DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций


Повышение эффективности производства щепы энергетического назначения мобильными машинами для территориально распределенных потребителей

Полежаев Константин Владимирович, 21.05.2009

 

Полежаев Константин Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

ЩЕПЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

МОБИЛЬНЫМИ МАШИНАМИ ДЛЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО

РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

05.21.01 – Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Петрозаводск – 2009

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петрозаводский

государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Шегельман Илья Романович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Васильев Сергей Борисович

кандидат технических наук

Паничев Геннадий Павлович

Ведущая организация Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия им. С.М. Кирова

Защита диссертации состоится «___» октября 2009 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.03 в Петрозаводском государственном университете (185910, Республика Карелия,

Петрозаводск, пр. Ленина, д. 33).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета.

Автореферат разослан «___» _____________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Поляков В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В большинстве субъектов Северо-Запада России отсутствуют запасы ископаемых видов топлива, поэтому энергетика регионов, десятилетиями ориентированная на потребление этих видов топлива, в настоящее время является остродефицитной. В тоже время значительный объем древесины (обломки стволов, валежник, дрова), которая является полноценным заменителем ископаемых видов топлива, не используется.

В этой связи, вовлечение в переработку древесины энергетического назначения становиться одним из приоритетных направлений работы лесопромышленного комплекса Северо-Западного Федерального округа и предполагает значительный эффект от замены угля и мазута местными видами древесного топлива.

Традиционные рекомендации по выбору технологии и состава оборудования для подготовки биомассы дерева к переработке на щепу энергетического назначения (далее – ЩЭН) носят зачастую разноречивый характер, не учитывают региональные особенности жилищно-коммунального хозяйства (далее – ЖКХ), территориальную разобщенность потребителей и заготовителей энергетического сырья.

Все это предопределяет необходимость ускоренной разработки технических решений, повышающих эффективность использования древесной биомассы путем совершенствования сквозных технологических процессов ее подготовки и переработки на ЩЭН с использованием передвижных рубильных машин (далее – ПРМ) для территориально распределенных потребителей (в настоящее время в Карелии в системе ЖКХ 467 потребителей топлива (котельных), только 15 из них работают на ЩЭН, а поставка сырья осуществляется на расстоянии 10…100 км).

Работа соответствует приоритетным направлениям, определенным Указом Президента РФ от 04.06.2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики».

Цель исследований. Разработка технических решений, повышающих эффективность использования древесной биомассы, основанных на совершенствовании сквозных технологических процессов ее подготовки и переработки на щепу энергетического назначения для территориально распределенных потребителей с использованием комплектов ПРМ.

Объекты исследований. Региональные лесосырьевые потоки низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок, потребители ЩЭН системы ЖКХ Карелии, технологические процессы заготовки, транспортировки биомассы дерева и ее переработки на ЩЭН ресурсы древесного сырья для производства ЩЭН.

Научная новизна. Математическая модель, описывающая процессы функционирования ПРМ для производства ЩЭН для территориально распределенных потребителей с учетом формирования запасов энергетической древесины при использовании её в сфере ЖКХ. Новые данные, характеризующие эксплуатационные показатели древесины энергетического назначения, в т.ч. коэффициенты полнодревесности и коэффициент содержания полезной древесины в штабелях для энергетической переработки для условий Карелии. Электронная база данных ресурсов древесного сырья для производства ЩЭН в Карелии по районам, видам сырья и древесным породам. Технические решения для формирования рациональных процессов производства ЩЭН.

Научные положения, выносимые на защиту. Математическая модель, описывающая процесс функционирования ПРМ для производства ЩЭН для территориально распределенных потребителей в лесопромышленном регионе с учетом формирования запасов древесного сырья и щепы для использования в сфере ЖКХ. Методика определения ресурсов древесного сырья Карелии, используемого для производства ЩЭН и база данных этих ресурсов. Новые эксплуатационные характеристики древесного сырья, используемого для производства ЩЭН для условий Карелии, включая коэффициенты полнодревесности и коэффициент содержания полезной древесины в штабелях лесоматериалов для энергетической переработки. Прогноз образования древесного сырья для производства ЩЭН в Карелии на период до 2020 года. Результаты исследований функционирования ПРМ УРП-600. Рекомендации по выбору рациональных сквозных технологических процессов производства ЩЭН и режимов работы ПРМ.

Практическая значимость. Результаты исследования являются научной основой для принятия решений в области формирования систем машин и выбора технологических процессов производства ЩЭН, позволяя снизить потери сырьевых, финансовых и материальных ресурсов при реализации предлагаемых решений.

Обоснованные технические решения и результаты исследований используются Госкомитетом Республики Карелия по реформированию ЖКХ, использованы при разработке РЦП «Активное вовлечение местных топливно-энергетических ресурсов в топливно-энергетический комплекс Республики Карелия» и в учебном процессе лесоинженерного факультета ПетрГУ.

Достоверность научных исследований подтверждается значительным статистическим материалом, полученным в реальных природно-производственных условиях Республики Карелия, адекватностью разработанных моделей, внедрением результатов исследований.

Апробация работы. Основные результаты исследований, обоснованные положения и рекомендации доложены на Международных конференциях: «Биоэнергетика в России и в мире» (Санкт-Петербург, 2006), «Древесные пеллеты, щепа и торф» (Петрозаводск, 2006), «Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике» (Петрозаводск, 2006); на республиканских конференциях: «Ресурсосберегающие технологии лесного комплекса (Петрозаводск, 1998), «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Петрозаводск, 1999), «Инвестиционный климат и предпринимательство в регионах России» (Петрозаводск, 2005), «Структурная перестройка лесного комплекса Республики Карелия» (Петрозаводск, 2008); на заседаниях кафедры технологии и оборудования лесного комплекса и КарНИИЛПК ПетрГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в т.ч. 1 в издании, входящем в перечень ВАК.