Улучшить лесопиление = улучшить экологию

Два аспекта одной проблемы

Лесопиление, как одна из отраслей лесопромышленного комплекса, в наши дни невозможно без учета экологической ситуации и соблюдения соответствующих норм. Около 20% мировых запасов леса находится в России. Целесообразно рассмотреть совместно эти факторы. И без того удручающая экологическая обстановка, которая в последние годы усугубляется экономическими проблемами, диктует российским лесопромышленникам необходимость рационального подхода к эксплуатации богатств российского леса.

Рисунок «Схема полностью уравновешенной бесшатунной одноэтажной лесорамы» смотрите в PDF-версии журнала

Надвигающееся на человечество глобальное потепление возникло в результате сокращения площадей лесных массивов при резком росте выбросов в атмосферу парниковых газов. Леса поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Следовательно, уменьшение в атмосфере объема углекислого газа снижает парниковый эффект, а увеличение объема атмосферного кислорода спасает человечество, ибо имеющегося сейчас количества атмосферного кислорода уже недостаточно для обеспечения оптимального функционирования человеческого организма. Отсюда рост болезней во всем мире и другие проблемы.

Конечно, способствует сокращению «зеленых легких» Земли и хозяйственная деятельность человека, в частности заготовка древесины и лесопиление.

Разумеется, полностью прекратить такую деятельность, руководствуясь желанием спасти лесные массивы, невозможно, да и нецелесообразно. Однако существенно оптимизировать технологии лесопиления, которые зачастую наносят непоправимый вред нашим лесам, необходимо безотлагательно. Причем эта работа должна вестись параллельно с широкомасштабным восстановлением лесных насаждений.

Поиски путей решения проблемы неэффективного лесопиления, с нашей точки зрения, целесообразно вести в двух основных направлениях:

Лесопильная рама – традиционное российское
лесопильное оборудование

Известно, что львиная доля заготовленной древесины в России перерабатывается на лесопильных рамах. Пилорамы в нашей стране известны издавна. Отечественные механики еще в XVI веке строили лесопильные мельницы, ставшие основой техники лесопиления. В ХIX веке была построена первая сдвоенная русская лесопильная рама. И до сих пор пилорамы не исчерпали себя. Ленточнопильные станки, ставшие весьма популярными в последние годы, на самом деле могут технологически дополнять, но не заменять пилорамы, которые по некоторым параметрам превосходят своих ленточных «родственников». Например, ленточные пилы после четырехчасовой работы должны «отдыхать», что заставляет производственников увеличивать запасы инструмента. Рамные же пилы проще затачивать и обслуживать. У лесопильных рам производительность выше, они обеспечивают выход точной по толщине и общей геометрии доску. К тому же, их может обслуживать персонал с более низкой квалификацией, чем требуемый для ленточнопильных станков (а следовательно, можно экономить на оплате труда персонала). Кроме того, мы рекомендуем применять лесопильные рамы с полным динамическим уравновешиванием пильных рамок, тогда фундаменты могут быть облегченными. Следовательно, потребуются меньшие инвестиции в капитальное строительство.

Что касается модернизации конструкций лесопильных рам, то позиция авторов публикации такова. Мощные лесопильные рамы должны быть одноэтажными, а рамы второго ряда следует изготавливать бесшатунными и широкопросветными. Суть идеи раскрыта на схеме.

Плантация мискантуса

Стрелками показаны возвратно-поступательное движение пильной рамки и направление вращения зубчатых колес 5 вместе с пальцами 8 и противовесами 6. Ползуны 7 находятся в продольном отверстии верхней поперечины 1. Такое исполнение позволяет конструктивно упростить качание пильной рамки для отвода зубьев от дна пропила при холостом ходе. В бесшатунной раме благодаря симметричности конструкции происходит полное уравновешивание сил инерции и моментов сил инерции пильной рамки. Конструктивная особенность этой рамы − наличие двух облегченных симметричных половинок пильной рамки, которые самоуравновешиваются по силам инерции, имея центральносимметричный кривошипный привод. Полурамки расположены с обеих сторон бревна, имеют по две пилы (для обрезки горбыля и подгорбыльной доски и получения двухкантного бруса). Конструкция позволяет при необходимости изменять расстояние между пильными рамками, не останавливая работу станка, что дает возможность учитывать разный диаметр распиливаемых бревен.

Что касается второго предложенного нами направления повышения эффективности лесопильных производств − их энергетического обеспечения, то здесь следует отметить, что в ряде европейских и азиатских стран все большее применение находит газогенераторная технология. Преимущества этой технологии вполне очевидны. Сырьем служат отходы сельского, лесного и коммунального хозяйств, дрова, торф, а также рафинированное биотопливо − пеллеты и брикеты.

Затраты на такое сырье в несколько раз ниже, чем на нефтепродукты. Кроме того, сырье для обеспечения предприятия энергией можно самостоятельно производить, в том числе выращивать. В Европе, например, все большее распространение получают так называемые «энергетические» плантации, на которых культивируют быстрорастущие растения, − специально для получения биомассы.

Электрогенератор на генераторном газе

Для этих целей очень хороши тополь, ива, мискантус (другое название − слоновья трава), различные сорта так называемой «энергетической» травы. Так, например, мискантус − многолетнее растение, которое отрастает после срезки. Урожай биомассы можно собирать ежегодно на протяжении 20 лет. Этот тростник выдерживает небольшие морозы и вырастает за год примерно до 4 м в высоту. Масса стеблей увеличивается также и в зимний период и готова к сбору с декабря по апрель. Урожайность мискантуса при средних европейских температурах составляет 12−20 т сухого вещества с гектара. Энергоемкость растения − 17 мДж на один килограмм сухого вещества, что аналогично калорийности древесины. Мискантус хорошо горит в топке, в том числе в измельченном виде. Пригоден для получения пеллет. Энергетический эквивалент, например, по мазуту − около 8 т с гектара.

Применение газогенераторного привода для лесопильных рам и выработки электроэнергии для лесопильных предприятий − перспективный путь существенного улучшения экономических показателей всего производства. В ряде азиатских стран успешно функционируют лесопилки, построенные по такой схеме. Срок окупаемости затрат, необходимых для реконструкции предприятия, не превышает одного года.

При лесопилении и других видах переработки древесины отходы составляют более 50% объема входящего сырья. Даже в «идеальных случаях» глубокой переработки древесины, немалая ее часть сжигается или идет в отвал. Именно эта часть «бросового» сырья может идти на газогенераторную переработку, и предприятие получит дешевую электрическую и тепловую энергию для собственных нужд. Истина эта не нова, но сегодня, учитывая плачевную экологическую ситуацию и неотложность принятия мер для ослабления глобального потепления, указанные в нашей публикации шаги должны осуществляться интенсивно и повсеместно.

Леонид ЛОСЬ,
Михаил ЯШИН