ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Проблема энергосбережения для дорожного комплекса страны стоит весьма остро. Дорожное хозяйство является одним из основных потребителей энергоресурсов, причем его доля предполагает увеличиваться, поскольку в соответствии с «Концепцией государственной транспортной политики РФ» годовой объем работ но строительству и реконструкции магистральных федеральных дорог должен быть доведен до 1500 км, территориальных дорог - до 15 тыс. км с последующим ростом до 20-30 тыс. км; объем работ по ремонту федеральных дорог должен возрасти до 6-7тыс.км, а территориальных - до 60 -70 тыс. км.

Реализация данной концепции ведет к резкому увеличению объема потребления топливно-энергетических ресурсов в отрасли, что настоятельно требует реализации срочной и действенной программы энергосбережения. Проект такой программы (руководитель разработки д.т.н., профессор МАДИ-ТУ М.В.Немчинов) по заданию Министерства транспорта РФ был разработан с участием БГИТА. Проект состоит из двух частей: федеральной отраслевой программы «Энергосбережение в дорожном хозяйстве России» и отраслевой региональной программы «Энергосбережения в дорожном комплексе» (на примере Брянской области). Проект программы исключает административный метод управления, базируясь на юридических (нормативные документы), экономических (финансирование) и технических (методические рекомендации) способах управления.

Исследования проблемы энергосбережения в отрасли и изучение фактического состояния дорожного комплекса показало, что главными причинами высокого удельного энергопотребления является целый комплекс факторов, среди которых можно прежде всего назвать следующие:

•недостаточное понимание высокой доли энергозатрат в общей стоимости работ, доходящей до 20 и более процентов;

•энергозатратные технологии подсобных предприятий, производящих полуфабрикаты, прежде всего, асфальтобетонных заводов;

•несовершенство технических норм;

•недостаточно высокий срок службы дорожных конструкций и низкое качество строительных и ремонтных работ;

•энергозатратные конструкции дорожных одежд, ориентированные на применение колоссальных объемов привозных каменных материалов;

•нерациональная структура парка дорожно-строительной, дорожно-эксплуатационной и автотракторной техники;

•разрушенная из-за безоглядной коммерциализации отраслевая структура информации и пр.

Одним из направлений снижения удельного энергопотребления в дорожном комплексе является совершенствование организации работ с целью сокращения непроизводительных затрат времени работы дорожных машин и механизмов и использования их в оптимальных режимах энергопотребления. Рассмотрим данное направление подробнее.

Рациональное расходование топлива обеспечивается, наряду с известными мероприятиями (использование машин по назначению, строгий учет фактической выработки в натуральных единицах и наработки машин в моточасах, загрузка двигателя до оптимальных значений, оптимальный скоростной режим работы двигателя, повышение эффективности использования сменного времени, качественное и своевременное выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту машин и т.д.) подбором комплектов машин по мощности и производительности в соответствии с характером выполняемых работ. Организационной основой высокопроизводительного использования машин и рационального расходования ГСМ при выполнении заданного объема работ является проект производства работ (проект организации работ). Поэтому представляется необходимым принимаемые в ППР (ПОР) решения при привязке или разра­ботке технологических карт подвергать энергетическому анализу.

Энергетический анализ может вестись следующим образом. Исходя из возможностей строительной организации (собственный парк или аренда) назначаются несколько вариантов МДО. Для всех вариантов для заданного темпа строительства определяются удельные энергозатраты на выполнение работ. На основе этих данных подбирается состав МДО, обеспечивающий минимальный расход энергоресурсов при строительстве объекта.

Проиллюстрируем технологию и результативность такого метода принятия организационных решений на примере подбора состава отряда для прокладки коллектора водосточно-дренажной сети. Набор работ представляет собой снятие грунта растительного слоя, рытье траншеи, монтаж сборных ж/бетонных элементов коллектора, гидроизоляционные работы, засыпку пазух и обратную засыпку траншеи с послойным уплотнением. Ведущими машинами выступают экскава­тор и автокран (экскаватор с захватным устройством). Комплектующие машины - бульдозер или автогрейдер, виброплита для уплотнения основания коллектора и грунта при послойной засыпке, битумный котел, передвижная электростанция.

Первоначально назначили 4 состава МДО (в скобках указан расход топлива на 1 маш.-ч работы машины).

МДО № 1:

•Экскаватор Э-3322 Д (дизельное топливо 8,1 л);

•Автокран КС-1562 А (бензин 33 л);

•Бульдозер ДЗ-110 А (дизельное топливо 16 л);

•Передвижная электростанция ПЭС-60 (дизельное топливо 9,6 л).

МДО №2:

•Экскаватор ЭТР-224 А (дизельное топливо 11 л);

•Автокран КС -2561 К (дизельное топливо 39 л);

•Автогрейдер ДЗ-80 (дизельное топливо 7,3 л);

•Передвижная электростанция ПЭС-100 (дизельное топливо 15,5 л).

МДО № 3:

•Экскаватор ЭО-2621 В, оборудованный бульдозерным отвалом (дизельное топливо 7,8 л);

•Автокран КС -3577 А (дизельное топливо 31,5 л);

•Передвижная электростанция ПЭС-100 (дизельное топливо 15,5 л).

МДО № 4:

•Экскаватор ЭО-2621 В, оборудованный захватным устройством (дизельное топливо 7,8 л);

•Бульдозер ДЗ-42 А (дизельное топливо 7,7 л);

•Передвижная электростанция ПЭС-60 (дизельное топливо 9,6 л).

Перевозки материалов и конструкций предусмотрены бортовыми автомобилями КамАЗ-5320 и автосамосвалами КамАЗ-5511 (расход дизельного топлива 32 л на 100 км пробега). Уплотнение грунта предусмотрено виброплитой ИЭ-4502, с питанием от передвижной электростанции, обмазочная гидроизоляция выполняется с использованием битума, готовящегося в битумном котле Д-335 Б (расход мазута на 1 маш.-ч работы составляет 28 л).

По каждому механизму для каждого вида работ определен расход условного топлива (табл.1) в соответствии с выражением:

q_нат.т.=q_прив.ґk_прив.ґt_см,

гдеq_нат.т.-фактический расход горючего на 1 маш.-ч работы механизма;

k_прив.- коэффициент приведения данного энергоносителя к условному топливу (1,49 для бензина; 1,45 для дизельного топлива и 1,40 - для мазута);

t_см- продолжительность работы данного механизма для выполнения сменного объема работ.

Таблица 1

Расход условного топлива различными механизмами при прокладке коллектора водосточно-дренажной сети (длина захватки 100 м)

Расход условного топлива на сменный объем работ для различных составов МДО приведен на рис. 1. Там же дан расход условного топлива для механизированного дорожного отряда оптимального состава (звено 5). Оно получено отбором механизмов с минимальным удельным расходом энергоресурсов для каждого вида работ, при соблюдении условия минимального количества меха­низмов в отряде.

Рис.1. Зависимость расхода энергоресурсов при строительстве 100 п.м. водосточно-дренажного коллектора от состава механизированного отряда

Таким образом, оптимальный состав МДО включает в себя:

•для снятия грунта растительного слоя и засыпки траншеи - автогрейдер ДЗ-80;

•для разработки котлована - экскаватор ЭТР-224 А;

•для монтажа элементов коллектора - автокран КС-3577 А;

•для выработки электроэнергии на месте производства работ - передвижную электростанцию ПЭС-60.

В. качестве второго примера необходимости энергетического анализа организационных решений при разработке ПОР приведем вариантное проектиро­вание организации строительства высокой насыпи. Для сравнения в качестве первого варианта был принят отряд с ведущей машиной - экскаватором ЭО-5122, с транспортировкой грунта автосамосвалами. Второй вариант предусматривал использование скреперов ДЗ-13, с ковшом вместимостью 15 м ³. Сменный темп работ в обоих случаях - 1800 м ³. Расчеты показали, что в первом случае сменный расход условного топлива составит 1880 л, во втором - всего 1070 л, или на 68 % меньше.

Таким образом, при разработке организационных решений в процессе разработки технологических карт, проектирования производства работ, самое пристальное внимание следует уделять энергетическому анализу возможных вариантов. Это касается как принципиальных решений по методу организации работ (МДО для выполнения земляных работ - с ведущей машиной - экскаватором, скрепером, грейдер-элеватором, бульдозером), так и комплектования отрядов на втором этапе - после принятия решения о способе выполнения работ. Как показывают расчеты, при этом может быть достигнута экономия энергоресурсов от 30-40 до 60-70%.