книги из ГПНТБ / Лазарев А.В. Технология производства торфа учеб. пособие

Подставив в формулу (4) значения Q„ и Р в , получим

(100—Шн)

100 — Юк

Для определения глубины фрезерования в конкретном цикле интенсивность испарения принимается по ожидаемым погодным усло­ виям, начальная влажность wHи плотность фрезеруемого слоя за­ лежи у — по фактическим измерениям и конечная влажность шк — по заданию.

При расчете плановой среднесезонной цикловой глубины фрезе­ рования показатели, входящие в формулу (9), устанавливаются следующим образом:

интенсивность испарения — по специальной методике, изложен­ ной в § 17 и многодетными данными о погодных условиях в районе расположения торфяного месторождения;

плотность фрезеруемого слоя залежи — по таблицам Сидякина (приложение 1);

начальная влажность фрезеруемого слоя залежи — по нормати­ вам: при производстве фрезерного торфа на топливо, брикетирова­ ние и удобрения в первые два года эксплуатации площади на залежи низинного типа — 78%, верхового и переходного — 82%, в после­ дующие годы соответственно — 75 и 79%; при производстве торфя­ ной подстилки — 83—84%;

конечная влажность фрезерного торфа, предназначенного на все виды использования, за исключением удобрений, 40% и на удоб­ рения — 55%.

Практический цикловой сбор фрезерного торфа отличается от теоретического на величину потерь фрезерной крошки в процессе проведения технологических операций

(плановый) цикловой сбор принимается с коэффициентом 0,75 от сбора, определенного по формуле (10).

Производственные потери фрезерного торфа в технологическом цикле получаются от приминания фрезерной крошки гусеницами и колесами тракторов и машин при ворошении и валковании и недо­ бора торфа при валковании и уборке. Величина производственных потерь зависит от типа, степени разложения, влажности и пнистости

50

Пример 1 (см. приложение 2)

Сезонный сбор представляет собой количество фрезерного торфа в тоннах при условной влажности, собираемое с 1 га производствен­

ной площади за сезон.

Расчетный (плановый) сезонный сбор фрезерного торфа устана­ вливается произведением планового циклового сбора на расчетное

На профилированных картах, где уборка торфа производится машинами с рабочим органом скреперного типа (УМПФ и ФПУ) расчетный сезонный сбор торфа повышается, по сравнению с получен­ ным по формуле (И), на 10%.

Фактический сезонный сбор определяется как сумма практи­ ческих цикловых сборов.

При производстве фрезерного торфа на топливо и брикетирование по двухдневному циклу цикловой сбор колеблется в пределах 10—

25т/га и сезонный — 300—700 т/га.

§16. Календарные сроки начала и окончания сезона. Определение возможного числа рабочих дней

ициклов по погодным условиям

Начало и окончание сезона производства фрезерного торфа в каж­ дом году при нормальном техническом содержании эксплуатацион­ ных площадей зависит от сложившихся метеорологических условий.

Полевая сушка фрезерного торфа весной становится возможной при устойчивом повышении среднесуточной температуры воздуха не менее чем до 10° С и при оттаивании разрабатываемого слоя залежи на глубину 30—35 см. В таких условиях прекращаются ночные заморозки, а днем воздух и слой фрезерного торфа прогреваются до более высокой температуры, при которой влага свободно испаряется из торфа. После того как на площади будет проведен хотя бы один технологический цикл, сушка фрезерного торфа становится возмож­ ной в дни со среднесуточной температурой воздуха -f6° С.

Окончание сезона производства торфа совпадает с датой устой­ чивого снижения среднесуточной температуры воздуха за предел 10°С. Указанные условия для начала производства фрезерного торфа по раз­ личным районам СССР в среднем наступают в период с 5 мая по 1 июня и окончание сезона во всех районах, за исключением УССР,—31 августа, а на Украине — 15 сентября. В табл. 4 приведены норматив­ ные календарные сроки начала и окончания сезона производства фрезерного торфа на топливо и удобрения, а в табл. 5—на подстилку.

Фактически, в зависимости от сложившихся метеорологических условий, сезон производства в каждом районе может начаться раньше и закончиться позднее установленных календарных сроков. Например, иногда в центральных районах европейской части СССР

первые циклы выполнялись в последних числах апреля и последние —

52

Т а б л и ц а 4

Продолжительность

сезона

Место расположения торфопредприятий

число начало конец календарных

дней

53

в первой половине сентября, а в некоторых областях — даже в послед­

них числах сентября.

Для установления в сезоне возможного числа рабочих дней по уборке фрезерного торфа разработано несколько методик. Все они основаны на анализе ежегодных показателей погоды, регистриру­ емых метеорологическими станциями, которые расположены или на торфопредприятии, или в непосредственной близости от него.

В практике торфяной промышленности при проектировании торфопредприятий наибольшее распространение получила методика быв­ шего Московского торфяного института, разработанная для торфа низинного типа средней и хорошей степени разложения. По этой методике число рабочих дней подсчитывается как разность между общим числом календарных дней в расчетном периоде и числом дней, в течение которых производство фрезерного торфа невозможно по мете­ орологическим и технологическим условиям.

По метеорологическим условиям в число рабочих не включаются дни со средней температурой воздуха ниже 6° С, а также с осадками более 2 мм, когда последние в большинстве случаев превышают вели­ чину суточного испарения и торф увлажняется.

По погодным условиям из числа рабочих исключаются и первые два дня сезона, которые по температуре воздуха и глубине оттаива­ ния залежи можно отнести к числу уборочных. Однако из-за интенсив­ ного подпитывания слоя фрезерного торфа влагой из подстилающего грунта имеет место удлинение первого цикла до четырех дней.

После атмосферных осадков в пределах до 5 мм работы на полях могут начинаться сразу, а при более крупных осадках требуется некоторое время для удаления из разрабатываемого слоя торфяной залежи поглощенной влаги. Поэтому по технологическим условиям из числа рабочих исключается на просушку эксплуатационных площадей по одному дню после осадков от 5,1 до 10 мм и по два дня

после которого из числа рабочих следует исключить наибольшее число дней. Кроме того, по технологическим условиям исключается по одному дню после каждого перерыва производства из-за атмосфер­ ных осадков на развертывание работ по подготовке фрезерного торфа к уборке, когда выполняется рыхление промокшего слоя торфа, фрезерование залежи и ворошения. Все остальные дни, за исключением дней с осадками и дней, затраченных на просушку площадей после дождей и на развертывание работ, относятся к рабо­ чим с коэффициентом цикличности 0,5.

По другой методике, разработанной ВНИИТП также примени­ тельно к торфу низинного типа средней и хорошей степени разложе­ ния, исключение из числа рабочих дней производится по величине атмосферных осадков и по среднесуточной психрометрической разно­ сти. Характеристика этих дней по периодам сезона приведена в табл. 6. Отметим, что по данной методике исключение дня из числа рабочих

5 4

по психрометрической разности производится в случае, если нака­ нуне день был нерабочим.

Расчеты показали, что число рабочих дней и циклов по второй методике получается примерно таким же, как и по первой.

§ 17. Оценка дней сезона по потенциальным возможностям сушки. Интенсивность испарения

Критерием качественной оценки каждого рабочего дня служит интенсивность испарения из слоя фрезерного торфа за сутки. Для ее определения разработано несколько способов. Наибольшее рас­ пространение получил способ Инсторфа, по которому сначала каж­ дый рабочий день, руководствуясь среднесуточной температурой воздуха, относительной влажностью воздуха и облачностью в 13 ч,

атакже атмосферными осадками, относится к той или иной категории

всоответствие с классификацией Инсторфа (табл. 7). Данная клас­ сификация. предусматривает разбивку всех рабочих дней по интен­ сивности испарения на три категории — с хорошей, средней и слабой сушкой. Она основывается на том, что при отсутствии данных о напря­ жении солнечной радиации температура воздуха и облачность харак­ теризуют количество тепла, приносимого к сушимому слою фрезер­ ного торфа, а относительная влажность воздуха — потенциальную возможность поглощения им влаги, испаряющейся из слоя торфа.

Затем пользуясь табл. 8, за каждый рабочий день с коэффициен­ том цикличности 0,5 в соответствии с категорией сушки устанавли­ вается величина суточного испарения влаги из слоя фрезерного торфа.

Указанные показатели испарения получены М. Р. Степановым в лабораторных условиях при сушке фрезерного торфа низинного типа степенью разложения 35—40% в центральной полосе европей­ ской части СССР. При этом опыты проводились на неуплотненном машинами подстиле при уровне грунтовых вод более 0,5 м. Торф= сушился от начальной влажности 75% до конечной 40% по примерно двухдневном циклу с двумя ворошениями за день при I и II кате­ гориях и одним — при III категории сушки.

5S

Т а б л и ц а 7

* С начала сезона до 10 /V III.

**С 10/V III до конца сезона.

Сизвестными допущениями показателями испарения М. Р. Сте­ панова можно пользоваться и в случае расчета сушки топливного торфа с другими показателями степени разложения, а также торфа верхового и переходного типов.

Качественная оценка рабочих дней может быть составлена по мето­ дике ВНИИТП (Н. М. Топольницкий), в основу которой положен комплексный показатель потенциала сушки — психрометрическая разность в 13 ч. Показатели этой оценки приведены в табл. 9. Так как число дней I категории за сезон не превышает 5%, дни I и II категорий обычно соединяются в одну и рассчитываются по величине испарения, равной 3,4 мм.

При классификации рабочих дней по методике ВНИИТП можно пользоваться и среднесуточной психрометрической разностью, кото­ рая, как показали расчеты, в 1,8 раза меньше психрометрической

5 6

разности в 13 ч. Установив по одной из изложенных методик вели­ чину испарения за каждый день можно определить суммарное испа­ рение за сезон / с и среднюю величину испарения за один рабочий день icn

где п — число рабочих дней за сезон.

Таким же способом определяются показатели /„ и in за любой

отрезок сезона.

По полученным показателям icp, пользуясь формулой (9) и каче­ ственной характеристикой фрезеруемого слоя залежи, определяют расчетную глубину фрезерования, а затем по формулам (10) и (11) — цикловой и сезонный сборы фрезерного торфа, которые будут свиде­ тельствовать о потенциальных возможностях производства в сложив­

шихся метеорологических условиях.

Сравнение этих показателей с фактически полученными сборами за цикл и за сезон или за любой отрезок сезона покажет степень использования погодных возможностей для сушки фрезерного торфа.

§ 18. Схема проектирования основных показателей производства

и степени обеспеченности их выполнения

Метеорологические условия, которые, при всех прочих равных условиях, оказывают решающее влияние на процесс сушки фрезер­ ного торфа, из года в год изменяются. Поэтому ежегодно изменяются и фактические показатели сезонного числа циклов, сбора и количества производимого торфа. Учитывая, что потребителю необходимо каж­ дый год поставлять установленное количество торфа, ежегодное изменение погодных условий создает определенные трудности в рас­ чете основных технологических показателей фрезерного способа производства. Если, например, эти показатели установить по лучшему году многолетного периода, то они окажутся наиболее высокими, но торфяные предприятия в абсолютно большем количестве лете менее благоприятными погодными условиями не будут выполнять план про­ изводства из-за нехватки полей, оборудования и кадров. Снабжение потребителей торфом при таком планировании не обеспечится.

57

При планировании показателей по худшему по погодным условиям году потребность предприятия в полях, оборудовании и кадрах, по сравнению с предыдущим вариантом, резко увеличивается. Однако в абсолютно большем количестве лет с погодными условиями лучше расчетных приобретенные средства производства не будут полностью использоваться, так как при сохранении ежегодного потребления торфа на определенном уровне необходимость в перевыполении плана производства и в полном использовании погодных условий не воз­ никает; стоимость торфа в таких условиях резко увеличивается.

Наиболее выгодным в экономическом отношении вариантом является проектирование основных технологических показателей производства фрезерного торфа по году многолетнего периода с усред­ ненными погодными условиями. В этом случае в большей части лет периода деятельности торфопредприятия план производства будет выполняться и перевыполняться. А в годы с погодными условиями хуже расчетных поставка потребителям требуемого количества торфа обеспечивается из резерва, создаваемого на полях перевыпол­ нением плана в благоприятные по погодным условиям годы.

Такой вариант проектирования показателей позволяет, по сравне­ нию с предыдущим, уменьшить потребность в эксплуатационных площадях, оборудовании, кадрах и помышленных сооружениях и этим снизить стоимость строительства и эксплуатационные расходы на производство.

Принятый метод планирования обеспечивает выполнение показа­ телей производства с определенной степенью надежности, под которой имеется в виду наличие в сезоне погодных условий, создаю­ щих возможность для выполнения и перевыполнения установленного плана производства торфа. Количественно степень надежности или обеспеченности выполнения запроектированных показателей производства выражается отношением числа лет, когда расчетные показатели по погодным условиям могут быть выполнены и перевы­ полнены, к общему числу лет деятельности торфопредприятия.

Обработка метеорологических показателей за многолетний период по основным торфодобывающим районам показала, что распределение числа уборочных дней и испарения влаги из слоя торфа, а следова­ тельно, глубины фрезерования и сезонного сбора, весьма близко к нормальному. Поэтому определение степени обеспеченности выпол­ нения заданного показателя или самого показателя с заданной степенью обеспеченности выполнения может быть произведено по ос­ новным положениям теории вероятности.

При эмпирическом распределении показателей ряда, близком к нормальному, искомая степень обеспеченности выполнения задан­ ного показателя определяется как

где со — степень обеспеченности выполнения заданного показателя, %; Ф (t) — функция нормированного отклонения заданного показа­

теля.

38

Нормированное отклонение

а — среднее квадратическое отклонение показателей по ряду.

где х — значение каждого показателя ряда.

Функция нормированного отклонения представляет собой инте­ грал вероятности и определяется с помощью расчетной таблицы.,

По формулам (17) и (18) при наличии ряда показателей можнорешить две задачи: по запроектированной величине показателя а определить степень обеспеченности его выполнения со или по заданной степени обеспеченности со определить проектную величину показа­ теля.

В первом случае по формуле (18) определяют нормированное откло­ нение t, затем по таблице, приведенной в [10] — функцию нормирован­ ного отклонения Ф (t), подставив которую в формулу (17), устана­ вливают искомую степень обеспеченности.

Во втором случае по формуле (17) определяют Ф (t), по которой с помощью таблицы, приведенной в [10], устанавливают нормирован­ ное отклонение {, подставив которое в формулу (18), находят проект­ ную величину показателя а.

§19. Расчет основных показателей производства

истепени обеспеченности их выполнения

Степень обеспеченности выполнения показателей для проекти­ руемого торфопредприятия обосновывается по сезонному сбору, так как он характеризует использование погодных возможностей для сушки торфа. В расчетах сезонный сбор заменяется сезонной величиной испарения, с которой он находится в прямой связи.

59