Разработка системы утилизации снега

Принцип действия снеготаялки.

Привозимый грузовиками снег через приемную решетку поступает в камеру таяния, наполненную талой водой. Погружные горелки обеспечивают сжигание топлива ниже уровня воды, а продукты сгорания «пробулькивают» через столб талой воды (эффект «холодного кипения»). Происходит конденсация паров, образующихся при сгорании, и увеличивается теплоотдача. КПД устройства достигает 98 % по высшей теплоте сгорания топлива. Для розжига дизельного топлива используется сжиженный газ в баллонах.

Секция камеры таяния, в которой находятся горелки, отделена от приемной секции сеткой, защищающей горелки от мусора. Для ускорения процесса плавления снега предусмотрена принудительная циркуляция талой в камере таяния за счет использования специального насоса. Крупный мусор и взвесь, содержащиеся в снеге, собираются в установленные на дне камеры таяния поддоны. Талая вода поступает на очистные сооружения ливнестока.

По мнению специалистов АООТ «ЭКОТЕПЛОГАЗ», возможна замена дизельного топлива на сжиженный газ, что эффективно при расположении установки на территории автотранспортных предприятий, использующих сжиженный газ в качестве автомобильного топлива.

На основе описанной выше снеготаялки и имеющихся проработок по очистным сооружениям в настоящее время ведется проектирование снегосплавного пункта на дизельном топливе со следующими показателями.

Таблица 3.1 Характеристи снеготаялки

Техническая производительность, м3/час	20
Расчетная плотность снега, т/м3	0,3
Занимаемая площадь, га	0.2
Расход топлива, л/час	0,4 (9,5 в сутки)
Мощность, Квт	120.

В состав этого пункта входят следующие сооружения:

1. снегосплавная камера с горелками и циркуляционным насосом;

2. очистные сооружения, обеспечивающие очистку талой воды до уровня, приемлемого для сброса в водоотводящую сеть или в городскую канализацию;

3. технологические помещения (компрессорная для подачи воздуха в горелки, бытовые помещения);

4. сооружения для хранения и дозирования топлива;

5. навес для баллонов с газом;

6. площадки для складирования осадка и снега.

К достоинствам предлагаемого снегосплавного пункта относятся: автономность (не требует наличия крупных коммуникаций) и небольшой размер занимаемого участка. Его сооружение эффективно в местах, где отсутствуют источники бросового тепла (крупные канализационные коллектора, сбросные воды ТЭЦ). Возможно размещение на территории транспортных предприятий. Расчеты показывают, что дополнительные затраты на топливо практически полностью компенсируются уменьшением плеча перевозки снега. Кроме того, достигается дополнительный экологический эффект, поскольку установка принудительного таяния практически не загрязняет окружающую среду, в отличие от автотранспорта, перевозящего снег.

4. Передвижные снегоплавильные пункты

4.1 Передвижные снегосплавные установки

Для обеспечения своевременной утилизации снежной массы в городе, при обильных снегопадах в зимний сезон 2006-2007 гг. впервые были использованы передвижные снегосплавные установки (именуемые еще как мобильные снегосплавные установки).

Рассмотрим принцип работы передвижных снегоплавильных установок (рис 4.1):

Рис.4.1 Схема переработки снега снегоплавильной установкой.

Составной частью установки являются теплогенерирующий агрегат (газовая или дизельная горелка), расположенный в отдельном корпусе; емкость для загрузки снега; зона фильтрации и слива талой воды.

Поток горячих отработавших газов от теплогенерирующего агрегата направляется непосредственно по теплообменнику змеевидной формы, установленному горизонтально относительно емкости для снега. Нагретый газ, двигаясь в турбулентном потоке, создаваемом благодаря особенностям внутренней конструкции теплообменника, нагревает стенки теплообменника, которые передают тепло воде (снегу), находящемуся вокруг теплообменника.

Нагретые слои воды создают восходящий поток, который переносит теплую воду и передает тепло загруженному снегу. Для повышения эффективности смешивания потоков и соответственно передачи тепла от нагретых слоев в установке использована система принудительной подачи талой нагретой воды (насосы и система орошения).

В верхней точке теплообменника отработавшие газы значительно охладившись, но еще нагретые выше температуры окружающей среды, через специальный коллектор уходят в атмосферу. Применение этого коллектора позволяет дополнительно использовать тепло выхлопных газов в процессе плавления снега посредством создания тепловой завесы над снежной массой. Непосредственного контакта талой воды с выхлопными газами, в отличие от зарубежных аналогов, нет, что является преимуществом с экологической точки зрения.

Талая вода через переливное отверстие переливается в зону фильтрации, где происходит частичная очистка воды от твердых примесей (песка, мелкого мусора). Отвод талой воды осуществляется через сливную трубу в ливневую канализацию. Осадок песка ложится на дно емкости плавления. После цикла работы емкость очищается от осадка через герметичные люки, находящиеся на тыльной стороне установки рядом со сливом.

4.2 Мобильная снегоплавильная установка SND900 MiniPro фирмы Snow Dragon

Рассмотрим несколько вариантов передвижных снегоплавных пунктов, имеющие разное назначение и характеристики:

Мобильная снегоплавильная установка SND900 MiniPro фирмы Snow Dragon™ была разработана для использования на парковочных площадках торговых центров, больниц, офисных центров, жилищных комплексов и т.п., являясь, таким образом, идеальным решением для компаний, занимающихся уборкой снега.

Машина позволяет экономно растапливать снег с производительностью 60 м?/час с учетом плотности снега 0,48 г/см³ и, несмотря на небольшие размеры, (трехосный прицеп можно транспортировать однотонным грузовиком) коммерчески эффективна для подрядчика. Конструкция машины предусматривает перевозку внутри бункера минипогрузчика (типа Бобкет).

Размеры машины (7,6 х 2,6 м) позволяют устанавливать ее в «узких» местах. SND900 имеет лишь чуть более 2-х метров в высоту (без учета возможного размещения в ней минипогрузчика), что также упрощает проблему транспортировки и парковки в гараже.

Таблица 4.1 - Технмические характеристики мобильной снегоплавильной установки SND900 MiniPro фирмы Snow Dragon™

Технические характеристики
Производительность	60 м3/час (при плотности снега 480 кг/м3)
Топливо	Котельное № 2 или дизтопливо (солярка)
Производительность горелки	2 250 000 ккал/час
Расход топлива	225 л/час макс
Топливный бак	950 л
Скорость слива воды	454 л/мин (макс)
Объем водяного бака	7200 л
Сухой вес	~ 5750 кг
Полный вес (с водой и топливом)	~ 13140 кг
Скорость буксировки	40 км/час

Конструкция модели SND900 легка в обслуживании, использовании и транспортировке.

Обогреваемый отсек силовых агрегатов имеет две двойных двери с обеих сторон, что значительно облегчает доступ. Обогрев данного отсека защищает горелку, топливные баки, генератор водяные насосы и прочие агрегаты от погодных воздействий. Панель управления установлена на двери снаружи, что облегчает доступ к органам управления снаружи.

Еще одним достоинством машины MiniPro является возможность загрузки снега с обоих сторон бункера. Загрузочный бункер имеет общую длину 4,6 м. К другим особенностям конструкции также можно отнести: обслуживание одним оператором, включение выключение узлов по принципу «plug and play», пониженная шумность, встроенная система габаритных огней, визуальное и звуковое индикации тревожный сигнализации.

Стандартное оборудование

· Дизельная горелка с автоматическим поджигом производительностью 2 250 000 ккал/час.

· Теплообменник с запатентованной конструкцией трубопроводов.

· Стандартная система отделения мусора из углеродистой стали с двойным внутренним сливом.

· Стандартный плавильный бак из толстолистовой мягкой стали со стальным каркасом.

· Возможность загрузки снега с двух сторон на участках шириной 3 метра.

· Обогреваемая и освещаемая аппаратная кабина с запираемой дверью, защищающая оборудование, включая горелку, водяной насос и генератор.

· Запираемый пульт управления, установленный на внешней стороне двери для удобства пользования.

· Возможность подключения батареи генератора к внешнему напряжению в нерабочем режиме для обогрева генераторного блока и подзарядки батареи.

· Две (2) кнопки аварийного выключения, расположенные по каждому борту.

· Основной пульт управления NEMA 4/12 с температурным контролером Honeywell, световой и звуковой сигнализацией, контролером переполнения Honeywell, кнопками управления, индикаторами, контрольными приборами и переключателями.

· Встроенный электрогенератор 20 кВт с дизельным приводом.

· Насос из нержавеющей стали, производительностью 760 л/мин для смешивания и циркуляции воды и орошения загружаемого снега.

· Три (3) люка для облегчения очистки.

· Трехосный прицеп высокой грузоподъемности с электротормозами, поворотными сигналами, габаритными огнями и возможностью установки шарового сцепного устройства или кольца.

· Деревянные брусы на плавилке для защиты боковин от повреждения при загрузке снега.

· Система шумоподавления.

Оборудования разработано в соответствии требованиями кодекса электробезопасности (NEC) и противопожарной ассоциации (NFPA).

Возможные опции

· Генератор для зарядки аккумулятора.

· Плавильный бункер и дренажная система из нержавеющей стали.

· Два прожектора в виброзащищенном исполнении для освещения места работ в темное время суток.

· Цвет окраски по выбору заказчика и/или нанесение фирменного логотипа заказчика.

· Складная подъемная стенка для проезда внутрь и транспортировки погрузчика.

· 15 метровый пожарный рукав для быстрого и легкого слива воды.

· Контракт на сервисное обслуживание.

Доработки оборудования по желанию заказчика.

Мобильная снегоплавильная установка SND 1800 фирмы Snow Dragon была разработана для компаний занимающихся уборкой снега на больших объектах, таких как крупные торговые центры, стадионы парковочные площадки в центральных городских районах и т.п., являясь, таким образом, идеальным решением для предприятий ЖКХ и дорожных служб.

SND 1800 позволяет эффективно растапливать снег с производительностью140 м?/час, что эквивалентно скорости загрузки ковшом объемом 2,3 м? в минуту. Конструкция машины предусматривает

перевозку на ней же минипогрузчика, либо возможно исполнение для стационарного использования.

Таблица 4.4 - Технические характеристики мобильной снегоплавильной установки SND 1800 фирмы Snow Dragon

Технические характеристики
Производительность	140 м3/час (при плотности снега 480 кг/м3)
Топливо	Котельное № 2 или дизтопливо (солярка)
Производительность горелки	4 500 000 ккал/час
Расход топлива	450 л/час макс
Топливный бак	2300 л
Скорость слива воды	945 л/мин (макс)
Объем водяного бака	23000 л
Сухой вес	~ 22650 кг
Полный вес (с водой и топливом)	~ 45300 кг
Скорость буксировки	40 км/час

Конструкция модели SND900 легка в обслуживании, использовании и транспортировке.

Обогреваемый отсек силовых агрегатов имеет две двойных двери с обеих сторон, что значительно облегчает доступ. Обогрев данного отсека защищает горелку, топливные баки, генератор водяные насосы и прочие агрегаты от погодных воздействий. Панель управления установлена на двери снаружи, что облегчает доступ к органам управления. Система нагрева сконструирована из двух независимых автоматически работающих горелок общей производительностью 4,500,000 ккал/час. В случае остановки одной из горелок топка будет продолжать работать и при этом возможно произвести ремонт или замену данного узла прямо на месте работ.

Еще одним достоинством машины SND1800 является возможность загрузки снега с обеих сторон бункера. Загрузочный бункер имеет общую длину 6 м. К другим особенностям конструкции также можно отнести: обслуживание одним оператором, включение выключение узлов по принципу «plug and play», пониженная шумность, встроенная система габаритных огней, визуальное и звуковое индикации тревожный сигнализации.

Стандартное оборудование

Две дизельных горелки с автоматическим поджигом и производительностью 2 250 000 ккал/час Независимая система работы горелок позволяет машине продолжать работать в случае поломки одной из горелок

Теплообменник с запатентованной конструкцией трубопроводов

Стандартная система отделения мусора из углеродистой стали с двойным внутренним сливом

Стандартный плавильный бак из толстолистовой мягкой стали со стальным каркасом

Возможность загрузки снега с двух сторон на участках шириной 4,15 метра

Обогреваемая и освещаемая аппаратная кабина с запираемой дверью, защищающая оборудование, включая горелку, водяной насос и генератор

Запираемый пульт управления, установленный на внешней стороне двери для удобства пользования

Возможность подключения батареи генератора к внешнему напряжению в нерабочем режиме для обогрева генераторного блока и подзарядки батареи

Две кнопки аварийного выключения, расположенные по каждому борту.

Основной пульт управления NEMA 4/12 с температурным контролером Honeywell, световой и звуковой сигнализацией, контролером переполнения Honeywell, кнопками управления, индикаторами, контрольными приборами и переключателями.

Встроенный электрогенератор 50 кВт с дизельным приводом.

Два насоса из нержавеющей стали, производительностью 760 л/мин для смешивания и циркуляции воды и орошения загружаемого снега.

Четыре люка для облегчения очистки.

Прицеп высокой грузоподъемности с пневмотормозами, поворотными сигналами, габаритными огнями и площадкой для транспортировки минипогрузчика.

Деревянные брусы на плавилке для защиты боковин от повреждения при загрузке снега.

Система шумоподавления.

Пожарный рукав 15 метров.

Оборудование разработано в соответствии требованиями кодекса электробезопасности (NEC) и противопожарной ассоциации (NFPA).

Возможные опции

Генератор для зарядки аккумулятора.

Плавильный бункер и дренажная система из нержавеющей стали.

Пять прожекторов в виброзащищенном исполнении для освещения места работ в темное время суток.

Цвет окраски по выбору заказчика и/или нанесение фирменного логотипа заказчика.

Дополнительный топливный бак вместо площадки для минипогрузчика.

Пульт управления “Touch Screen”.

Контракт на сервисное обслуживание.

Доработки оборудования по желанию заказчика.

4.4 Снегоплавильная установка SND5400 фирмы Snow Dragon

Снегоплавильная установка SND5400 фирмы Snow Dragon™ предназначена для работы в аэропортах и там, где нужна очень большая производительность. SND5400 способна топить снег со скоростью 345 м?/час при плотности снега равной 0,48. Данная модель может быть как в мобильном исполнении (на прицепе), работающем на дизтопливе, так и в стационарном, работающем на дизтопливе и на природном газе.

В целях безопасности, Snow Dragon™ исключает возможные риски, связанные с вывозом снега из особо охраняемых зон аэропортов. SND5400 также исключает опасения по поводу выброса загрязненного снега вне зоны аэропорта, поскольку снег растапливается непосредственно на месте уборки.

Конструкция модели SND5400 легка в обслуживании, пользовании и транспортировке. Обогреваемый отсек силовых агрегатов имеет две двойных двери с обеих сторон, что значительно облегчает доступ. Обогрев данного отсека защищает горелку, топливные баки, генератор водяные насосы и прочие агрегаты от погодных воздействий. Система нагрева сконструирована из шести независимых автоматически работающих горелок общей производительностью 2,250,000 ккал/час каждая. В случае остановки одной из горелок топка будет продолжать работать и при этом возможно произвести ремонт или замену данного узла прямо на месте работ.

Таблица 4.5 Технические характеристики снегоплавильная установка SND5400 фирмы Snow Dragon™

Технические характеристики
Производительность	345 м3/час (при плотности снега 480 кг/м3)
Топливо	Котельное № 2 или дизтопливо (солярка)
Производительность горелки	13 500 000 ккал/час
Расход топлива	1360 л/час макс
Топливный бак	11350 л
Скорость слива воды	2840 л/мин (макс)
Объем водяного бака	54900 л
Сухой вес	~ 34044 кг
Полный вес (с водой и топливом)	~ 45300 кг
Скорость буксировки	40 м/час

Конструкция модели SND5400 легка в обслуживании, пользовании и транспортировке. Обогреваемый отсек силовых агрегатов имеет две двойных двери с обеих сторон, что значительно облегчает доступ. Обогрев данного отсека защищает горелку, топливные баки, генератор водяные насосы и прочие агрегаты от погодных воздействий. Система нагрева сконструирована из шести независимых автоматически работающих горелок общей производительностью 2,250,000 ккал/час каждая. В случае остановки одной из горелок топка будет продолжать работать и при этом возможно произвести ремонт или замену данного узла прямо на месте работ.

Еще одним достоинством машины SND5400 является возможность загрузки снега с обеих сторон бункера. Загрузочный бункер имеет общую длину 9,75 м. К другим особенностям конструкции также можно отнести: обслуживание одним оператором, включение выключение узлов по принципу «plug and play», пониженная шумность, встроенная система габаритных огней, визуальное и звуковое индикации тревожный сигнализации.

Стандартное оборудование

Шесть дизельных горелок с автоматическим поджигом и производительностью 2 250 000 ккал/час.

Независимая система работы горелок позволяет машине продолжать работать в случае поломки одной или более горелок.

Теплообменник с запатентованной конструкцией трубопроводов.

Стандартная система отделения мусора из углеродистой стали с двойным внутренним сливом.

Стандартный плавильный бак из толстолистовой мягкой стали со стальным каркасом.

Возможность загрузки снега с двух сторон на участках шириной 5,70 метра.

Две обогреваемых и освещаемых аппаратных кабины с запираемыми дверьми, защищающих оборудование, включая горелку, водяной насос и генератор.

Запираемый пульт управления, установленный на внешней стороне двери для удобства пользования.

Возможность подключения батареи генератора к внешнему напряжению

Возможные опции

Генератор для зарядки аккумулятора.

Плавильный бункер и дренажная система из нержавеющей стали.

Десять прожекторов в виброзащищенном исполнении для освещения места работ в темное время суток.

Цвет окраски по выбору заказчика и/или нанесение фирменного логотипа заказчика.

Доработки оборудования по желанию заказчика.

Источник информации (www.snowdragon.ru)

Основные преимущества технологии уборки снега с одновременным его плавлением:

· возможность работы независимо от времени суток и погодных условий;

· упрощение выбора места расположения машины для работы;

· уменьшение количества оборудования и обслуживающего персонала;

снижение эксплуатационных расходов;

· повышение безопасности проводимых работ;

· повышение производительности, за счёт чего муниципальные автостоянки и другие общегородские площадки убираются от снега гораздо быстрее;

· снижение техногенной нагрузки на окружающую среду в ночное время;

· улучшение экологии;

· сокращение количества мест с ограниченными условиями скоростного режима движения транспорта.

Расчеты показывают, что дополнительные затраты на топливо практически полностью компенсируются уменьшением плеча перевозки снега. Кроме того, достигается дополнительный экологический эффект, поскольку установка принудительного таяния практически не загрязняет окружающую среду, в отличие от автотранспорта, перевозящего снег.

4.5 Отечественные разработки конструкций снеготаялок

Снеготаялка мобильная СТМ-11 предназначена для плавления снежной массы в плавильной камере. Принцип работы машин СТМ-11 достаточно прост. В конструкции снеготаялки используется серийная горелка на дизельном топливе. Плавильная камера выполнена по принципу водогрейного котла с разделением потока выхлопных газов и талой воды, которая сливается через специальные отверстия в канализационный сток. Кроме того, конструкторы предусмотрели даже процесс интенсификации: снежную массу поливают струями теплой талой воды, образующейся в зоне жаровых труб, что способствует ускорению таяния снега в СТМ-11. При установке снеготаялки СТМ-11 на новом месте проведения работ необходимо позаботиться, чтобы рядом располагался канализационный люк, а также желательно, чтобы рядом был и стационарный источник электропитания. Стоит заметить, что снеготаялка может работать и в автономном режиме, так как имеет собственный генератор. Универсальность машин - одно из преимуществ и выгодных отличий снегоплавильной техники НПК «КОММАШ». СТМ-11 могут составить серьезную конкуренцию дорогостоящим импортным аналогам. Возможность подключения снеготаялки СТМ-11 к электрической сети используется для снижения себестоимости плавления снега. При работе в таком режиме значительно снижается уровень шума, что особенно важно при работе во дворах и в ночное время.

СТМ-11 имеет функцию с предварительным заполнением плавильной камеры водой, что позволяет ускорить процесс таяния собранного снега. Понятно, что в условиях оперативной настройки снегоплавильной машины не всегда есть возможность подключить агрегат к водопроводной сети или же просто доставить к нему воду. Еще одно из преимуществ новой разработки конструкторов завода СТМ-11 - это большой объем топливных баков, что позволяет СТМ-11 работать без дополнительной заправки в течение 15 часов. Это намного выше ресурса конкурентов импортного производства. Транспортировка снеготаялки СТМ-11 на место проведения работ не доставит каких-либо трудностей: разработчики предусмотрительно сделали их высотой не более двух метров, так что процесс загрузки достаточно прост. СТМ-11 доставляется к месту работы на серийном бункеровозе КМ-43001 с портальным механизмом загрузки кузова на базе автомобилей МАЗ или ЗИЛ. Один бункеровоз может обслуживать отряд снеготаялок, состоящий из 10 установок. Снеготаялка СТМ-11 за час способна переработать 10-12 м3 снега, что является отличным показателем для такого рода машин.

Технические характеристики СТМ-11
Техническая производительность (в зависи-мости от плотности снега), м3/час	15-25
Вместимость плавильной камеры, м3	3,8
Потребляемая электрическая мощность, кВт	2,7
Расход дизельного топлива, л/м3 снега до	3,0
Емкость топливного бака, л	800
Время работы на одной заправке, час	15
Масса (без топлива и воды), т	2,1
Время подготовки к работе, мин	10-15
Обслуживающий персонал, чел	1

В эксплуатации снеготаялка СТМ-11 проста и неприхотлива, достаточно соблюдать основные инструкции. Для успешной работы снеготаялки необходимо выбрать ровную горизонтальную площадку, проверить крепления основных механизмов, уровень масла и топлива в электростанции, заземлить корпус. Для более эффективной работы необходимо, чтобы температура окружающего воздуха не опускалась ниже 8-10 градусов. Чем холоднее на улице, тем менее эффективно использование снеготаялки СТМ-11 для плавления. Поэтому, если температура воздуха опускается ниже 15оС, рекомендуется проводить обогрев горелки специальной тепловой пушкой «Тропик», которая включена в базовую комплектацию. Необходимо избегать перегрузок агрегата: нельзя засыпать в поддон большой объем снега. СТМ-11 соответствует всем экологическим нормам безопасности, что подтверждают сертификаты и одобрения экологических служб. Согласно проведенным испытаниям, уровень звука, излучаемый действующими установками, не превышает допустимых пределов. Выбросы в атмосферу продуктов горения дизельного топлива минимальны. Оригинальная технология фильтрации делает снеготаялки СТМ-11 гораздо экологичнее импортных: количество отработанных веществ значительно ниже допустимых норм.

Преимуществами мобильных снеготаялок являются:

· относительно невысокая стоимость (в пересчете на 1 м' суточной производительности их стоимость составляет 2500 -- 5000 руб.. тогда как стоимость стационарных ССП -- 7000 -- 30000 руб.);

· сезонность размещения без необходимости получения землеотво-

· дов, сложных согласовании и постоянного подключения к инженерным сетям;

· сохранение дорогих городских земель для пользования;

· максимально возможное сокращение или даже исключение плеча вывоза снега.

Из недостатков можно отметить возникновение дополнительных дорожных помех и необходимость использования топлива, что компенсируется снижением или исключением плеча.

Передвижная мобильная снеготаялка СТМ-8 разработана ЗАО "ВНИИСтройдормаш" на основе зарубежного аналога мобильной снеготаялки 20-PD фирмы Тгесап. Для ее изготовления применяется отечественное оборудование. Так, в ней ис-пользуются погружные горел-

ки, выпускаемые предприятием "Экотеплогаз".

Снеготаялки СТМ-8 можно использовать в Москве на дорогах любой категории. Однако она обладает всеми недостатками, присущими снеготаялке 20-PD -- высокий уровень выбросов в атмосферу и повышенный уровень шума при запуске.

Таблица 4.6. Технические характеристики мобильных снеготаялок

Характеристика	СТМ-11	СТМ-10 | СТМ-8*	МСУ-Т500А* ЗАО БЭП "Тибет"	80-PD	SND900
	ЗАО "ВНИИстройдормаш"		Тгесап	Snow-Dragon
Производительность,	10,5(19)	26(50)	11 (20)	11(20)	80(145)	28,8(60)
т/ч (м3/ч)
Расход топлива, л/ч	55	200	80	80	437	225
Емкость топливного	800	800	800	600	3025	950
бака, л
Принцип работы	Водогрейный котел	Погружные горелки	Паровой котел	Погружные горелки	Водогрейный котел
Время работы на	14,5	4 10	7,5	6,9	4,2
одной заправке, ч
Наличие воды при запуске	Не требуетс	Обязательно	Не требует	Обязательно	Желательно
Источник	Бытовая	Дизель-	Бытовая	Дизель-
электроэнергии	электросеть	ный	электросеть	ный		Дизельный двигатель
для работы	или дизельный двигатель	двигатель	или дизельный двигатель	двигатель
Способ транспортировки	На бункеровозе	Прицеп	На бункеровозе	Самоходная		На прицепе
Стоимость, руб.	1 500 000	2 200 000	6 763 942	5 500 000	8 158 167	5 200 000

Снеготаялки СТМ-8 можно использовать в Москве на дорогах любой категории. Однако она обладает всеми недостатками, присущими снеготаялке 20-PD -- высокий уровень выбросов в атмосферу и повышенный уровень шума при запуске.

Доставка передвижных снеготаялок СТМ-8 и СТМ-11 на место эксплуатации и возвращение их на базу по окончании работ осуществляется с помощью бун-керовозы, например мусоровоза КМ 43001.

Многофункциональная мобильная установка МСУ-Т500А предназначена для промышленной переработки снега на месте его образования при уборке городских территорий, а также для обеспечения теплом и аварийным освещением жилых зданий при авариях на теплосетях.

В состав Многофункциональной мобильной установки МСУ-Т500А для промышленного плавления снега, энерго- и теплообеспечения аварийных объектов (Снеготаялка) входят:

- мобильный парогенератор мощностью 1,07 МВт;

- автономная электростанция мощностью 30 КВт;

- циркуляционный оседиагональный шнековый насос;

- блок теплообменников;

- опрокидывающийся приемный бункер объемом 9 м3.

Снегоплавильную установку МСУ-Т500А размещена на длиннобазном шасси КамАЗ-65117. В комплектацию входят также мобильный парогенератор, электростанция и гидронасос, а бункер здесь - саморазгружающийся. За час МСУ-Т500А может расплавить 20 куб. м снега.

Эта самоходная снегоплавильная установка, позволяет плавить снег в движении, характеризуются допустимыми характеристиками по уровню выбросов, сбросов и шума, а также оборудована встроенным фильтром для очистки талой воды. В ней использована автономная передвижная паропроиз-водительная установка. Получаемый пар через теплообменник греет талую воду, которая затем подается в резервуар в нескольких точках, в том числе и сверху.

Установка МСУ-Т500А может также быть использована для отопления домов в чрезвычайных ситуациях, создания системы жизнеобеспечения при проведении аварийных и ремонтных работ, а также для промывки тепловых сетей

Натурные испытания некоторых мобильных снеготаялок, проведенные Инженерным Центром при Департаменте природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы, показали допустимость их применения в условиях мегаполиса.

5. Снегоуборка в зарубежных странах

5.1 Система снегоуборки в Канаде

Передовые зарубежные страны имеют весьма значительный опыт снегоуборки и противогололедной обработки дорожных покрытий, обеспечивающий минимизацию экологических последствий использования реагентных средств на дорогах. В то же время необходимо учитывать, что объемы убираемой и, особенно, утилизируемой снежной массы в странах зарубежья существенно уступают объемам снежных масс, имеющим место в Московском мегаполисе.

Для сравнения и анализа возьмем опыт работы муниципалитетов североамериканских стран (Канада, США) по уборке улиц в зимний период. Климат этого региона очень похож на климат г. Москвы, среднее годовое количество выпадающего снега составляет 220 см, а максимальное - 440 см. Плотность населения несколько меньше, чем в Москве, но количество автотранспорта чрезвычайно велико. Поэтому проблема уборки улиц в зимний период является такой же острой, как и в Москве.

Улицы и магистрали этих городов классифицируются по уровням обслуживания в зависимости от интенсивности движения. Маршруты уборки планируются в зависимости от погодных условий, наличия необходимого оборудования и материалов, класса магистрали. Для оптимизации маршрутов используется специальное программное обеспечение.

Для определения погодных условий разработаны термометры, позволяющие измерять температуру дорожного покрытия с точностью до 2оС. Эти термометры могут быть как ручными, так и смонтированными на автомобиле. Кроме того, применяются автоматические станции наблюдения за погодой на дорогах с датчиками, вмонтированными в дорожное полотно.

Утилизация снежной массы, вывозимой с городской территории, производится на «сухих» снегосвалках. Эти снегосвалки представляют собой огороженные площадки, на которые свозится снег и сдвигается бульдозерами и мощными шнековыми устройствами в кучу высотой 20-30 метров. Таяние осуществляется под действием естественного тепла. Основание площадки выполнено из уплотненных катками отходов от ремонта асфальтовых дорожных покрытий. Канадские специалисты считают, что такая конструкция является достаточно водонепроницаемой. Талые воды собираются в пруд-отстойник и затем попадают в водосток. В настоящее время канадские органы охраны природы требуют предусмотреть создание на «сухих» снегосвалках дополнительных очистных сооружений для талых вод. В качестве критериев выбора площадок используется удаленность их от жилья, наличие подъездных дорог, минимизация расстояния до места сбора снега (не более 4-х километров).

Именно в этих странах (Канада, США) стали применять более прогрессивную технологию уборки снега с одновременным снегоплавлением на месте, позволяющую уменьшить число операций, практически исключить транспортные затраты, снизить количество оборудования, персонала и эксплуатационные затраты. Технология плавления снега и слива полученной воды в канализационно-сточные системы города наиболее полно проработана фирмой Trecan (Канада), выпускающей восемь моделей снегоплавильных машин производительностью от 20 до 500 т/ч, среди которых самоходная машина 150_SL со встроенным снегопогрузчиком, а также несколько типоразмеров передвижных (буксируемых) и стационарных машин.

Мобильные снеготаялки фирмы Тгесап производительностью 20 (мод. 20-PD), 60 (мод. 60-PD), 80 (мод. 20-PD). Принцип действия снеготаялок фирмы Тгесап (Канада) следующий. Снег загружается в заполненный водой резервуар с системой горелок. Топливо и воздух из воздуходувки поступают в горелку, представляющую собой погруженную в воду трубу. Продукты сгорания смешиваются с водой и совместно поступают вверх через специальную систему. В верхней части охлажденные газы уходят в атмосферу, а теплая вола разбрызгивается по снегу, способствуя дальнейшему снеготаянию. В результате этого процесса происходит перемешивание и взбалтывание.

Опыт разработки и эксплуатации мобильных снеготаялок имеется у канадской фирмы TRECAN. Они применяются в аэропортах, закрытых и открытых автостоянках, населенных пунктах и в любых других местах, где нет достаточного пространства для хранения накопившегося снега.

Принцип действия заключается в следующем. Снег загружается в заполненный водой резервуар с системой погружных горелок, которые обеспечивают сжигание топлива ниже водяного уровня, а продукты сгорания «пробулькивают» через слой талой воды (эффект «холодного кипения»). Происходит конденсация паров, образующихся при сгорании, и увеличивается теплоотдача. КПД устройства достигает 98 % по высшей теплоте сгорания топлива.

Эксплуатация передвижной снегоплавильной установки TRECAN 80PD-MX осуществляется в течение периода общей продолжительностью 196 (197 в високосный год) дней и делится на периоды:

- подготовки к работе в зимней период (15 дней);

- эксплуатацию установки в зимний период 166 (167) дней;

- подготовки установки к хранению в летний период (15 дней);

В течение остального времени в году (169 дней) - период межсезонья установка находятся на хранении и не обслуживается

В зимний период установка эксплуатируется в соответствии с Регламентом по ее эксплуатации.

Работы на установке проводятся в непрерывной режиме. При этом выполняемые работы состоят на технологических циклов, следующих один за другим без временного промежутка.

Один технологический цикл состоит из:

№	Виды выполняемых работ	Время
1.	Загрузка камеры снегом. Запуск установки в режиме малого горения. Дозагрузка снегом по мере его плавления. Нагрев воды до 7 град.С. (слив воды в канализационную сеть не производится).	30мин.
2	Работа установки в основном режиме плавления снега	4час 30мин.
3	Слив воды, очистка камеры от осадка, заправка топливом.	1час 00мин.
	ИТОГО	6час.00мин.

Организация труда.

Работы выполняет бригада из 5 человек:

- диспетчер - оператор - 1 человек в смену;

- дорожные рабочие - 2 человека в смену;

- машинисты погрузчиков - 2 человека в смену.

Машины и механизмы требуемые для работы установки.

Для эксплуатации установки требуется:

- фронтальные погрузчики - 2единицы (погрузка снега в плавильную камеру установки, очистка рабочей площадки);

- бункеровоз типа КМ-43001 (вывоз осадка и мусора на полигон).

В целом зарубежный опыт зимней уборки характеризуется наличием следующих элементов:

- нормативной базы, предусматривающей глубокую дифференциацию методов, способов и материально-технических средств зимней обработки дорожных покрытий;

- развитой дорожной и транспортной инфраструктуры, удовлетворяющей условиям интенсивного зимнего движения автомобилей;

- разнообразной материально-технической структуры реализации способов противогололедной обработки автомагистралей.

5.2 Опыт утилизации снежной массы в Москве и в зарубежных странах

К особенностям зимней уборки г. Москвы по сравнению с зарубежными северными мегаполисами можно отнести, в первую очередь, наличие значительных объемов снежной массы и большой площади убираемых дорожных покрытий. При таких объемах особенно важна увязка номенклатуры и порядка применения реагентов с методами утилизации снежной массы. Проблема осложняется крайне высокой круглогодичной интенсивностью движения автотранспорта всех видов при неподготовленности автомагистралей и автотранспорта к интенсивному зимнему движению. Последнее выражается в недостатке пропускной способности магистралей, недостаточном количестве подземных переходов, транспортных развязок, отсутствии у транспорта «зимней» резины и т.д. Указанные обстоятельства существенно усложняют зимнее содержание дорог и улиц столицы.

Работы по созданию комплексной системы снегоуборки и противогололедной обработки территорий города начались в 2000 г., при этом большое внимание уделялось выявлению номенклатуры противогололедных реагентов, допустимых для использования в городе. В настоящее время построено и эксплуатируется около 30 снегосплавных пунктов на сетях городской хоз-фекальной канализации и коллекторах ТЭЦ. Создан парк машин, обеспечивающих внутригородскую транспортировку реагентов; существенно расширена номенклатура автотранспортных средств для распределения и обработки растворами реагентов дорожных покрытий города; определена номенклатура существующих реагентов, существенно снижающих комплекс негативных последствий их применения.

В то же время, анализ итогов реализации первоочередных этапов схем снегоуборки и противогололедной обработки дорожных покрытий города выявил необходимость выработки дополнительных мероприятий и подходов к указанным проблемам. В 1999-2000 г.г. начались работы по созданию комплексной схемы снегоудаления и концепции противогололедной обработки автомагистралей, с учетом последующей утилизации снежной массы. Основные положения разработанной Генеральной схемы снегоудаления в г. Москве предусматривают загрузку до 80 % вывозимой с дорог снежной массы в снегосплавные камеры на канализационных коллекторах с последующей совместной очисткой талых и фекальных стоков на городских станциях аэрации. Оставшаяся часть снежной массы поступает на другие сооружения утилизации с последующим сбросом в водные бассейны.

Передовые зарубежные страны имеют весьма значительный опыт снегоуборки и противогололедной обработки дорожных покрытий, обеспечивающий минимизацию экологических последствий использования реагентных средств на дорогах. Это достигается оптимальным выбором номенклатуры применяемых реагентов, средств транспортировки и дозирования реагентов в зависимости от разнообразных климатических условий. В то же время необходимо учитывать, что объемы убираемой и, особенно, утилизируемой снежной массы в странах зарубежья существенно уступают объемам снежных масс, имеющим место в Московском мегаполисе.

Наиболее интересен опыт стран Северной Европы, Канады и США, сочетающий в себе применение современных средств снегоуборки и эффективных противогололедных реагентов, обеспечивающих поддержание в должном состоянии дорожной сети и снижение негативного воздействия реагентов на окружающую среду.

Системы снегоуборки и противогололедной обработки в Финляндии и Швеции, несмотря на отсутствие в этих странах мегаполисов, подобных г. Москве по своей площади и интенсивности дорожного движения, представляют наибольший интерес ввиду значительного сходства их климатических условий с условиями Московского региона.

Противогололедные реагенты в этих странах используются для предотвращения образования льда, для облегчения процесса очистки ото льда и для замедления процесса промерзания снега при низких температурах воздуха. Наиболее опасными считаются случаи появления первого “черного” льда при понижении температуры. Методы предварительной обработки покрытия раствором соли наиболее эффективны для предотвращения таких опасных ситуаций при ожидающейся повышенной скользкости. Считается, что химический способ борьбы с зимней скользкостью наиболее эффективен, когда температура на поверхности покрытия выше -7° С. Если после обработки на покрытии образуется талый снег, то он подлежит немедленной уборке.

Утилизация снежной массы, вывозимой с городской территории, производится на «сухих» снегосвалках. Эти снегосвалки представляют собой огороженные площадки, на которые свозится снег и сдвигается бульдозерами и мощными шнековыми устройствами в кучу высотой 20-30 метров. Таяние осуществляется под действием естественного тепла. Основание площадки выполнено из уплотненных катками отходов от ремонта асфальтовых дорожных покрытий. Канадские специалисты считают, что такая конструкция является достаточно водонепроницаемой. Талые воды собираются в пруд-отстойник и затем попадают в водосток. В настоящее время канадские органы охраны природы требуют предусмотреть создание на «сухих» снегосвалках дополнительных очистных сооружений для талых вод. В качестве критериев выбора площадок используется удаленность их от жилья, наличие подъездных дорог, минимизация расстояния до места сбора снега (не более 4-х километров).

В целом зарубежный опыт зимней уборки характеризуется наличием следующих элементов:

- нормативной базы, предусматривающей глубокую дифференциацию методов, способов и материально-технических средств зимней обработки дорожных покрытий;

- развитой дорожной и транспортной инфраструктуры, удовлетворяющей условиям интенсивного зимнего движения автомобилей;

- разнообразной материально-технической структуры реализации способов противогололедной обработки автомагистралей.

6. Программы модернизации систем утилизации городского снега в Москве

6.1 Сравнение технико-экономических показателей различных типов сооружений по переработке снега

Из сравнения технико-экономических показателей различных способов и технологий утилизации снега и из вышесказанных соображений по типам сооружений, наиболее эффективной является переработка убираемого с дорог снега снегоплавными машинами. Этот способ связан с наименьшими затратами и обеспечивает наименьшее загрязнение водных объектов в черте города. К недостаткам этого вида сооружений можно отнести:

-необходимость дозаправки топливом передвижных ССП;

-динамику загрязнения бункера, возможность его оперативной очистки от твердых отложений;

-частоту очистки бункера от осадка;

-периодичность слива талой воды в сети городской канализации или водостока.

Кроме того, возможно проявление негативного влияния неочищенных талых вод на элементы канализационной сети. Ликвидация указанных недостатков может быть произведена по мере совершенствования конструктивных элементов камер.

Применение других способов утилизации снега оправдано лишь в случаях, когда по конкретным местным условиям затруднена организация передвижных снегосплавных пунктов:

· отсутствуют сети с требуемыми параметрами,

· отсутствуют свободные площади для размещения камер и удобные подъезды транспорта.

В качестве альтернативных вариантов выступают снегосплавные пункты на сбросных водах ТЭЦ, являющиеся более дорогими сооружениями, однако, необходимыми при отсутствии возможности устройства снегоприемных пунктов на канализации.

Одним из преимуществ снегосплавных пунктов на сбросных водах ТЭЦ является возможность снижения теплового загрязнения поверхностных вод. При строительстве снегоприемных пунктов большой производительности на ТЭЦ с высоким тепловым ресурсом и возможности использования в технологическом процессе мощностей имеющихся очистных сооружений поверхностного стока, стоимость утилизации 1м³ снега на этих сооружениях может быть существенно снижена.

Таблица 6.1. Сравнительные показатели различных типов сооружений по утилизации снега

Тип сооружения	Число сооружений, шт.	Занимаемая площадь	Ориентировочная стоимость строительств млн руб.	Дополнитель ные затраты на эксплуатацию млн руб./год	Примечания
Буферные площадки	15	10	525	20	Мало свобод ных территории
Снеготаялки на дизельном топливе	14	2,6	560	0	-

Таблица 6.2. Удельные показатели различных сооружении утилизации снега

Тип сооружения	Удельная производительность, ms/m2	Удельная стоимость строительства, тыс.руб./м3	Удельные эксплутационные затраты, руб./м3	Экспертная оценка гибкости размещения, балл
"Сухая" снегосвалка	20	275	3	1
ССПна канализации	180	172	18	2
Буферные			5	3
ССПна	40	132	18
площадки Стационарный ССП на дизель ном топливе	150	133	48	6
	150	133
Мобильная снеготаялка на дизельном	-	155	45	10

В качестве другого источника энергии можно использовать дизельное топливо. Технико-экономические показатели ССП со снеготаялками на дизельном топливе (по согласованному с природоохранными органами проекту ССП и материалам канадской фирмы TRECAN) приведены ниже.

Производительность по снегу:

· часовая (100 м3 при плотности 0,3 т/ м3), т 30

· суточная (около 300 автомашин), м3 2300

· сезонная, мэ 300000

· Занимаемая площадь, га 0,2

· Требуемое количество топлива, мя/ч (м3/сут) 0,3

· Суммарная установленная мощность, кВт 120

· Ориентировочная стоимость строительства в текущих ценах

· (с учетом очистных сооружений), млн руб 40

Затраты на содержание и эксплуатацию ССП с установкой на дизельном топливе соответствуют аналогичным затратам для.ССП на коллекторе городской канализации, за исключением стоимости топлива. Стоимость топлива в пересчете на 1 м3 утилизируемого снега составляет 30 руб. в текущих ценах. Заметим, что стоимость эксплуатации одного автомобиля, вывозящего снег, составляет 3500 руб. за смену (8 ч), при этом среднее плечо перевозки 8 -- 12 км, среднее число ездок в смену -- 6, объем вывозимого снега -- 42 м3 и соответственно стоимость вывозки 1 м3 снега 83 руб. Строительство сети ССП с установками на дизельном топливе вблизи мест образования снежной массы позволит снизить среднее плечо перевозки до 4 -- 5 км и увеличить число ездок как минимум вдвое. Объем вывозимого снега в таком случае возрастет до 82 м3, а стоимость перевозки 1 м1 снега сократится на 40 руб.

Приведенный расчет показывает, что дополнительные затраты на топливо компенсируются экономией средств на перевозку снега. Кроме того, достигается дополнительный экологический эффект, поскольку снегоплавильная установка практически не загрязняет окружающую среду в отличие от автотранспорта, перевозящего снег.

Затраты на строительство сети ССП с установками на дизельном топливе для переработки 4 млн м3 снега за сезон составят 560 млн руб. Эксплуатационные расходы не увеличатся, поскольку, как было показано выше, снизится плечо перевозки снега.

Дальнейшее наращивание мощностей по утилизации снега на канализационных коллекторах города практически невозможно.

Сооружение сети буферных площадок возможно, но сопряжено с необходимостью поиска свободных площадей.

Наиболее перспективным направлением увеличения мощностей следует считать стационарные и мобильные установки, работающие на дизельном топливе.

Как видно из сравнения технико-экономических показателей различных способов и технологий утилизации снега и следует из высказанных выше соображений по типам сооружений, наиболее предпочтительной является переработка убираемого с дорог снега на снегосплавных пунктах, расположенных на канализационных коллекторах. Этот способ связан с наименьшими затратами и обеспечивает наименьшее загрязнение водных объектов в черте города. К недостаткам этого вида сооружений можно отнести “парение” теплых канализационных вод в открытых камерах и периодическое создание санитарно-опасной обстановки на площадке при разгрузке-выгрузке осадка из камеры. Кроме того, возможно проявление негативного влияния неочищенных талых вод на элементы канализационной сети. Ликвидация указанных недостатков может быть произведена по мере совершенствования конструктивных элементов камер.

Все эти недостатки сведутся к минимуму при осуществлении схемы камер второй очереди строительства Снегосплавные камеры на канализационной сети могут сооружаться на магистральных коллекторах, как напорных, так и безнапорных, с расходом не менее 220л/с, имеющих наполнение в зимний период не ниже проектного значения.

Применение других способов утилизации снега оправдано лишь в случаях, когда по конкретным местным условиям затруднена организация снегосплавных пунктов на канализационных коллекторах:

отсутствуют сети с требуемыми параметрами,

отсутствуют свободные площади для размещения камер и удобные подъезды транспорта.

В качестве альтернативных вариантов выступают снегосплавные пункты на сбросных водах ТЭЦ, являющиеся более дорогими сооружениями, однако, необходимыми при отсутствии возможности устройства снегоприемных пунктов на канализации.

Одним из преимуществ снегосплавных пунктов на сбросных водах ТЭЦ является возможность снижения теплового загрязнения поверхностных вод. При строительстве снегоприемных пунктов большой производительности на ТЭЦ с высоким тепловым ресурсом и возможности использования в технологическом процессе мощностей имеющихся очистных сооружений поверхностного стока, стоимость утилизации 1м3 снега на этих сооружениях может быть существенно снижена.

Существующие “сухие” снегосвалки могут быть использованы в условиях поэтапного строительства снегоприемных пунктов на канализации. В перспективе должны сохраниться только те сооружения, для которых на данном участке города отсутствует альтернатива, при этом обязательна их полная реконструкция в соответствии с разработанным типовым проектом.

Поскольку “сухие” снегосвалки имеют менее благоприятные технико-экономические показатели, целесообразно использование уже отведенных под них площадок для строительства снегосплавных пунктов, если имеется возможность их подключения к канализационной сети. Помимо высокой стоимости и большой площади, занимаемой “сухой” снегосвалкой, при невысокой производительности, она представляет собой опасное с санитарно-экологической точки зрения сооружение, которое может существовать только на определенных городских территориях, и требует наличия санитарной зоны.

Таким образом, в порядке предпочтения, рекомендуются следующие типы снегоприемных пунктов:

снегосплавные пункты на канализационных коллекторах;

снегосплавные пункты на сбросных водах ТЭЦ;

«сухие» снегосвалки;

снегосплавные пункты на топливе;

временные речные снегосвалки.

6.2 Внедрение оптимальных решений для передвижных снегосплавных машин

Как мы ранее выяснили оптимальным решением для уборки снега с городских магистралей является передвижные снегоплавильные установки.

Однако, для широкого внедрения передвижных и самоходных ССП в городскую практику необходимо проведение экперементальных работ, при выполнении которых необходимо определить:

-оптимальные размеры бункера для загрузки снега в переждвижную установку;

-технологию дозаправки топливом передвижных ССП;

-динамику загрязнения бункера, возможность его оперативной очистки от твердых отложений;

-частоту очистки бункера от осадка;

-периодичность слива талой воды в сети городской канализации или водостока.

Альтернативным направлением увеличения сезонной производительности системы утилизации вывозимого снега является создание ССП с установками, использующими дизельное топливо. Принцип действия этой снеготаялки следующий.

Привозимый грузовиками снег через приемную решетку поступает в камеру таяния, наполненную талой водой. Погружные горелки обеспечивают сжигание топлива ниже уровня воды, а продукты сгорания «пробулькивают» через столб талой воды (эффект «холодного кипения»). Происходит конденсация паров, образующихся при сгорании, и увеличивается теплоотдача. КПД устройства достигает 98 % по высшей теплоте сгорания топлива. Для розжига дизельного топлива используется сжиженный газ в баллонах.

Секция камеры таяния, в которой находятся горелки, отделена от приемной секции сеткой, защищающей горелки от мусора. Для ускорения процесса плавления снега предусмотрена принудительная циркуляция талой в камере таяния за счет использования специального насоса. Крупный мусор и взвесь, содержащиеся в снеге, собираются в установленные на дне камеры таяния поддоны. Талая вода поступает на очистные сооружения ливнестока.