Экологизированные технологии лесных складов

Федеральное агентство по образованию

 

Уральский государственный лесотехнический университет

 

 

 

 

 

Кафедра ТОЛП

 

 

 

 

Курсовой проект

 

по дисциплине

«Экологизированные технологии

 лесных складов»

 

 

   

 

 

 

                                                          Выполнил:

                 

                                                   Проверил:                           

 

 

 

                                                         

 

 

 

 

Екатеринбург

2010

Уральский государственный лесотехнический университет

 

Кафедра технологии и  оборудования

лесопромышленного производства

 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект

«Экологизированные  технологии лесных складов»

 

Студенту_____________________курса__________________________

                                                                                                ^{(факультет)}

Исходные данные

1. Годовой грузооборот нижнего лесного склада:              24 тыс. м³___         
2. Число дней и сменность работы: по поступлению леса на склад –      187 дней, 1 смена; по переработке древесного сырья - 250 дней, 1см.; по погрузке продукции со склада - 365дней, 2 см._
3. Тип примыкания склада:    прирельсовый____________________
4. Вид сырья поступающего на нижний лесной склад (деревья, хлысты, сортименты, щепа):__хлысты__________________________________
5. Характеристика сырья (средний объем хлыста,  породный состав, выход деловой):_0,39 м³, 3С6Б1Ос,_71 %_______________________
6. Система машин для выполнения комплекса нижнескладских работ:

     ПХК-28, ЭПЧ-3, Б-22У, КБ-572________________________________

7. Цехи по первичной переработке леса:_Лесопильный цех__________

7.1. Годовой объем переработке леса:_7 тыс. м³ __________________

7.2. Характеристика сырья:_пиловочник хвойный и лиственный____                                                                     7.3. Число дней и сменность работы цеха:_250 рабочих дней в                1 смену___________________________________________________

7.4. Номенклатура готовой  продукции:_пиломатериалы_обрезные__ ______и_необрезные хвойных и лиственных пород_______________

          7.5. Головное оборудование:_одноэтажные лесопильные рамы______

____Р63-4Б_________________________________________________

8. Мероприятия по комплексному использованию древесных отходов:

______________________________________________________________

9. Мероприятия по безопасной  производственной деятельности:

______________________________________________________________

10. Особые условия проектирования:______________________________

 

 

                      Дата выдачи задания_____________________

                 Срок сдачи проекта______________________

Студент________________________________

Руководитель___________________________

Содержание

 

                                                                                                                     

 

Исходные данные…………………………………………………………….2

1. Технологический процесс нижнего лесопромышленного

    склада……………………………………………………………………….4

1.1. Условия проектирования……………………………………………...4                                                          

1.2. Режим работы……..……………………………………………………4                                                               

1.3. Баланс раскряжевки хлыстов, выход сортиментов,

       распределение лесоматериалов по назначению……………………...7

1.4. Обоснование выбора типа цехов по первичной  переработке,

       объемов  и видов круглых лесоматериалов, перерабатываемых

       в  них………………………………………………………………..…...8                                    

    1.5. Характеристика  технологического процесса нижнего склада...….…9                                                                                  

    1.6. Технологический процесс работы нижнего склада……………..…..11                               

    1.7. Расположение складского оборудования, лесоперерабатывающих        цехов, сырьевых, перегрузочных и складов готовой продукции.…12  

    1.8. Склады древесного сырья и круглых лесоматериалов……………...16                                                                  

   

2.   Цехи по первичной переработки круглых лесоматериалов                                                                

2.1. Основные исходные  данные и требования для проектирования

 цехов………………………………………………………………......20                                                                

2.2. Описание технологического процесса………...……………………21

 

Библиография……………………………………………………………29                                                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технологический процесс нижнего лесопромышленного

склада

 

1.1. Условия проектирования

 

Лесные склады предназначены  для бесперебойной работы лесовозного транспорта, а также для обработки и отгрузки потребителям различных по размерам и качеству лесоматериалов. В состав технологического процесса лесоскладских работ входит первичная обработка хлыстов с целью получения из них круглых сортиментов на отгрузку как готовой продукции и сырья для лесоперерабатывающих цехов.

Склад проектируется на территории поселка Кананикольск, Зилаирского района, республики Башкортостан. Тип примыкания склада – прирельсовый. Площадка под строительство естественных ограничений не имеет.

 

1.2. Режим работы

 

На нижний склад с лесосеки поступает сырье в виде хлыстов. Годовой грузооборот склада по прибытию характеризует объем лесоматериалов, поступивших и обрабатываемых на складе в течение года, он составляет 24 тыс. м³. Вывозка леса осуществляется периодически, т.е. исключая весеннюю и осеннюю распутицы (с 15 апреля по 15 июня и с 15 октября по 15 ноября). В зимнее время сырье поступает на склад с 15 ноября по 15 апреля (100 дней), а в летнее – с 15 июня по 15 октября (87 дней), в 1 смену.

Режим работы по переработке древесного сырья -250 дней в 1 смену, по отгрузке готовой продукции потребителям в вагоны МПС - 365 дней в 2 смены.

Для построения интегрального графика режима работы нижнего склада первоначально необходимо произвести расчеты по годовым и среднемесячным объёмам поступления и раскряжёвки хлыстов в зимний и летний периоды.

Зимой (5 месяцев) вывозится 70% древесины:

Q_в.з. = 24 × 0,7 = 16,8 тыс. м³;

 

Летом (4 месяца) вывозится 30% древесины:

Q_в.л. = 24 × 0,3 = 7,2 тыс. м³;

 

Среднемесячное поступление  хлыстов на нижний лесопромышленный склад в зимний период:

 

= = = 3,36 тыс. м³,

где Q_в.з. - общий объем поступления хлыстов на склад в зимний период,        тыс. м³;

t_з- продолжительность зимнего периода вывозки, месяц.

Среднемесячное поступление  хлыстов на нижний лесопромышленный склад в летний период:

Q_с.м.л. =

= = 1,8 тыс. м³,

где Q_в.л. - общий объем поступления хлыстов на склад в зимний период, тыс. м³;

 t_л - продолжительность летнего периода вывозки, месяц.

 

Среднемесячный объем  раскряжевки хлыстов рассчитывается в зависимости от принятого режима работы склада. При равномерном режиме раскряжевки хлыстов в течение года среднемесячный объем составит:

Q_м.р. =

= = 2 тыс. м³,

 

где Q_год - годовой грузооборот склада по раскряжевке хлыстов, тыс. м³.

 

На рис.1 показан график режима работы нижнего лесопромышленного склада. Графиком раскряжевки хлыстов при равномерной раскряжевке хлыстов в течение года будет прямая линия (2). График поступления хлыстов на склад строим с учетом переходящего запаса  Q_п (разница между плановым объемом вывозки и объемом переработки за этот же период).

Определяем объем переходящего запаса древесного сырья Q_п:

 

Q_п = Q_в.з.2 - Q_р.з.2,

 

где Q_в.з.2 - объем вывозки леса в зимнее время за второй период, тыс. м³;

 Q_р.з.2 - объем раскряжевки в зимнее время за второй период, тыс. м³.

 

С 15 ноября по 31 декабря (1,5 месяца) вывозится:

Q_в.з.2 = 1,5

3,36 = 5,04 тыс. м³;

 

С 15 ноября по 31 декабря (1,5 месяца) раскряжевывается:

Q_р.з.2 = 2

1,5 = 3 тыс. м³;

 Q_п = 5,04 – 3= 2,04 тыс. м³.

 

Построенный график вычерчен по методике приведенной в учебнике [2].

 

Определение максимального объема резервного запаса хлыстов:

Разность ординат точек  В и А равняется максимальному сезонному  запасу хлыстов, создаваемых для ритмичной работы склада.  Величина В определяется как сумма переходящего объема запаса древесного сырья (Q_п) и объема вывозки (Q_в.з.1) с 1 января по 15 апреля, а величина А равняется объему раскряжевки хлыстов (Q_р.з.1) за этот же период.

 

Е_в.р = (Q_п + Q_в.з.1) - Q_р.з.1 = (2,04 + 3,36

3,5) – 2,0 3,5 = 6,8 тыс. м³.

 

 

Рис.1. График режима работы нижнего склада

 

1 – график поступления хлыстов на склад; 2 – график раскряжёвки хлыстов.

t_з.1 - время вывозки в первый зимний период; t_в.р. - время весенней распутицы; t_л - время вывозки летом; t_ос.р. - время осенней распутицы; t_з.2 - время вывозки во второй зимний период; Q_з.1 - объем раскряжевки в первый зимний период; Q_л - объем раскряжевки летом; Q_з.2 - раскряжевка во второй зимний период. Максимальный сезонный запас: Е_в.р.= 6,8 тыс.м³.

1.3. Баланс раскряжевки  хлыстов, выход сортиментов, распределение круглых лесоматериалов по назначению

 

На склад доставляются хлысты со средним объемом 0,39 м³, породный состав 3С6Б1Ос, выход деловой древесины 71%. Планируемый выход сортиментов из хвойных и лиственных хлыстов приведен ниже.

 

                                                                                     Таблица 1

Баланс раскряжевки хлыстов

 

№ п/п	Наименование	Объем
		в год		в сутки	в смену
		тыс. м3	%	м3	м3
1.   2.	Деловые лесоматериалы Дрова	17 7	71 29	68 28	68 28
	Итого:	24	100	96	96
3.	Отходы  (за балансом раскряжевки хлыстов)	0,72	3	2,88	2,88

 

 

Таблица 2

Характеристика  круглых лесоматериалов

 

№ п/п	Наименование  сортиментов	Объем								Длина, м		Диаметр, см	Число сортов
		в год, тыс. м3		в сутки, м3			%
1	2	3		4			5			6		7	8
	Хвойные лесоматериалы
	Пиловочник Балансы	4,1 2,2	16,4 8,8				17 9		4;6 4			14 и более 8 - 24	1,2,3 2,3
	Итого хвойных:	6,3					26
Лиственные  лесоматериалы
2.   3.   4.	Пиловочник Фанерный             кряж Спичечный кряж Балансы	2,9   4,6   0,7 2,6	11,6   18,4   2,8 10,4				12   19   3 11		4   1,6;3,2   4 2			14 и более   16 и более   16 и более 8 - 24	1,2,3   1,2     2,3
Итого лиственных:		10,8					45
Окончание табл. 2
1	2	3	4				5		6			7	8
Дровяная древесина
1.   2.	Дрова хвойные Дрова лиственные	0,9   6,0			3,6   24,0	4   25		-   -			-   -			-   -
Итого дровяной:		6,9				29
ВСЕГО:		24				100

 

 

Таблица 3

Распределение  круглых лесоматериалов по назначению

 

Хвойные		Лиственные
Наименование  сортиментов	Объем, тыс. м3	Наименование  сортиментов	Объем, тыс. м3
1	2	3	4
На отгрузку потребителям в круглом виде (17,0 тыс. м3)
Балансы Дрова	2,2 0,9	Балансы Фанерный кряж Спичечный кряж Дрова	2,6 4,6 0,7 6,0
На собственное  потребление (в лесопильный цех) (7,0 тыс. м3)
Пиловочник	4,1	Пиловочник	2,9

 

 

1.4. Обоснование  выбора типа цехов по первичной  переработке, объемов и видов  круглых лесоматериалов, перерабатываемых в них

 

Объем перерабатываемого  сырья составляет 7 тыс. м³ в год, из них пиловочник хвойный 4,1 тыс. м³ и пиловочник лиственный 2,9 тыс.м³. Учитывая незначительные объемы лесопиления и характеристики сырья, принимаем цех на базе одноэтажных лесопильных рам Р63-4Б. Перед подачей сырья к лесопильным рамам необходима предварительная сортировка круглых лесоматериалов по группам диаметров. В данном цехе возможна переработка сырья объемом от 5-10 до 40-50 тыс. м³. 

 

 

 

 

 

 

1.5. Характеристика  технологического процесса

нижнего склада

 

Объем и перечень производственных операций зависят от назначения и  типа склада; вида сырья, поступающего с лесосеки; способов доставки и  отгрузки лесоматериалов.

В состав технологического процесса лесоскладских работ входят следующие операции:

- разгрузка подвижного состава с подачей сырья на раскряжёвку или       в запас (консольно-радиальный кран ПХК-28 с грейфером ЛТ-185);

- раскряжевка хлыстов (электромоторная пила ЭПЧ-3);

- сортировка лесоматериалов (сортировочный транспортёр Б-22У с бревносбрасывателями ЛТ-166);

- штабелёвка, погрузка  в транспорт потребителя и  подача круглых лесоматериалов  на переработку (башенный кран  КБ-572 с грейфером         ЛТ-153).

 

1.6. Технологический процесс работы нижнего склада

 

На чертеже 1 приведён план нижнего склада. С лесосеки на склад поступает сырьё в виде хлыстов. Разгрузка хлыстов с автопоездов, подача их на раскряжёвку или в запас производится консольно-радиальным краном ПХК-28. Кран разгружает пачку хлыстов с помощью грейфера с изменяющейся площадью зева, что обеспечивает плотное обжатие пачки, благодаря чему хлысты не смешиваются при передвижении крана по окружности. Пачка хлыстов поднимается с автопоезда и при движении крана по круговому рельсовому пути подаётся либо на раскряжёвочную эстакаду, либо в штабель запаса высотой до 8м. При отсутствии груженых автопоездов и необходимости обеспечения  раскряжевочной установки лесом хлысты подаются из штабеля на эстакаду. В штабеле пачки хлысты размещены вершинами вовнутрь, центрами тяжести по окружности, по которой перемещается подвеска грейфера. Применение данного крана позволяет создать значительный (до 12,5 тыс. м³) запас хлыстов, т.е. от 25% до 50% от  данного годового грузооборота. Это особенно важно для предприятия, не имеющего лесовозных дорог круглогодового действия [3].

Техническая характеристика крана  ПХК-28

Грузоподъемность                                                             28 т

Радиус кругового рельсового пути                                  R=18,4 м

Рабочий вылет консоли                                                    17,5 м

Высота подъема крюка                                                     10 м

Мощность                                                                           50 кВт

Масса                                                                                   46 т

В случае временного отказа крана ПХК-28 разгрузка автопоездов на раскряжевочную эстакаду производится разгрузочно-растаскивающей установкой РРУ-10М.

Раскряжевка хлыстов  производится электромоторной пилой ЭПЧ-3 на специально оборудованной площадке. Механизированную раскряжевку хлыстов производят на специально оборудованных площадках. Площадка имеет размеры, позволяющие разместить на ней не менее одной-двух пачек хлыстов и обеспечивать нормальные условия работы для раскряжевки хлыстов на сортименты. Площадка имеет уклон в сторону сортировочного лесотранспортера. Продольные опоры в средней части площадки делают выше крайних. Для дробления пачек хлыстов площадку оборудуют разделительным устройством с челночными захватами (РРУ-10М). Раскряжевка хлыстов производится по индивидуальному методу и включает в себя операции по визуальному осмотру и оценке качества каждого хлыста, разметке его по длине, раскряжевке хлыста электромоторной пилой ЭПЧ-3 и откатке сортиментов к сортировочному устройству.

 

 

Техническая характеристика пилы ЭПЧ-3

Мощность                                                                           3 кВт

Частота тока                                                                       400 Гц

Частота вращения ротора                                                 11500 мин^-1

Рабочая длина пильной  шины                                           470 мм

Скорость резания                                                                11,5 м/с

Производительность чистого пиления

свежесрубленной ели                                                         90 см²/с

Масса                                                                                    9,7 кг

 

Отпиленные дровяные короткомерные лесоматериалы сбрасываются на транспортер для уборки дров, располагающийся рядом с раскряжевочной площадкой. Дрова укладываются в кассеты. Краном КБ-572 дрова грузятся на автомобили и отвозятся по назначению.

Деловые круглые лесоматериалы  подаются на сортировочный транспортер Б-22У, где производится их сортировка по различным признакам: качеству, породе, назначению и т.д. Сброс лесоматериалов в лесонакопители осуществляются с помощью сбрасывателей ЛТ-166.

 

 

Техническая характеристика транспортера Б-22У

Тяговый орган – сварная круглозвенная цепь с d=22 мм и t=136 мм

Расстояние между поперечинами                                      1,63 м

Скорость цепи                                                                      0,6;0,8 м/с

Длина лесотранспортера                                                     100;120 м

Мощность                                                                             18,5 кВт

В начале потока располагаются  лесонакопители и штабеля круглых  лесоматериалов на отгрузку. Штабеля  круглых лесоматериалов для переработки располагаются в конце лесотранспортера. Сортировка этих сортиментов по лесонакопителям производится с дробностью, необходимой для принятого технологического процесса цеха. Часть сортиментов, соответствующих по своим параметрам, перерабатываемым в данное время в цехе, с транспортера сразу же подаются на питатель ЛТ-79 и с него на транспортер в лесоцех.

Круглые лесоматериалы, полученные при раскряжевке, подаются в штабеля для временного хранения или непосредственно в вагоны МПС для отправки потребителю, а также на переработку в цех. Эти операции выполняются башенным краном КБ-572.

Схема нижнего склада позволяет эффективно использовать складские площади, благодаря значительной высоте штабелей как хлыстов, так  и сортиментов, создаваемых соответственно кранами ПХК-28 и КБ-572.

 

Техническая характеристика башенного крана КБ-572

Грузоподъемность                                                               10 т

Вылет крюка                                                                         25-35 м

Высота подъема крюка                                                        13,5 м

Мощность                                                                             45 кВт

Частота вращения стрелы                                                   0,5 мин^-1          

 

Схема нижнего склада позволяет эффективно использовать складские площади, благодаря значительной высоте штабелей как хлыстов, так  и сортиментов, создаваемых соответственно кранами ПХК-28 и КБ-572.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения объема грузовых операций подъемно-транспортного оборудования (ПТО), необходимо составить схему по этапам выполнения работ (рис. 2).

 

I этап. Разгрузка хлыстов с подвижного состава (ПХК-28)

 

              Q _г.с. =100 % (24 тыс. м³)

Общий объем работы в процентах  по этапу, от годового грузооборота Qг.г.р.1=128,3%Qг.с.= = 30,8 тыс. м3

28,3 % (6,8 тыс. м³)                       71,7 % (17,2 тыс. м³)

штабелевка и                                   подача на устройство       

последующая                                   раскряжевочной              

подача на раскряжевку                   установки    

 

Общий объем работы консольно-радиального  крана ПХК-28 составляет 30,8 тыс. м³.

 

II этап. Подача круглых лесоматериалов на погрузку как готовой продукции (КБ-572)

 

175 % от годового объема сырья  по погрузке в круглом виде, или 123,9 % от годового грузооборота  склада по поступлению сырья  Qг.г.р.2=123,9%Qг.с.= =29,7 тыс. м3

       Q _г.г.р.2 =70,8 % Q_г.с. (17 тыс. м³)

75 % (12,7 тыс. м³)                        25 % (4,3 тыс. м³)

укладка в штабеля                         непосредственная 

запаса и последующая                  погрузка из

погрузка                                         лесонакопителей на                                                                    

                                                        подвижной состав

 

III этап. Подача круглых лесоматериалов в цехи на переработку:

 

              Q _г.г.р.3 =29,2 % Q_г.с. (7 тыс. м³)

180 % от годового объема сырья на переработку, или 52,6% от годового грузооборота по поступлению сырья Qг.г.р.3=52,6% Qг.с.= =12,6 тыс. м3

80 % (5,6 тыс. м³)                           20 % (1,4 тыс. м³)

штабелевка и                                  непосредственная

последующая                                  подача с сортирово-            

подача на приемное                       вочного устройства                                          устройство                                       в цех                                                              

                                                

Суммарный объем грузовых операций башенного крана КБ-572 составит 42,3 тыс. м³.

 

 

Рис. 2. Схема  по определению объема грузовых операций ПТО

                                                                                                      Таблица 4

Объем работ  по операциям

 

№ п/п	Наименование операции	Число рабочих дней в  году	Объем работы		Число смен	Сменный объем, м3
			в год, тыс. м3	в сутки, м3
1. 2. 3. 4. 5.   6.	Разгрузка сырья Раскряжевка Сортировка Штабелевка Погрузка потребителям Подача в цех	187 250 250 250   365 250	30,8 24 24 18,3   17 7	164,7 96 96 73,2   46,6 28	1 1 1 1   2 1	164,7 96 96 73,2   23,3 28