1. Обоснование необходимости и направлений развития производства
1.1 Общая характеристика предприятия
АО «Монди Сыктывкарский ЛПК» один из крупнейших производителей целлюлозно–бумажной продукции России. Сыктывкарский ЛПК основан в 1969 году. Предприятие специализируется на выпуске офисной и офсетной бумаги. Здесь производят газетную бумагу, картон для плоских слоев гофрированного картона «топ–лайнер» и «крафт–лайнер». Самый известный бренд компании офисная бумага «Снегурочка» ? лидер рейтинга российских товаров среди офисных бумаг. В структуру комбината входят собственное древесно–подготовительное производство, целлюлозный завод, цех по производству бумаги и картону, теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) и комплекс водоочистных сооружений. На комбинате работают четыре бумагоделательные машины. Компания является арендатором 2,1 млн. га лесов с расчетной лесосекой 5,2 млн. , из которых 96% расположены в Республике Коми. Все лесные участки компании и вся цепь поставок лесоматериалов на комбинат сертифицирована по схеме Лесного Попечительского Совета (FSC). В рамках добровольной лесной сертификации компанией предпринимаются меры для обеспечения не истощительного и устойчивого лесопользования. С 2009 года Монди СЛПК полностью перешел на машинную заготовку с использованием современной импортной техники. С 2011 года вся заготовка переведена на сортиментную технологию. Сыктывкарский ЛПК контролирует семь лесозаготовительных филиалов, входящих в его дочернюю компанию, которая обеспечивает комбинат древесным сырьем. До 25% объема лесопродукции идет на реализацию сторонним организациям. Половина потребности комбината удовлетворяется за счет закупаемой у местных поставщиков балансовой древесины и щепы. До 60% потребляемой комбинатом древесины заготавливается в границах лесной аренды Монди СЛПК, из которых порядка 80% выполняется собственными машинными комплексами, а оставшиеся 20% приходятся на подрядчиков. В структуру «Монди СЛПК» входят семь филиалов, работающих под руководством дочерней компании ООО «Лесная компания Монди СЛПК» более чем на 2 млн. га арендных лесных угодий. Лесоуправление на арендованных компанией лесных участках сертифицировано по стандартам Лесного попечительского совета (FSC).Основная часть ? в рамках сертификации арендных участков «Монди СЛПК» (площадью 1,449 млн. га) и в рамках групповой сертификации лесоуправления в Кажимском, Койгородском, Прилузком и Сысольском лесничествах Республики Коми (общей площадью 662,9 тыс. га). Объем лесозаготовок в 2019 году ? 2,8 млн. м3. В «Лесной компании Монди СЛПК» заготавливают древесину, используя современную технику компаний «Valmet», «John Deere», « Ponsse».
ОАО «Монди СЛПК» занимается не только лесозаготовкой, но и лесохозяйством. Дочерняя компания «Новый лес» проводит лесовосстановительные работы, выращивает саженцы ? их высаживают в грунт на территориях, где заготавливают древесину. Примерно половину используемой древесины предприятие заготавливает собственными силами, а остальной объем закупает. Использование покупного и заготовленного на собственных делянах древесного сырья обеспечивает высокопроизводительную работу предприятия.
Предприятие Монди СЛПК находится в Эжвинском районе Сыктывкара. Лесозаготовка сконцентрирована в бассейнах рек Вычегда, Сысола и Мезень. Компания является арендатором 2,1 млн. га лесов, 96% которых расположено в южной и центральной части Республики Коми (в Удорском, Троицко?Печорском, Усть Куломском, Корткеросском, Сыктывдинском, Сысольском, Койгородском и Прилузском муниципальных районах), а остальные 4% ? в юго?восточной части Архангельской области (Пинежский муниципальный район). ОАО “МОНДИ СЛПК” Удорское отделение находится в южной части республики Коми, в 40 километрах от станции Кослан. Производственные мощности располагаются в двух поселках городского типа Усогорск, Благоево. Все поселки построены в кирпичном исполнении, обеспечены централизованным энергоснабжением, отоплением, канализацией, холодным и горячим водоснабжением. Часть домов в поселке Усогорск газифицирована. Поселок Усогорск расположен на расстоянии 15 км от районного центра ? с. Кослан, в 285 км от столицы Республики ? г. Сыктывкара, в 3?х км от станции Кослан. Поселки связаны между собой асфальтовыми дорогами, и расположены рядом с железной дорогой на ветке Микунь? Кослан – Селогвож ? Вендинга. Основным видом плановой деятельности является заготовка и переработка древесины.
В настоящее время ОАО “МОНДИ СЛПК” является крупнейшим лесозаготовительным предприятием в Республике Коми. Схема лесопоставок ОАО “МОНДИ СЛПК” представлена на рисунке №1.
Рисунок №1 ? Схема лесопоставок ОАО “МОНДИ СЛПК”
1.2 Основные технико?экономические показатели предприятия
На рисунке №2 представлена производственная деятельность ОАО “МОНДИ СЛПК”.
Рисунок №2 ? Производственная деятельность АО “МОНДИ СЛПК”
Итого:
Лесозаготовительных участков – 7
Вахтовых поселков – 8
Сотрудников – 1554
? Общая площадь арендованных участков – 2,1 млн.га
? Общая площадь вырубок (2018 год) – около 13 тыс. га
? Объёмы заготовки в год –3,2 млн.3, около 60% от всей древесины за год заготавливается с ноября по апрель
Площадь искусственного лесовосстановления (факт):
? 2018 год – 1374,9 га
? 2019 год – 1165,4 га
Построено (2019 год):
? дорог – 117 км
? мостов – 16.
2. Анализ существующей технологии производства
Лесозаготовка леса состоит из двух этапов это валка и тралёвка леса. В этом подразделе подробно рассмотрим эти технологии лесозаготовки.
2.1 Валка леса
При разработке лесосеки харвестерами волок и прилегающие к нему пасеки разрабатываются за один проход. Вырубая волок, харвестер одновременно проводит подготовку пути для форвардера. Подготовка путей (волоков) состоит в укладке лесосечных отходов на волок и прокладке такого пути, который затем позволит форвардеру полностью использовать его грузоподъемность. Волоки прокладываются по параллельной, радиальной или диагональной схеме. Волоки попарно соединяются на дальнем крае лесосеки.
При расстоянии трелевки свыше 300 м волока необходимо соединять на середине длины пасеки. Ширина пасек устанавливается в соответствии с технологической картой и лесоводственными требованиями, обычно оно равно полуторной высоте среднего дерева в древостое.
В процессе разработки волока машина движется по намеченному визиру, убирая все деревья, мешающие движению. Одновременно выполняется необходимая выборка деревьев на полупасеках. Путь движения машины может отклонятся от прямолинейного с целью сохранения групп подроста, что особенно важно при сплошной рубке, а также с целью наименьшей вырубки здоровых деревьев на волоке при несплошных рубках.
При несплошных рубках за один проход по волоку проводится необходимая выборка деревьев по всей ширине полупасек. Машинист харвестера может оснащаться бензопилой, которая используется им для валки и частичной раскряжевки деревьев, диаметр которых больше указанного в технической документации. Если число таких крупномерных деревьев превышает 10% от общего числа подлежащих валке, то к машинному звену придается вальщик леса, который дорабатывает лесосеку после прохода харвестера.
Если технологические комплексы (комплект бензопил + форвардер и бензопила + процессор + форвардер) практически не имеют ограничений в применении, то полностью машинный технологический комплекс (харвестер + форвардер) помимо ограничения по диаметру спиливаемого дерева имеет ещё два.
Использование харвестера не допускается в древостоях, в которых наличие подроста характеризуется числом более 3000 шт./га при равномерном его распределении. Не допускается использование харвестера и для валки деревьев, вокруг которых расположены густые группы подроста. В этом случае харвестер переводится на процессорный режим работы, а валка деревьев осуществляется направленно бензопилой.
Использование харвестера, также ограничивается в том случае, когда по лесоводственным соображениям расстояние между волоками (ширина пасек) превышает двойной вылет манипулятора, т. е. 16–20 м. И хотя колесному харвестеру разрешается сход с волока для взятия отдельных деревьев, в этих случаях, как правило, машинному комплексу придается звено вальщиков, которые, идя вслед за харвестером, дорабатывают не освоенное харвестером площади пасек.
Технологический цикл заготовки сортиментов харвестером состоит из следующих приемов и движений: наводка харвестерной головки на дерево и его зажим; срезание, сталкивание и подтаскивание дерева в зону обработки; обрезка сучьев и раскряжевка ствола.
Наведение производится с совмещением операций на выбранное дерево, при необходимости следует сразу «выкосить» подрост, раскрыв полностью захватные рычаги и включая подачу пилы. При наведении его на дерево, следует осмотреть и спланировать сортименты, которые возможно из него выпилить, если система управления и навык владения харвестером позволяют задать программу раскроя ствола.
Захват дерева осуществляют двумя способами: первый – навести захватно–срезающее устройство непосредственно на высоту срезания и захватить; второй: навести захват на высоту примерно 1,5–2 м выше плоскости срезания, слегка зажать захватные рычаги, не до полного смыкания, опустить вниз по стволу на нужную высоту, применив при необходимости обратный ход протаскивающего устройства, и окончательно сжать рычаги. Второй способ позволяет обрабатывать близкорасположенные деревья, и эффективен в зимнее время при глубоком снеге. После сжатия рычагов проверить надежность захвата натягом манипулятора и приступить к срезанию.
Если дерево имеет сильный наклон или большой диаметр в плоскости срезания, необходимо выполнить подпил, установив харвестерную головку со стороны валки, затем установить ее в обычное положение и произвести пропил и повал.
Некоторые модели харвестерных головок позволяют на короткое время фиксировать ее вертикальное положение. Эта возможность разрешает переносить деревья небольшого диаметра в вертикальном положении, не дожидаясь их полного опускания на землю.
Для харвестера «Тимберджек 1270» три альтернативные харвестерные головки: модели «746», и «755» используются для выборочных и сплошных рубок; модель «762В» пригодна для прореживания и рубок главного пользования спелых и перестойных насаждений средней и повышенной крупности. Эти головки снабжены гидростатическими цепными пилами. Протяжка дерева через сучкорезные ножи производится за счёт стальных вальцов с высокопрочными шипами, которые гарантируют ровное захватывание и подачу ствола независимо от его диаметра. Обрезка сучьев осуществляется гидравлическими подвижными сучкорезными кожами, раскрывающимися во время подачи дерева.
Данные модули харвестерных головок хорошо зарекомендовали себя в работе благодаря надежности и длительному сроку эксплуатации в различных производственных условиях. Схема валки леса харвестером показана на рисунке №3.
Рисунок №2 ? Схема валки леса харвестером
1 – растущий лес; 2 – волок; 3 – харвестер; 4 – пакет сортиментов; 5 – порубочные остатки; 6 – заезд на полупасеку
2.2 Тралёвка леса
Сортиментовоз передним ходом заходит в дальний от погрузочной площадки конец ленты, разворачивается и, двигаясь в направлении погрузочной площадки, собирает, транспортирует к месту разгрузки, сортирует и укладывает в штабеля сортименты. При этом колесные сортиментовозы собирают сортименты с любой стороны. В случае невозможности разворота сортиментовоза без нанесения повреждений подросту или оставшимся на пасеке деревьям сортиментовоз работает по круговой схеме, для чего волоки соединяются между собой проездами, либо заезжая на волок задним ходом.
Цикл работы сортиментовоза на наборе включает несколько приемов и операций: наведение захватного устройства, захват и перенос одного или нескольких сортиментов, укладку их в кузов, переезд от одной рабочей стоянки к другой. При погрузке сортименты пакетируются на земле, затем за один прием захватываются один – три крупных сортимента или несколько балансов. При наборе пачки, как правило, загружаются сортименты одного вида. Если кузов сортиментовоза не удается загрузить ими полностью, то он догружается другими сортиментами. Затем сортименты транспортируются к дороге, где укладываются каждый в соответствующий штабель. При укладке сортиментов в штабель производится их сортировка.
Частичная сортировка происходит и при работе харвестера он укладывает сортименты таким образом, что бы сортиментовозу было удобно брать нужные сортименты, благодаря этому оператор может подсортировать сортименты по длинам и породам в процессе их сбора на волоке. Схема тралёвки леса показана на рисунке №4.
Рисунок №4 ? Схема тралёвки леса
1 – поваленные деревья; 2 – порубочные остатки на волоке; 3 – растущие деревья; 4 – пасечный волок; 5 – погрузочная площадка; 6 – штабель хлыстов; 7 – лесовозный ус; 8 – магистральный волок; 9 – трактор; 10 – хлысты на пасеке
2.3 Инженерные сети и системы
Электроснабжение всех предприятий ОАО “МОНДИ СЛПК" Удорское отделение (жил.соц.культфонд и производств) – централизованное от энергетической системы Удорского филиала «Южные электрические сети» ОАО АЭК «Комиэнерго».
Теплоснабжение, водоснабжение и отведение сточных вод централизованное – муниципальное по п. Усогорск, Благоево.
Теплоснабжение производственной зоны УЛЗ «Усогорск» реконструируется и будет осуществляется от своей котельной на базе типа КВНП–1,25. Топливо для котельной – дрова, топливная щепа, полученные от переработки древесины.
2.4 Обеспечение ресурсами
В 2011?2019 гг. до 6% поставок древесины на комбинат осуществлялось железнодорожным транспортом с севера из Удорского отделения. До 9% древесины поступало на комбинат из Восточного отделения по рекам. Большая часть древесины доставлялась лесовозами по автомобильным дорогам. Почти половина древесины перевозится собственными лесовозами компании, остальная – подрядными организациями. Количество старых лесовозов сократилось с 256 единиц в 2018 г. до 135 в 2019 г. В 2017 г. был подписан контракт на закупку 89 новых грузовиков марки "Mercedes–Benz" и шести погрузчиков марки "Sennebogen", включая пакет услуг полного сервисного обслуживания. В результате коэффициент эффективного использования автотранспорта увеличился на 19% (с 0,47 в 2018 г. до 0,56 в 2019 г.).
ОАО «МОНДИ СЛПК» играет ведущую роль на региональном рынке балансовой древесины. В 2019 г. в РК всего было заготовлено 8,5 млн. м3 древесины, включая 5,5 млн.3 балансовой, из которых 4 млн. м? потребляет АО «МОНДИ СЛПК». Компания является арендатором 2,1 млн. га лесов, 96% которых расположено в Республике Коми, а остальные 4% ? в Архангельской области. В 2019 г. общий объем лесозаготовки составил 3,5 млн.3. На рисунке №3 представлена структура лесозаготовок по сортиментам.
Рисунок №3 ? Структура лесозаготовок по сортиментам
На рисунке №4 представлена структурная схема службы лесозаготовок ОАО “Монди СЛПК”.
Рисунок №4 ? Структурная схема службы лесозаготовок ОАО “Монди СЛПК”
2.5 Выводы по разделу
В ОАО “МОНДИ СЛПК” Угорское отделение заготовка леса производится не эффективно, потому что после распилки и транспортировки леса на участках заготовки остаётся много мусора и различных отходов от древесины, что влияет на экологическую обстановку в регионе где производится лесозаготовка. Предлагаю следующее проектное предложение по поводу переработки отходов древесины в щепу это мобильная установка для измельчения щепы.
3. Проектно?технологические решения
3.1 Исходные данные
В качестве мобильной установке для измельчения отходов из древесины, которые получаются после пилки и вывоза леса предлагаю на лесозаготовке использовать передвижную рубильную установку УРП?1 агрегатируемую с трактором Т?150. В качестве исходных данных для расчётов будем использовать технические характеристики выбранной мобильной установки с одной стороны, а с другой объёмы заготовке древесины на Удорском отделение. Передвижная рубильная установку УРП?1 агрегатируемая с трактором Т?150К показана на рисунке №5.
Рисунок №5 ? Передвижная рубильная установку УРП?1 агрегатируемая с трактором Т?150
1 – базовый трактор Т–150К; 2 – гидроманипулятор; 3 ? отводящий трубопровод; 4 – механизм подачи; 5 – ножевой диск; 6 – прицепная платформа; 7 – аутригеры; 8 – грейферный захват
Также эта передвижная установка представлена на третьем чертеже формата А1 в графической части выпускной квалификационной работы.
Передвижной является и отечественная установка УРП–1, состоящая из энергетического модуля, на базе трактора Т–150, на котором смонтировано бульдозерное оборудование и прицепной рубильной машины с согласованным приводом от вала отбора мощности трактора. Система управления рубильной машиной устанавливается в кабине трактора. Передвижная рубильная машина УРП–1 производительность 15 м3 пл. час предназначена для переработки в условиях лесосеки отходов лесозаготовок и тонкомерной низкокачественной древесины хвойных и мягколиственных пород на технологическую щепу. Энергетический модуль используется для сбора и складирования в кучи лесосечных отходов, расчистки и подготовки площадок для работы установки и подъезда щеповоза, погрузо?разгрузочных работ и вывозки древесины (с использованием прицепа).
Загрузочное окно с размерами 340?340 и гидрофицированный механизм подачи позволяют измельчать хлысты и деревья с кроной диаметром в комле до 300?330 мм или древесины меньших диаметров по несколько стволов одновременно. Поворотный щепопровод с регулируемым козырьком обеспечивает равномерное заполнение щеповоза с некоторым уплотнением щепы, что позволяет использовать его объем более эффективно.
Характеристика установки приведена в таблице №2.
Таблица №2 ? Техническая характеристика УРП?1
Параметр Единица измерения Значение
Максимальный диаметр отходов мм 300
Диаметр барабана мм 1200
Частота вращения барабана с?1 1000
Установленная мощность кВт 121,4
Производительность м3/ч 15
Масса кг 16000
Габаритные размеры
в рабочем положении м 11,5?2,63?4,85
в транспортном положении м 10?2,63?3,6
Параметры щепы мм 25?25?25
Выброс щепы верхний
Обслуживание чел 2
Привод барана вал отбора мощности
3.2 Потребность в оборудовании
Для предприятия достаточно одного комплекса подобных машин состоящей из следующей техники это сама передвижная рубильная установку УРП?1 агрегатируемая с трактором Т?150, потом одна бензомоторная пила “Shtill” и один трактор МТЗ?3. Всего суммарно получается три единицы техники. Трактор и бензопилы уже имелись на предприятие, так что при расчёте эффекта от внедрения установки учитываем только её стоимость.
3.3 Описание технологического процесса
Технологический процесс и система машин заготовки древесины и производства технологической щепы после модернизации технологии:
1) валка деревьев, обрезка сучьев и раскряжевка крупномерной древесины бензомоторными пилами «Shtill»;
2) трелевка трактором МТЗ–8 крупномерных хлыстов к месту их раскряжевки, тонкомерной древесины к передвижной рубильной машине УРП–1;
3) передвижная рубильная машина при помощи манипулятора захватывает деревья за вершинную часть и направляет их в рубильную машину для измельчения. Вырабатываемая щепа загружается в сменные контейнеры, которыми комплектуются автощеповозы. Разработка лесосеки (рисунок №4) производится в два приема. В первый прием заготавливается малоценная, мелкая и фаутная древесина, трелюемая к рубильной машине. Во второй прием заготавливаются оставшиеся деревья.
Рисунок №4 – Схема разработки лесосеки после модернизации технологического процесса с внедрением в производственный процесс рубильной установки
4. Расчёт экономического эффекта от внедрения разработки
4.1 Расчёт единовременных затрат
Сумма затрат на приобретение новой техники рассчитывается по формуле:
Кн=Цоб+Ктм;
где Цоб ? цена приобретаемого оборудования равная 2.000.000 рублей;
Ктм ? затраты на транспортно?монтажные работы равные 16?20% от стоимости оборудования, которые рассчитываются по формуле:
Ктм=(16?20)?Цоб.
Подставим известные значения в формулы и рассчитаем искомые величины:
Ктм=0,2?2.000.000=400.000 рублей;
Кн=2.000.000+400.000=2.400.000 рублей.
4.2 Расчёт текущих затрат
Расчёт производительности оборудования.
Годовая производительность оборудования рассчитывается по формуле:
Пр=Рч?Тэф;
где Пр ? годовая производительность;
Рч ? часовая производительность (по паспорту станка или расчетным путём, в натуральных показателях);
Тэф ? эффективный фонд времени работы оборудования равный 4000 часов.
Подставим известные значения в формулу и рассчитаем искомую величину:
Пр=15?4000=60000 м3/год.
Продолжительность рабочего цикла 11200 часов – число часов оперативного времени работы оборудования, на протяжении которого производятся все ремонты, входящие в состав цикла. Простои, связанные с выполнением плановых и неплановых ремонтов и технического обслуживания, в продолжительность ремонтного цикла не входят.
