Kantojen murskaus ja hienoaineksen seulonta tienvarsivarastolla Crambo 6000 murskaimella ja kantomurskeen aumavarastointi

Transkriptio

1 Kantojen murskaus ja hienoaineksen seulonta tienvarsivarastolla Crambo 6000 murskaimella ja kantomurskeen aumavarastointi Juha Laitila & Yrjö Nuutinen Metsäntutkimuslaitos Joensuu

2 Tausta: Kantojen korjuussa tärkeimmät kehitystarpeet ovat kantomurskeen laadun ja käytettävyyden parantaminen ja kaukokuljetustehokkuuden lisääminen kuormakoon kasvattamisen ja kuormankäsittelyn tehostamisen kautta Puhdistava kantomurskain/esimurskain, joka pystyisi operoimaan myös tienvarsivarastolla, ratkaisisi huonoon kaukokuljetustehokkuuteen ja epäpuhtauksiin liittyviä ongelmia kantohakkeen tuotannossa. * Metsähakkeen hankinta- ja toimituslogistiikan haasteet ja kehittämistarpeet Laitila Juha; Leinonen Arvo; Flyktman Martti; Virkkunen Matti & Asikainen Antti. VTT Tiedotteita - Research Notes :

3 Tausta: Murskauksen tehotuntituottavuus lämpöarvon mukaan CBI 5800 murskaimella Puhtaat kannot Tuhkapitoisuus 12, 9 % Kannot Latvusmassa Kokopuu Murskauksen tehotuntituottavuus, MWh/E 0 h

4 Palakokoluokan tehollinen lämpöarvo, MJ/kg Tausta: Lämpöarvo eri palakokoluokissa Kokopuu Latvusmassa Kannot , 3-8, Palakokoluokka, mm Laitila, J., Rytkönen, E. & Nuutinen, Y Kantojen, latvusmassan ja harvennuspuun murskaus tienvarsivarastolla kuormaautoalustaisella CBI 5800 murskaimella. Metlan työraportteja 260

5 Tutkimuksen tavoite - Verrataan työn tuottavuutta kantojen murskauksessa tienvarsivarastolla 250 x 320 mm & 180 x 180 mm seuloilla. - Selvitetään epäpuhtauksien määrä kantomurskeessa ja kantojen murskauksen yhteydessä seulonnan avulla poistetun hienoaineksen määrä & laatu (verrataan seulakoon vaikutusta puhdistustulokseen ja maa/puuaineksen määrää seulontatähteessä). - Verrataan murskaimen polttoaineen kulutusta kantojen murskauksessa250 x 320 mm & 180 x 180 mm seuloilla. - Selvitetään esimurskeen kaukokuljetuskuorman tiiviys ja kuormakoko. - Selvitetään esimurskeen lämpötilan muutokset 2,5 kuukauden aumavarastoinnin aikana

6 Tutkimuksen toteutus & kalusto: - Yhteensä 20 puoliperävaunukuormaa (90 i-m 3 ) kantomursketta kuudelta eri työmaalta Juvalla Puoliperävaunuissa ns. kävelevä lattia - 10 kuormaa 250 x 320 mm seulalla & 10 kuormaa 180 x 180 mm seulalla - Seulontatähteeen määrä selvitettiin 4 kuorman otoksella. Kolme kuormaa 250 x 320 mm seulalla ja yksi 180 x 180 mm seulalla. Syntynyt seulontatähde kerättiin murskauksen aikana pressun päälle, ja määrä mitattiin lapioimalla se 90 litran laastipaljuihin. - Kärkimurskaus Oy:n tähtiseulalla varustettu Crambo 6000 murskain puoliperävaunun alustalla, vetoautona Volvo FM 12 & Kesla 2012T kuormain

7 90 litran laastipalju 7

8 Tutkimuksen toteutus - Aikatutkimusaineisto kerättiin jatkuvaan kelloaikatutkimukseen ja havainnointiin perustuvalla menetelmällä, missä eri työvaiheet (mm. taakan nouto, syöttö murskaimeen, odotus, murskaimen ja hakeauton työpistesiirtymiset jne.) kirjattiin niiden vaihtumisajankohdan mukaan maastotietokoneelle. - Tulokset laskettiin tehotuntia kohden (E 0 h), eli mukana ei ollut keskeytyksiä, kuten hakeauton siirtymisestä, siivoamisesta, huollosta, odottelusta tms. aiheutuneita taukoja tehollisessa murskaustyössä - Tehollinen murskaustyö = Kouran vienti, Tarttuminen, Kouran tuonti, Syöttö murskaan, Syötön avustus, Pelkkä murskaus, Kasan järjestely - Murskekuormista ja seulontatähteestä otettiin näytteet kosteuden, kuivatuoretiheyden, palakokojakauman ja epäpuhtauden/tuhkapitoisuuden ja lämpöarvon määritystä varten (CEN/TS ; SCAN-CM 43:95; CEN/TS ;SFS-EN 14775). Näytteiden yhteispaino oli 170 kg x 320 mm seulalla tuotetut murske-erät aumavarastoitiin terminaaliin ja aumaan sijoitettiin 1 ja 2 metrin syvyyteen dataloggerit, jotka seurasivat ja keräsivät tietoa lämpötiloista auman sisällä tunnin välein Kannuksen Metla vastasi näytteiden analysoinnista sekä dataloggreiden tiedonpurusta

9 Murskenäytteiden otto purkupaikalla

10 Esimurskauksen tehotuntituottavuus kuormittain, i-m 3 /E 0 h Keskiarvo 250 x 320 seulalla: 162 i-m 3 Polttoaineen kulutus, litraa/i-m 3 0,44 Keskiarvo 180 x 180 seulalla: 101 i-m 3 Polttoaineen kulutus, litraa/i-m 3 0,75

11 Esimurskauksen tehotuntituottavuus kuormittain, i-m 3 /E 0 h

12 Esimurskauksen tehotuntituottavuus kuormittain, i-m 3 /E 0 h = Seulontatähteen otoskuorma

13 Samanaikaisen murskauksen & kuormauksen sekä pelkän murskauksen suhteelliset osuudet tehotyöajasta 250 x 320 & 180 x 180 seuloilla, %

14 Seulontatähteen osuus kantomurskekuorman kokonaistilavuudesta 250 x 320 mm seula Seulontatähteen massa per kuorma: 1374, 3094, 3554 & 3310 kg Seulontatähteen kosteus-% per kuorma: 15 %, 18 %, 12 %, 22 %

15 Kantomurskeen ja seulontatähteen tuhka-% kuormittain (48 %, 75 %, 70% & 32 %) 250 x 320 mm seula 180 x 180 mm seula 250 x 320 mm seulalla kantomurskeen tuhkapitoisuuden keskiarvo 1 % ( vaihteluväli 0,4-1,6 %) ja 180 x 180 mm seulalla kantomurskeen tuhkapitoisuus keskiarvo 1,5 % (vaihteluväli 0,7-2,3 %)

16 Seulonnan vaikutus kantomurskeen tuhkapitoisuuteen, % 250 x 320 mm seula

17 Kantomurskeen ja seulontatähteen suhteelliset osuudet eri palakokoluokissa < 3,15 mm seulontatähde on kivennäismaata ja sitä karkeampi jae kuorta ja puuainesta

18 Seulontatähteen lämpöarvot, MWh/i-m x 320 mm seula

19 Murskeen lämpötilavaihtelu aumavarastoinnin aikana = Kantomurskeauman lämpötila seurasi ulkolämpötilan muutoksia

20 Johtopäätöksia ja ajatuksia tuloksista - Kantomurske ei lämmennyt aumavarastoinnin aikana, eli itsesyttymisen riski on erittäin pieni - Tuotettu kantomurske sopii erittäin hyvin puskuri-/varmuusvarastointiin - Tuotettu kantomurske oli erittäin hyvälaatuista. - Murskeen tuhkapitoisuus oli 0,4 2,3 % (keskiarvo 1 % & 1,5 %) - Seulontajätteen tuhkapitoisuus oli puolestaan erittäin korkea, kun murskaimessa oli 250 x 320 mm seula x 320 mm seulalla selvästi korkeampi murskaustuottavuus sekä pienempi seulontahävikki ja polttoaineen kulutus kuin 180 x 180 mm seulalla - Murskatut kannot olivat varsin puhtaita, mikä latistaa tuloksissa seulonnalla saatavia hyötyjä - Seulontatähde oli erittäin kuivaa (14-22 %)elokuun helteillä, mikä myös hieman vääristää tuloksia, kun seulonnan hyödyt lasketaan megawatteina. Kantomurskeen kosteus oli tutkituissa kuormissa % - Sateella / kostealla ilmalla seulontatähde (kivennäismaa & kuori) vettyvät nopeasti - Tehokas tuotantoketju yhdistettynä käyttöpaikka-/terminaalimurskaukseen!? - Mikä on voimalaitokselle tai terminaaliin kulkeutuneen maa-aineksen poiskuljettamisen kustannus & ko. jätteen kaatopaikkamaksu? - Crambolla seulontatähde jää siististi metsään varastopaikan pohjalle!!!

21 Johtopäätöksia ja ajatuksia tuloksista - Toimiva, tehokas, ketterä ja maastokelpoinen koneyksikkö kantojen yhdistettyyn murskaukseen ja seulontaan tienvarsivarastoilla - Kaukokuljetuksen tehostuminen: tehostunut kuormaus murskaimen avulla (vrt. kantopalojen nostelu kantoauton kyytiin sen sijaan, että kannot syötetään murskaa) & kaukokuljetuskuorman parempi tiiviys ja suurempi hyötykuorma - Todellinen ratkaisu kantojen kaukokuljetustehokkuuteen ja epäpuhtauksiin liittyviin ongelmiin - Seulonnan edut tulevat parhaiten esille voimalaitoskattilan parantuneen hyötysuhteen ja toimintavarmuuden kautta. - Seulonnalla voidaan taata, että toimitettu murske on tasalaatuista, eikä siinä ole polttoprosessissa yllättäviä ongelmia aiheuttavia epäpuhtauksia. - Tuottavuustuloksia tarkasteltaessa on pidettävä mielessä, että tuottavuudet ovat tehotuntituottavuuksia, eli murskaimen teoreettinen maksimituottavuus tauottomassa ja keskeytymättömässä työssä - Käytännön toiminnassa työaikaa hukkaantuu mm. murskaimen ja autojen siirtoihin työmaalla ja työmaiden välisessä siirtoajossa, hakeautojen odottelussa, huolloissa yms. - Murskaustyön tehokas toteutus edellyttää, että koko logistiikkaketju toimii työmaalta voimalaitokselle saakka ongelmitta, varastokasojen sijoittelussa on huomioitu murskaustyön vaatimukset, varastopaikat ovat riittävän tilavat, maapohja kantava ja työmaat/varastokasat ovat riittävän suuria. - Kivet tulisi poistaa kannoista noston tai viimeistää metsäkuljetuksen yhteydessä

22 Kivennäismaa on puuhun verrattuna äärettömän huono polttoaine