосредственной близости от ресурсов леса. Создание серии автономных плавучих комплексов на действующих судостроительных и судоремонтных заводах будет способствовать ускоренному освоению богатейших лесных запасов, прежде всего, в бассейнах основных рек севера Европейской части России и Сибири.
Оснащение ПЛТК современным оборудованием по переработке древесины и ее отходов позволяет обеспечить высокорентабельный экспорт пиломатериалов и ценных товарных продуктов из отдаленных регионов России.
На фиг.1 показан общий вид плавучего лесоперерабатывающего энерготехнологического комплекса, на фиг.2 - упрощенная технологическая схема комплекса, на фиг.3 - дана схема тельферного варианта транспортировки леса от лесозаготовительного участка к береговой линии и ПЛТК.
ПЛТК содержит (фиг.1) самоходную баржу 1 водоизмещением 10 тыс. тонн и более, на борту которой размещены линия 2 механической обработки деловой древесины, линия 3 для глубокой переработки отходов древесины в газообразное топливо, древесный уголь, товарную смолу и экстракты ценных биологически активных веществ, система 4 энергоснабжения комплекса, выполненная с возможностью работы на различных видах топлива, двигательная установка 5, складские помещения 6 и объекты 7 социально - бытового блока жизнеобеспечения, в которых может быть установлена автоматизированная система управления основными и вспомогательными системами комплекса.
Упрощенная технологическая схема ПЛТК (фиг.2) включает указанные собственные системы 2, 3, 4, 5, 6, 7, находящиеся на борту самоходной баржи 1, и развертываемые на береговой линии вспомогательные участки складского хозяйства 8, 9, 10, участок 11 предварительной переработки древесины и участок 12 сушки древесины. Необходимый объем древесины транспортируется с лесозаготовительного участка 13.
Одним из вариантов транспортировки леса от лесозаготовительного участка 13 к береговой линии базирования ПЛТК является тельферный способ транспортировки с помощью арочной трассы (фиг.3), включающий монтаж легких арочных конструкций 14 с горизонтальными связями и подвесным тельферным устройством 15 с электроприводом 16. Тем не менее возможно использование и традиционных способов транспортировки леса по временным дорогам, а также транспортировки с помощью свайных монорельсовых дорог, аэростатных устройств или системы струнного транспорта Юницкого.
Легкое вспомогательное оборудование для оснащения участков 8, 9, 10, 11, 12 и конструкций системы транспортировки 14, 15, 16 поставляются с баржи 1 в модульном исполнении для первичной обработки деловой древесины, перевозки, складирования заготовленных бревен и готовой продукции.
ПЛТК функционирует следующим образом.
Самоходная баржа 1 с относительно низкой осадкой своим ходом в период открытой навигации прибывает от мест базирования и монтажа в район дислокации лесозаготовительных работ.
На береговой линии организуют причал и развертывают вспомогательные участки складского хозяйства 8, 9, 10, 11, 12 и линию с элементами 14, 15, 16 для транспортировки сырья с лесозаготовительного участка 13. Вспомогательное оборудование участков 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16 перемещают с баржи 1 на береговую линию в модульном исполнении для быстрого развертывания и монтажа.
Складирование заготовленных и перевезенных с лесозаготовительного участка 13 бревен осуществляют на участке 8, складирование деловой древесины после первичной обработки производят на участке 9, а складирование готовой продукции, в том числе, пиломатериалов и продуктов глубокой переработки древесины - на участке 10. Временное складирование и хранение непереработанных отходов древесины осуществляют на участке 11. Данная схема складского и вспомогательного хозяйства на береговой линии является примерной и может формироваться иначе с учетом местных условий.
Указанное сырье транспортируют через причал на борт баржи 1 для изготовления высококачественных пиломатериалов экспортного качества на линия 2 механической обработки деловой древесины. Отходы производства с линии 2 и со склада отходов на участке 11 направляют на вход линии 3 для глубокой переработки отходов древесины в газообразное топливо, древесный уголь, товарную смолу и экстракты ценных биологически активных веществ.
Каждая из составляющих частей этой линии является самостоятельной установкой, которые объединены в общую технологическую цепочку, куда входят, в том числе, газогенераторы, пиролизеры, экстракторы и сепараторы (не показаны). Отдельные агрегаты для глубокой переработки древесины сравнительно широко известны, тогда как схемы их комплексного использования на ПЛТК в мировой практике еще не применялись.
Система 4 энергоснабжения комплекса, выполненная с возможностью работы на различных видах топлива, представляет собой, в частности, одномодульную установку электроснабжения на базе дизель - генератора или газовой турбины, потребляющих производимое в линии 3 газообразное или жидкое топливо. Двигательная установка 5 может быть скомпонована, в частности, с установкой энергоснабжения системы 4.
ПЛТК должен иметь свои складские помещения 6 и объекты 7 социально - бытового блока жизнеобеспечения задействованного персонала. Объекты 7 могут быть оснащены автоматизированной системой управления основными и вспомогательными системами ПЛТК. Для размещения персонала (2 вахты по 20 чел. при 12 часовом рабочем дне) на борту судна могут быть оборудованы 1-2 местные каюты, камбуз, кают-компания, сауна, бассейн и др. Длительность вахтового режима 3-4 недели, при этом важным условием является совмещение профессий и подбор для работы на ПЛТК квалифицированного персонала.
Предложенное техническое решение позволяет обеспечить своевременную доставку нескольких ПЛТК в состоянии полной эксплуатационной готовности от мест базирования к местам дислокации в перспективных районах лесозаготовок. При этом возможно создание системы автономных модульных форпостов ПЛТК при транспортном плече от места дислокации до мест лесоразработки в пределах от 5 до 40 км и более.
В тех случаях, когда всепогодные транспортные коммуникации отсутствуют, доставка сырой древесины осуществляется с помощью упомянутых временных дорог. Сваи монорельсовой дороги из армированного бетона заглубляют в грунт вибратором с шагом 5-7 м после чегона сваях закрепляется типовая ферма в виде монорельса из высокопрочной стали. Удельная погонная нагрузка на монорельс при транспортировке именно длинномерных грузов является минимальной. Грузовые тележки перемещаются по монорельсу автоматически мини электровозом, получающим питание от дополнительного токоподвода. Конструкция временной дороги в виде арочной трассы предусматривает установку легких С- или П-образных арок высотой до 4 м с шагом 5-7 м без фундаментов обычного типа. Преимущество такого рода временных транспортных систем - в их низкой стоимости, удобстве монтажа и эксплуатации.
Оснащение ПЛТК современным оборудованием по переработке древесины и ее отходов позволяет обеспечить высокорентабельный экспорт пиломатериалов и ценных товарных продуктов из отдаленных регионов России, а дополнительное использование экологически безопасной переработки заготовленной древесины в герметичных электротермических пиролизерах линии глубокой переработки позволяет дополнительно получать высококалорийный древесный уголь, смолы и другие виды ценной товарной продукции, в том числе, экстракты ценных биологически активных веществ.
Согласно предварительным оценкам, единичный ПЛТК может производить в год около 60 тыс.куб.м. экспортных пиломатериалов, 15 тыс. тонн древесного угля, 5500 тонн смолы и 4600 тонн других видов товарной продукции.
Создание серии автономных плавучих комплексов на действующих судостроительных и судоремонтных заводах будет способствовать ускоренному освоению богатейших лесных запасов, прежде всего, в бассейнах основных рек севера Европейской части России и Сибири.
Опосредствованными преимуществами системы ПЛТК при их эксплуатации в труднодоступных регионах РФ являются обеспечение государственной системы правопорядка лесопользования указанных территорий, рекультивация лесосек, восстановление лесного массива за счет новых посадок, обеспечение удаленных районов рабочими местами, средствами связи и доставкой необходимых товаров.
Ведущие мировые поставщики леса, такие как Финляндия, реализуют обработанную по европейским стандартам квалифицированную деловую древесину по ценам порядка 170 долл. США за куб. м. Внедрение предложенной прогрессивной технологии производства экспортной древесины и ценных продуктов глубокой переработки отходов при эксплуатации в РФ около 2000 предложенных комплексов ПЛТК могло бы обеспечить объем экспорта указанной продукции до 100 млрд. долл. США в год, в основном, с территории бассейнов северных рек и рек Сибири.
Для создания серии ПЛТК в рамках реализации предлагаемой программы могут быть привлечены отечественные и зарубежные инвестиции в объеме 3-5 млрд. долл. США в течение 5-7 лет. Отработка организационных и технологических аспектов создания ПЛТК, например, на базе предприятий Архангельской губернии на первом этапе составит около 15-20 млн. долл. США. Полное развертывание программы создания и использования 2000 предложенных комплексов даст ориентировочно около 100 млрд. долл. США ежегодного дохода в бюджет РФ.
Плавучий лесоперерабатывающий энерготехнологический комплекс и различные составляющие системы комплекса, в том числе, основные компоненты по глубокой переработки древесины в указанный целевой продукт, а также перспективная концепция по расширению экспорта древесины из удаленных регионов РФ разработаны на уровне технических и рабочих предложенияй ведущими специалистами АИН РФ, РАЕН и НИЦ «Экология и промышленная энерготехнология» ИВТ РАН.