СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛНОДРЕВЕСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЫ В КУЧАХ ОТКРЫТОГО ХРАНЕНИЯ НА ПЛОЩАДКАХ ДЕРЕВОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ЦБК Российский патент 2015 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства, в частности к учету объемов технологической щепы в кучах открытого хранения на площадках деревоперерабатывающих предприятий и ЦБК

Известен «ГОСТ 15815-83 Щепа технологическая». Определяет технические требования и правила приемки, методы испытаний в которых определяют учет щепы в куб. м плотной массы с округлением до 0,1 куб. м и назначение коэффициента полнодревесности щепы. Приведен способ определения коэффициента полнодревесности щепы, основанный на косвенном методе по таблице, только исходя из породы древесины.

К недостаткам известного способа относится назначение коэффициента полнодревесности щепы к перевозкам железнодорожным специальным транспортом в зависимости от расстояния перевозки (км), при этом не учитываются породный состав щепы и другие параметры. Использование данного способа назначения коэффициента полнодревесности в кучах технологической щепы не учитывает вариацию высоты кучи, что приводит к систематическим погрешностям учета щепы, вызывающим существенные недостатки или излишки при учете.

Известен способ «ОСТ 13-74-79 Щепа технологическая. Методы измерения и учета». Данный стандарт устанавливает методы определения плотного объема щепы по насыпному объему (допустимая погрешность 5%) или по массе (допустимая погрешность 3%), методы определения и применения коэффициентов перевода массы щепы в плотный объем. Линейные размеры измеряют с погрешностью 1%.

Недостатки известного способа: измерение насыпного объема щепы производят в емкости с обязательным разравниванием верха щепы и назначение коэффициента полнодревесности по ГОСТ 15815-83, т.е. табличные значения. Допустимая погрешность измерения по данному методу до 5%.

Известен способ, а.с. №543830, кл. 2 G01G 13/00, 1977, учета щепы с помощью устройства, включающего расположенный на раме бункер с вибратором и приводом, секционный тарельчатый питатель с приводом, систему управления, включающую регистрирующее устройство с автоматическими датчиками.

Недостатком известного способа является измерение насыпного объема щепы в момент формирования кучи, и это необходимо для учета цеху подготовки, но не учитывает поступление щепы в кучу одновременно автомобильным и ж. д. транспортом в специальных контейнерах.

Важное отличие предлагаемого способа определения коэффициента полнодревесности технологической щепы состоит в том, что его принимают в зависимости от удельного давления массы щепы (σ_уд), средней высоты кучи щепы (H_к) и средней объемной насыпной плотности щепы (y_ср) на площадке открытого хранения в момент обмера, т.е. К_полндр=ƒ(H_к) по эмпирической зависимости

где а и в - экспериментальные коэффициенты, получают из штамповых испытаний проб технологической щепы; σ_уд - удельное давление от массы щепы.

Величина «σ_уд» определяется из выражения:

где y_ср - средняя объемная насыпная плотность, кг/см³; H_ср - средняя высота кучи щепы открытого хранения, м; -10⁴ - переводной коэффициент кг/см² в кг/м².

Среднюю объемную насыпную плотность технологической щепы (y_ср, кг/м³) в массиве кучи открытого хранения определяют отношением массы пробы отбора (m_щ, кг) к насыпному объему пробы (V_щ, м³) в соответствии с требованиями ОСТ 13-74-79 «Щепа технологическая. Методы измерения и учета» из выражения:

Величину «H_ср» определяют из выражения:

где V_г - геометрический объем кучи, м³; S_к - площадь основания кучи, определяемая топогеодезическим методом, м².

Для определения коэффициентов а и в необходимы штамповые испытания проб технологической щепы, которые проводят при дискретных значениях удельной нагрузки (p_уд, кг/см²) для определения осадки пробы щепы (l_i, см), объема пробы щепы (V_i, см³), высоты пробы щепы (H_i, м) и коэффициента полнодревесности (К_щ).

Коэффициент полнодревесности при штамповых испытаниях определяют из выражения

где V_iц - объем пробы щепы в цилиндре, см³; V_гц - геометрический объем цилиндра, см³.

Геометрический объем цилиндра со щепой определяют из выражения

где D_ц - диаметр цилиндра испытательного стенда, см. Высоту кучи (H_кi, м), соответствующую удельному давлению при штамповых испытаниях, определяют из выражения

Удельную нагрузку на нижележащие слои «σ_уд» определяют в зависимости от высоты кучи щепы (H_ср, м).

Коэффициенты уравнения а и в вычисляют по результатам измерений плотности щепы при дискретных значениях удельных давлений от вышележащих слоев (p_уд, кг/см²).

Удельный объем древесины щепы (δ_щ, дм³/кг) пробы определяют в соответствии с требованиями ОСТ 13-74-79 по п. 3.7. в емкости с массой щепы до 5 кг по формуле:

где m_щ - масса щепы, кг; m_c+в - масса емкости с водой, кг; m_щ+в - масса щепы с водой, кг; δ_в - плотность воды, кг/дм³.

Отличием предлагаемого способа определения коэффициента полнодревесности технологической щепы в кучах открытого хранения является учет породного и зернового состава щепы, влажности и сезона заготовки и простота расчетных операций.

Зерновой и породный составы технологической щепы в массиве кучи открытого хранения определяют ситовым методом в соответствии с требованиями ОСТ 15815-83 «Технологическая щепа» из выражения

X_i=m_i∗100/m,

где m_i - масса остатка на одном сите, г; m - масса навески, г.

Влажность технологической щепы (W, %) в массиве кучи открытого хранения определяют в соответствии с требованиями ОСТ 13-60-81 «Технологическая щепа. Методы ускоренного определения влажности и коэффициента перевода сырой массы в сухую» из выражения

W=(m_кщв-m_кщ)∗100/(m_кщ-m_к),

где m_к - масса сетчатой коробки, г; m_кщв - масса сетчатой коробки со щепой до высушивания; m_кщс - масса сетчатой коробки со щепой после высушивания, г. Навески помещают в сушильный шкаф при температуре 130°C+2°C и сушат до постоянной массы с разницей последних замеров не более 0,5 г.

Породный состав технологической щепы в массиве кучи открытого хранения определяют в соответствии с требованиями п.п. 4.4. и 4.5. ОСТ 13-60-81 «Технологическая щепа. Методы ускоренного определения влажности и коэффициента перевода сырой массы в сухую».

Пример

Для производственной проверки заявленного способа были выполнены экспериментальные и полевые измерения кучи технологической щепы. Штамповыми испытаниями проб щепы были установлены коэффициенты а=110288 и в=0,35096. Экспериментальными измерениями были определены высота кучи (табл. 1) и коэффициент полнодревесности щепы по эмпирической зависимости (табл. 2).

где exp - экспонента, основание натуральных логарифмов, равное 2,718282; σ - удельная нагрузка, кг/см².

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства, в частности к учету объемов технологической щепы в кучах открытого хранения на площадках деревоперерабатывающих предприятий и ЦБК в плотной мере с переводом ее геометрического объема коэффициентом полнодревесности щепы. Способ определения коэффициента полнодревесности технологической щепы в кучах открытого хранения на площадках разработан в зависимости от высоты кучи щепы, ее зернового и породного состава, влажности и сезона заготовки, поставляемой древесины. Техническим результатом является обеспечение достоверности назначения коэффициента полнодревесности технологической щепы в кучах на производственных площадках с приемлемой точностью (стандартная ошибка уравнения регрессии составляет 0,0358 при 95% прогнозах назначения К_полндр). Линейные размеры кучи щепы измеряют с погрешностью 1%. Назначение коэффициента полнодревесности щепы дает возможность получать достоверные результаты по объемам технологической щепы в кучах в момент их обмера. 2 табл.

Способ определения коэффициента полнодревесности технологической щепы в кучах открытого хранения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности его получают в зависимости от удельного давления массы щепы (σ_уд), средней высоты кучи и средней объемной насыпной плотности щепы по эмпирической зависимости

где а и в - экспериментальные коэффициенты, получаемые штамповыми испытаниями проб технологической щепы; σ_уд - удельное давление от массы щепы.