Оптимальное планирование работы комплекса установок для производства топливной щепы

В статье рассматривается проблема использования отходов лесозаготовительной отрасли для производства топливной щепы. Топливная щепа по сравнению с углем и мазутом является более экологичным видом топлива. При ее сжигании выделяется небольшое количество углекислого газа. Переход на топливную щепу предпочтителен для регионов, где осуществляется добыча леса и имеется много отходов лесопереработки, которые необходимо рационально использовать, например, для отопления лесных поселков, лесоперерабатывающих предприятий и близлежащих населенных пунктов. Для этого необходимо решать задачу своевременной подготовки топливной щепы в тех пунктах, где она в дальнейшем будет использоваться для отопления. В статье приведена математическая модель транспортной задачи составления согласованного графика движения нескольких передвижных рубительных установок между котельными пунктами с учетом производительности установок и потребностей обслуживаемых пунктов. Математическая модель предназначена для долгосрочного планирования работы передвижных установок на весь отопительный сезон с сентября по май и период подготовки к отопительному сезону (август) – время, в течение которого рубильные машины посетят все котельные пункты столько раз, сколько это необходимо согласно потребностям котельных пунктов. Модель учитывает производительность установок, запасы топлива в котельных пунктах и расстояние между пунктами. Приведен пример работы двух передвижных установок для обслуживания четырех котельных пунктов. Внедрение полученных математических моделей на практике позволит регионам перейти на местные виды топлива и тем самым уменьшить стоимость тепловой энергии, и при этом решить проблему переработки древесных отходов.

1. Булатов А.Ф. и др. Оптимизация в планировании и управлении предприятиями регионального лесопромышленного комплекса. Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. 217 с.

2. Васильев С.Б. Техника и технология производства щепы в леспромхозе. Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. 97 с.

3. Герасимов Ю.Ю., Соколов А.П., Сюнёв В.С. Optimization of industrial and fuel wood supply chain associated with cut-to-length harvesting // Системы. Методы. Технологии. 2011. № 3(11). C. 118–124.

4. Суханов Ю.В. Система моделирования лесозаготовок с учетом потребностей биоэнергетики // Вестник Московского государственного университета леса «Лесной Вестник». 2013. № 1. С. 152–157.

5. Суханов Ю.В., Герасимов Ю.Ю., Селиверстов А.А., Соколов А.П. Технологические цепочки и системы машин для сбора и переработки древесной биомассы в топливную щепу при сплошнолесосечной заготовке в сортиментах // Системы. Методы. Технологии. 2011. № 4. C. 101–107.

6. Шегельман И.Р., Щукин П.О., Морозов М.Н. Место биоэнергетики в топливно-энергетическом балансе лесопромышленного региона // Наука и бизнес: пути развития. 2011. № 6. С. 151–154.

7. Шукин П.О., Шегельман И.Р., Морозов М.А. Ресурсные вызовы в области региональной биоэнергетики и пути их преодоления // Инженерный вестник Дона. 2012. Т. 20. №. 2.

8. Щеголева Л.В. Задача построения графика работы нескольких передвижных установок // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Биологические науки. 2010. №. 8 (113). С. 93–98.

9. Щеголева Л.В. Метод оптимизации технологической схемы лесопромышленного производства с использованием вторичных ресурсов // Resources and Technology. 2005. №. 5. С. 150–152.

10. Щеголева Л.В. Методика формирования технологических цепочек, включающих производство щепы энергетического назначения // Resources and Technology. 2010. Т. 8. C. 169–171.

11. Gerasimov Y., Karjalainen T. Energy wood resources availability and delivery cost in Northwest Russia // Scandinavian Journal of Forest Research. 2013. Vol. 28, no. 7. Р. 689–700.

12. Gerasimov Y., Karjalainen T. Energy wood resources in Northwest Russia // Biomass and Bioenergy. 2011. No. 35. P. 1655–1662.

13. Laitila J., Väätäinen K. Truck transportation and chipping productivity of whole trees and delimbed energy wood in Finland // Croatian Journal of Forest Engineering. 2012. No. 33(2). P. 199–210.

14. Voronova A., Kunickaya O., Burmistrova D., Storodubtseva T., Chzhan S., Nikiforova V., Shvetsova V., Kalita E. Mobile Chipper scheduling in the production of fuel chips // Mathematical Modelling of Engineering Problems. 2022. Vol. 9, no. 2, P. 425–430.