Nghiên cứu tuyển chọn máy bơm nước để chữa cháy rừng

- Thiết bị nghiên cứu để tuyển chọn: Đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu lựa chọn loại máy bơm nước sử dụng trong chữa cháy rừng không nghiên cứu lựa chọn tất cả các loại máy bơm khác nhau..

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết của vấn đề

Rừng là nguồn tài nguyên quý giá của con người, rừng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất của nền kinh tế quốc dân, rừng còn là nguồn sinh thủy cho sông suối, các hồ thủy điện, rừng còn góp phần chống lũ quét, bão gió, đặc biệt rừng còn có chức năng điều hòa không khí, dự trữ sinh quyển và rừng còn góp phần hạn chế biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay Ngoài ra rừng còn

có chức năng du lịch, văn hóa, cảnh quan của mỗi địa phương mỗi quốc gia Với chức năng to lớn của rừng như vậy, nhưng tài nguyên rừng trên thế giới ngày càng suy giảm, một trong những nguyên nhân làm mất rừng đó là

do cháy rừng gây nên Cháy rừng làm thiệt hại hàng tỷ đô la về kinh tế, làm chết và bị thương nhiều người, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái và đa dạng sinh học

Ở Việt Nam theo số liệu thống kê của Cục kiểm lâm hàng năm có hàng trăm vụ cháy rừng làm mất hàng ngàn ha rừng, gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng, ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái Nhận thức được tác hại nghiêm trọng do cháy rừng gây ra Chính phủ đã phê duyệt và cho thực hiện đề án tăng cường năng lực cho công tác PCCCR giai đoạn 2006-2010, các bộ ngành, các địa phương đã có nhiều chính sách, giải pháp nhằm hạn chế đến mức thấp nhất của cháy rừng gây ra Nhưng do biến đổi khí hậu toàn cầu gây nên, dẫn đến nguy cơ cháy rừng rất cao, tình hình cháy rừng diễn biến phức tạp

Theo thống kê của Cục Kiểm lâm sau khi thực hiện đề án tăng cường năng lực cho công tác PCCCR, các Chi cục Kiểm lâm trong cả nước đã được trang bị các máy móc như: Máy cưa xăng, máy bơm nước, máy phát thực bì, máy thổi gió, bàn dập lửa để phục vụ tốt cho công tác PCCCR

Hiện nay một số thiết bị chữa cháy rừng đã được trang bị nhưng hiệu quả sử dụng không cao, một số thiết bị không phù hợp với điều kiện chữa cháy rừng ở Việt Nam, nên việc chữa cháy rừng chủ yếu vẫn còn sử dụng các công cụ thô sơ như: là dao, quốc, xẻng để dùng làm băng cản lửa, dùng cành cây để dập lửa nên năng suất dập lửa thấp, tốn nhiều nhân lực, hiệu quả chữa cháy rừng chưa cao

Trong đề án tăng cường năng lực cho công tác PCCCR của chính phủ giai đoạn 2011-2015, Cục Kiểm lâm sẽ đầu tư trang bị thêm nhiều thiết bị chữa cháy rừng nữa Song việc mua thiết bị nào, công suất bằng bao nhiêu, để

sử dụng có hiệu quả là bài toán cần phải được nghiên cứu để tìm ra lời giải

Với lý do như trình bày ở trên, được sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp và TS Đinh Ngọc Tuấn tôi thực hiện luận văn Thạc sỹ kỹ thuật ngành Kỹ thuật máy và cơ giới hoá nông

lâm nghiệp với tên đề tài “ Nghiên cứu tuyển chọn máy bơm nước để chữa

cháy rừng”

2 Mục Tiêu nghiên cứu

Xuất phát từ lý do thực hiện đề tài đã nêu, chúng tôi đặt mục tiêu nghiên cứu như sau:

Xây dựng cơ sở lý luận cho việc lựa chọn thiết bị cho công tác phòng cháy và chữa cháy rừng, từ đó lựa chọn được máy bơm nước phù hợp cho công tác chữa cháy rừng

3 Phạm vi nghiên cứu

Có rất nhiều loại máy bơm nước dùng trong công tác PCCCR, mặt khác đề tài nghiên cứu lựa chọn máy bơm nước dùng trong công tác PCCCR là một đề tài có phạm vi rộng và cần thời gian dài Chính vì thế trong nghiên cứu này chỉ giới hạn các nội dung sau đây:

- Thiết bị nghiên cứu để tuyển chọn: Đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu

lựa chọn loại máy bơm nước sử dụng trong chữa cháy rừng không nghiên cứu lựa chọn tất cả các loại máy bơm khác nhau

- Đối tượng: Đề tài không tiến hành nghiên cứu lựa chọn trên tất cả cấp

thực bì và các cấp điều kiện địa hình, mà chỉ tập trung nghiên cứu lựa chọn máy bơm nước phụ vụ cho chữa cháy rừng tràm, đây là loại rừng sử dụng máy bơm nước có hiệu quả nhất

- Địa điểm nghiên cứu: Đề tài không có đủ điều kiện nghiên cứu, khảo

nghiệm chữa cháy rừng ở thực tế, mà chỉ chọn địa điểm tiến hành nghiên cứu thực nghiệm Trung tâm thực nghiệm chữa cháy Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy

4 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Với phạm vi nghiên cứu đã trình bày ở phần trên, để đạt được mục tiêu của đề tài đặt ra, luận văn tập trung giải quyết những nội dung sau:

4.1 Nghiên cứu lý thuyết

- Phân tích ưu nhược điểm của một số loại máy bơm nước đang sử dụng hiện nay ở Việt Nam

- Phân tích ưu nhược điểm của một số loại máy bơm nước có ở Việt Nam và trên thế giới có khả năng sử dụng cho chữa cháy rừng

- Xây dựng hàm chỉ tiêu để lựa chọn máy bơm nước phục vụ cho công tác chữa cháy rừng

- Thiết lập các hàm mục tiêu để lựa chọn máy bơm nước cho công tác phòng cháy và chữa cháy rừng

- Giải bài toán tối ưu để lựa chọn máy bơm nước hợp lý phục vụ công tác phòng cháy và chữa cháy rừng

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Phân tích về đặc điểm về điều kiện địa hình, loại rừng, cấp thực bì làm cơ sở cho công tác lựa chọn thiết bị chữa cháy rừng ;

- Điều tra khảo sát một số loại máy bơm nước phục sử dụng để chữa cháy rừng

- Thực nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các máy bơm nước đưa vào lựa chọn

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về tình hình sử dụng thiết bị chữa cháy rừng

1.2.1 Các thiết bị chữa cháy rừng hiện đang sử dụng tại một số tỉnh

Theo quyết định số 02/2007/QĐ-TTg ngày 02/1/2007 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đề án Nâng cao năng lực PCCCR cho lực lượng Kiểm lâm giai đoạn 2007-2010, Cục Kiểm lâm đã trang bị các thiết bị phòng cháy chứa cháy rừng gồm: máy thổi gió, máy phát thực bì, máy cưa xăng, máy bơm nước, xe ôtô bán tải, cho một số chi cục kiểm lâm trong cả nước ở bảng 1.1 [1]

Bảng 1.1: Tổng hợp số lượng các loại thiết bị trang bị cho lực lượng Kiểm

lâm trong toàn quốc

STT Loại phương tiện, thiết bị Đơn vị tính

Số lượng phương tiện, thiết bị

Tổng

số

TW ĐP

2 Ô tô chuyên chở người và thiết bị Chiếc 60 13 47

3 Ô tô tuần tra, chữa cháy rừng chuyên dụng Chiếc 200 16 184

10 Máy thổi gió (đeo vai và xách tay) Chiếc 600 200 400

12 Bình chữa cháy đeo vai Chiếc 1000 200 800

13 Bảo hộ chữa cháy chuyên dụng Chiếc 200 40 160

Với số lượng thiết bị trên phục vụ cho công tác PCCCR còn hạn chế, không đáp ứng được yêu cầu, chính vì thế trong tương lai cần được trang bị thêm các thiết bị cho công tác PCCCR

a) Các thiết bị chữa cháy rừng thủ công (vỉ dập lửa, bàn dập lửa…)

- Các thiết bị chữa cháy rừng thủ công (vỉ dập lửa, bàn dập lửa,…)

Hiện nay, ở Việt Nam việc chữa cháy rừng ở những nơi có độ dốc lớn chủ yếu bằng thủ công dùng cành cây dập, vỉ dập lửa, cào cuốc ( hình 1.1 và hình 1.2) Đây là thiết bị đơn giản, rẻ tiền, dễ mang vác, di chuyển ở nơi có địa hình phức tạp Đối với những đám cháy nhỏ, mới bắt đầu cháy thì dụng

cụ này có khả năng dập tắt được Song đây là dụng cụ chữa cháy thủ công, thô sơ nên có nhiều hạn chế: tốn sức lực, tốn nhiều công lao động, năng suất và khả năng dập lửa thấp, không chữa được đám cháy lớn Với những nhược điểm của các công cụ chữa cháy thủ công như trên, nên mục tiêu của luận văn là lựa chọn được thiết bị chữa cháy rừng cơ giới

để thay thế dụng cụ chữa cháy thủ công, phục vụ cho công tác phòng cháy, chữa cháy rừng trên địa bàn

Hình 1.1 Dụng cụ chữa cháy rừng thủ công được trang bị cho lực lượng

Kiểm lâm

Hình 1.2: Dùng cào, cuốc để dập lửa

b)Máy chữa cháy bằng sức gió

ZENOAH EB6200 Ưu điểm của thiết bị này là gọn nhẹ, dễ sử dụng ở nơi

có độ dốc lớn với số lượng được trang bị trên còn quá ít, trong tương lai cần phải trang bị thêm

Hình 1.3: Máy thổi gió Zenoah EB6200 trang bị cho các Hạt Kiểm lâm

c)Máy bơm nước

Loại máy này được nhập của nước ngoài về để chữa cháy rừng Thiết bị

này gồm động cơ xăng 2 kì công suất từ 2040kW, cùng với hệ thống bơm, ống dẫn Khi di chuyển cần khoảng 6 đến 10 người khiêng, chiều dài ống bơm khoảng 300m, thiết bị này có thể chữa cháy trên tán cây, cháy ngầm, hiệu quả dập tắt đám cháy rất cao Nhược điểm lớn nhất là phụ thuộc nguồn nước, khả năng di dộng thấp Thiết bị này sử dụng ở rừng ngập nước, nơi gần nguồn nước là rất tốt Để thiết bị áp dụng có hiệu quả thì phải nghiên cứu nâng cao khả năng di động của máy và không phụ thuộc vào nguồn nước

Lực lượng Kiểm lâm các tỉnh được trang bị nhiều máy bơm nước thuộc hãng TOHATSU VC82AES Loại máy bơm nước này chạy bằng động cơ

m3/h Tuy nhiên theo số liệu thống kê số vụ cháy rừng xảy ra thường tập trung chủ yếu nơi có địa hình dốc, không có đường giao thông đi lại, đặc biệt xa nguồn ước nên sử dụng máy bơm nước vào công tác chữa cháy rừng còn hạn chế, cần phải nghiên cứu lựa chọn ra loại máy bơm phù hợp với điều kiện địa hình

Hình 1.4: Diễn tập máy bơm nước Tohatsu PCCCR tỉnh Hòa Bình năm 2011

Việc nghiên cứu lựa chọn máy bơm nước chữa cháy rừng tràm còn rất hạn chế, nhưng do yêu cầu thực tế chữa cháy các đơn vị quản

lý, bảo vệ rừng đã sử dụng bơm nước để chữa cháy Loại máy bơm

dài ống dẫn 100300m, lưu lượng 4060m3/h Toàn bộ thiết bị được đặt lên xuồng hoặc đặt lên phao khi di chuyển dùng người kéo hoặc xuồng kéo (hình1.5) Thiết bị này chữa cháy rừng tràm trồng nơi gần kênh dẫn nước rất có hiệu quả Hạn chế của thiết bị này là chiều dài ống dẫn ngắn nên không tiếp cận được những đám cháy ở xa bờ kênh Đối với đám cháy rừng Tràm tự nhiên chiều cao ngọn lửa lớn, tốc độ lan tràn ngọn lửa nhanh, cháy trên tán cây, cháy ngầm dưới đất thì thiết bị này chữa không hiệu quả Đối với chữa cháy than bùn phải có thiết bị đào rãnh để ngăn cách lớp than đã cháy và lớp than chưa cháy, hiện nay chưa có thiết bị chuyên dụng đào rãnh chữa cháy ngầm [9]

Hình 1.5: Máy bơm nước được trang bị cho Kiểm lâm Cà Mau sử dụng để chữa

cháy rừng Tràm

d) Các thiết bị tạo băng cách ly

Thiết bị tạo băng cách ly đám cháy dùng 2 loại: máy cưa xăng và máy phát thực bì

- Đối với cưa xăng: hiện nay kiểm lâm đang sử dụng rất nhiều hãng cưa

xăng , chủ yếu để khai thác rừng trồng (keo, bương luồng) Chủ yếu tập trung vào các hãng cưa: Husqvarna, Stihl, Echo, Dolmar Có công suất chủ yếu giao động ở: 2,8 đến 3,4 KW Trên địa bàn cả nước ước tính có khoảng trên 0,5 triệu chiếc cưa xăng các loại

Hình 1.6: Cưa xăng zenoah trang bị cho kiểm lâm

- Đối với máy phát thực bì cầm tay:

Trong công nghệ chữa cháy rừng khi phải làm băng cản lửa ngoài sử dụng cưa xăng để tiến hành chặt hạ các cây có đường kính lớn thì còn phải sử dụng máy phát thực bì phát dọn dây leo bụi rậm, cây có đường kính < 4 cm để tạo ra băng trắng Theo thống kê số lượng máy phát thực bì được trang bị trong ngành kiểm lâm rất lớn

Việc đưa máy phát thực bì vào các công việc liên quan đến lâm nghiệp: phát vệ sinh rừng, phát trồng rừng, phát băng cách ly cản lửa còn rất ít.Hiện nay có rất nhiều loại máy của các hãng sản xuất khác nhau Chủ yếu tập trung ở các hãng sau: Husquavana; Stihl; Honda; Echo; Makita; Hitachi,… Loại máy phát thực bì được trang bị nhiều nhất là của hãng Zenoah, công suất 1,5kw

Hình 1.7: Máy phát thực bì

Thiết bị làm băng cách ly bằng máy kéo

Để tạo băng trắng cản lửa một số nơi đã sử dụng máy cày chảo để cày lật đất tạo ra băng cách ly, thiết bị này không cắt được cây, nên kích thước băng, chất lượng băng không đạt yêu cầu, nên đám cháy vẫn có thể vượt qua được

Hình 1.8: Máy cày chảo làm băng cách ly đám cháy

e) Xe ô tô chữa cháy rừng

Một số đơn vị chữa cháy rừng đang sử dụng xe chữa cháy rừng do Công ty cơ khí ôtô xe máy Thanh Xuân cải tiến từ xe UAZ, xe tải IZUZU (hình 1.9; 1.10), thiết

bị này bao gồm hệ thống téc nước, bơm nước đặt trên thùng xe Khi có đám cháy xảy

ra xe chạy đến nơi có đám cháy, dùng hệ thống bơm nước từ téc nước để chữa cháy Nhược điểm của thiết bị này là không tiếp cận được với những đám cháy ở vùng sâu vùng xa, nơi không có đường giao thông Công ty cơ khí Vinapro Khu Công nghiệp Biên Hòa, Đồng Nai đã thiết kế, chế tạo thiết bị chữa cháy gồm hệ thống bơm, téc nước, ống dẫn nước, nguồn động lực là xe công nông, thiết bị này chế tạo ra không

sử dụng được vì khả năng di chuyển và ổn định của xe thấp nên không hoạt động được ở điều kiện địa hình rừng không có đường

H×nh 1.9: Xe «t« ch÷a ch¸y rõng ®-îc c¶i tiÕn tõ xe Uo¸t

Hình 1.10: Xe ôtô chữa cháy rừng được cải tiến từ xe tải IZUZU

1.2.2 Những tồn tại của các thiết bị chữa cháy rừng hiện đang sử dụng hiện nay

Qua kết quả điều tra khảo sát về các thiết bị chữa cháy rừng hiện được trang bị cho ngành kiểm lâm tỉnh Hòa Bình chúng tôi có một số tồn tại như sau:

a) Máy chữa cháy rừng bằng sức gió

- Máy thổi gió hiện được sử dụng là loại máy thổi lá cây trong các công viên (tên tiếng anh Blowers), loại máy này không phải là loại máy chuyên dụng để chữa cháy rừng vì ống thổi làm bằng nhựa, khi chữa cháy gặp nhiệt

độ có thể bị cháy hoặc soăn lại, bịt đầu ống thổi

- Hiệu quả dập lửa thấp, chỉ chữa được những đám cháy nhỏ, khi chữa đám cháy lớn làm cho ngọn lửa cháy to hơn

- Trọng lượng máy nặng 13 kg, nên khi sử dụng ở nơi có độ dốc lớn khó khăn,

- Vốn đầu tư đắt tiền

- Theo thống kê thì loại máy này tuy được trang bị nhưng ít được sử dụng trong chữa cháy rừng vì có nhiều tồn tại như đã nêu trên

b) Máy bơm nước

Hiện nay kiểm lâm các tỉnh được trang bị một số máy bơm nước chuyên dụng chữa cháy nhãn hiệu Tohatsu V75, đây là loại máy bơm chuyên dụng do Nhật bản sản xuất, áp lực và lưu lượng nước rất lớn, trọng lượng nặng, nhưng khi sử dụng vào công tác chữa cháy rừng còn nhiều tồn tại sau:

- Máy nặng 102kg, khi di chuyển đến nơi có đám cháy là rất khó khăn, đặc biệt không thể di chuyển máy ở nơi có địa hình dốc, phức tạp, không có đường

- Nguồn nước để phục vụ cho công tác chữa cháy rừng hạn chế, các khu rừng cháy thường xảy ra vào mùa khô, xa nguồn nước, từ đó quá trình dẫn nước xa nên máy có áp lực bơm nước nhỏ thì hiệu quả chữa cháy rừng thấp

- Thiết bị đắt tiền khoảng 400 triệu đồng/máy

Tuy nhiên loại máy bơm nước chữa cháy rừng rất phù hợp với khu vực rừng tràm ở đồng bằng sông Cửu Long, đối với rừng tràm có hệ thống dẫn nước sẵn có, song việc lựa chọn loại máy bơm nước nào cho năng suất và hiệu quả chữa cháy rừng cao nhất là vấn đề cần nghiên cứu

- Đối với máy phát thực bì: Kiểm lâm Hòa Bình cũng được trang bị loại máy phát Zenoah 320, công suất 1,5kw, loại máy này chỉ dùng cho việc phát

cỏ chăn sóc rừng, khi sử dụng để làm băng cách ly còn nhiều tồn tại đó là:

+ không phù hợp với loại thực bì được phát vì làm băng cách ly thì phải phát cả cây bụi, cỏ rác, lau chít

+ Năng suất thấp không đáp ứng được yêu cầu về thời gian làm băng cách ly

Tóm lại: Hầu hết các thiết bị hiện đang được trang bị cho kiểm lâm còn

nhiều hạn chế, không phù hợp với địa hình, đối tượng thực bì, công suất không phù hợp, hiệu quả chữa cháy rừng thấp Nguyên nhân là do khi đầu tư mua sắm không có nghiên cứu tính toán lựa chọn mà đầu tư theo các dự án cấp trên đưa xuống

1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị trong nông lâm nhiệp

1.3.1 Tổng quan về các công trình nghiên cứu lựa chọn thiết bị phục vụ trong lĩnh vực nông lâm nghiệp trên thế giới

Bất cứ khi áp dụng công nghệ và thiết bị vào trong sản xuất thì đều phải tiến hành lựa chọn cho phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật và môi trường,

tùy theo tính chất của công nghệ và của thiết bị mà ta tiến hành các phương pháp lựa chọn khác nhau

Trên Thế giới khi áp dụng các loại máy móc vào trong sản xuất nông lâm nghiệp thì người ta đã có những nghiên cứu lựa chọn khoa học và toàn diện từ những vấn đề về kỹ thuật, vấn đề về kinh tế và bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe của công nhân vận hành Sau đây là một số công trình nghiên cứu về lựa chọn cưa xăng và máy kéo vào trong sản xuất nông lâm nghiệp

- Tác giả J.Laarman và cộng sự trong công trình [55], đã công bố kết quả tính toán, lựa chọn công nghệ và một số loại cưa xăng, máy kéo trong sản xuất lâm nghiệp ở philippine, tác giả đã xây dựng được cách xác định được một số chỉ tiêu kinh tế và đánh giá tác động đến môi trường của công nghệ và thiết bị

- Theo tài liệu [46] việc lựa chọn công nghệ và thiết bị vào trong sản xuất phải tiến hành qua hai bước lựa chọn sơ bộ và lựa chọn chi tiết, tài liệu cũng đã đưa ra phương pháp tính toán chi phí sản xuất khi sử dụng máy và thiết bị, chi phí khấu hao thiết bị trong khai thác gỗ

- Theo tài liệu [47], [48], [49], thì các chỉ tiêu lựa chọn công nghệ và thiết

bị phải bao gồm chỉ tiêu về kinh tế, chỉ tiêu về kỹ thuật, chỉ tiêu về môi trường sinh thái và chỉ tiêu bảo vệ sức khỏe và an toàn lao động, trong đó đặc biệt nhấn mạnh chỉ tiêu bảo vệ môi trường sinh thái

- Một số công trình [44], [45], [46], đề cập đến các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng các thiết bị trong sản xuất, các giải pháp đưa ra đó là công suất của các thiết bị đưa vào sử dụng phải phù hợp không lớn quá, không nhỏ quá, sử dụng nhiều chức năng trên một thiết bị

- Một số công trình tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động, vận hành máy [65], [66], kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các yếu tố về dao động, rung động, tiếng ồn vượt quá giới hạn cho phép làm ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân vận hành và như vậy thì ảnh hưởng tới năng

suất và hiệu quả sử dụng máy Do đó khi lựa chọn thiết bị phải quan tâm đến yếu

tố này

- Một số công trình tập trung nghiên cứu, đánh giá sử dụng cưa xăng chặt

hạ gỗ [39], [40], [41], [67], các công trình này tập trung nghiên cứu năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng cưa xăng để chặt hạ gỗ, nghiên cứu dao động của cưa xăng ảnh hưởng đến người lao động, các tài liệu trên đều đưa ra cách tính khấu hao của cưa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng

- Theo một số tài liệu của FAO, [45], [46], đã xây dựng được phương pháp tính toán năng suất, chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp khi vận suất gỗ ở một số nước, kết quả tính toán làm tài liệu tham khảo để tính toán năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp để làm đất trồng trọt

Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị, sử dụng thiết bị,

đánh giá hiệu quả sử dụng thiết bị trên thế giới rất phong phú Kết quả nghiên cứu đã đưa ra phương pháp thực nghiệm để xác định các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của thiết bị, phương pháp tính toán chi phí sản xuất, khấu hao máy móc, thiết bị Kết quả nghiên cứu này là tài liệu tham khảo rất tốt khi tính toán lựa chọn thiết bị vào điều kiện cụ thể của sản xuất

1.3.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị trong nông lâm nghiệp ở Việt Nam

Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về lựa chọn các loại máy

và thiết bị vào trong sản xuất nông lâm nghiệp đó là:

- Đề tài trọng điểm cấp Nhà nước “ Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cho mô hình sản xuất lúa theo hướng cơ giới hóa đồng bộ ở vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng đồng bằng sông Hồng, mã số: KC07.06/06-

10, do TS Chu Văn Thiện, Viện cơ điện và công nghệ sau thu hoạch làm chủ nhiệm, kết quả của đề tài đã xây dựng được hai mô hình cơ giới hóa sản xuất lúa

ở hai vùng đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng, đã lựa chọn

được hệ thống thiết bị cơ giới hóa sản xuất lúa phù hợp cho hai mô hình, đề tài đưa ra khuyến nghị nên sử dụng máy kéo 4 bánh công suất từ 25 – 35 mã lực cho hiệu quả kinh tế cao Song đối với từng địa phương cụ thể thì đề tài chưa đưa ra nên áp dụng loại máy nào cho phù hợp

- PGS.TSKH Phan Thanh Tịnh tác giả công trình nghiên cứu “ Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng máy và thiết bị trong nông nghiệp” [38], đã công

bố một số chỉ tiêu dùng để đánh giá quá trình sử dụng máy móc và thiết bị trong sản xuất nông lâm nghiệp, tác giả chưa đưa ra được các chỉ tiêu lựa chọn cho từng loại thiết bị

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ tác giả công trình “ Một số phương pháp tuyển chọn máy móc thiết bị khai thác lâm sản và cơ giới hóa nông thôn miền núi” [4],

đã xây dựng được một số phương pháp tuyển chọn thiết bị trong khai thác lâm sản Song công trình chưa có nghiên cứu tuyển chọn máy làm đất trồng lúa

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “ Phương pháp lập và giải bài toán tối ưu trong công nghiệp rừng” [3], đã đưa ra phương pháp giải bài toán đa mục tiêu trong công nghiệp rừng, đó là phương pháp nhân tử Lagrăng và phương pháp hàm trọng lượng

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong công nghiệp rừng” [5], tác giả đã trình bày phương pháp và các bước giải bài toán đa mục tiêu khi các mục tiêu trái ngược nhau

- Tác giả Dương Văn Tài với công trình “ Đánh giá hiệu quả sử dụng cưa xăng tại Lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn”, đã xây dựng được phương pháp khảo nghiệm cưa xăng trong chặt hạ, đã xác định được một số chỉ tiêu kinh tế,

kỹ thuật của cưa xăng, từ đó đã đánh giá được hiệu quả kinh tế khi sử dụng cưa xăng để chặt hạ gỗ [20]

- Tác giả Trịnh Hữu Trọng trong công trình “ Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và thiết bị cho công ty Rừng nguyên liệu Miền Bắc” đã công bố các chỉ tiêu lựa chọn cưa xăng và máy kéo để khai thác gỗ rừng trồng cho công ty

nguyên liệu miền Bắc, tác giả đã lựa chọn được loại cưa xăng hợp lý để chặt hạ

1.3.3 Tổng quan về các công trình nghiên cứu lựa chọn thiết bị chữa cháy rừng ở Việt Nam

Tình hình cháy rừng trên Thế giới và ở Việt Nam diễn biến rất phức tạp

và nghiêm trọng, hàng năm vẫn xẩy ra hàng ngàn vụ cháy làm mất hàng triệu

ha rừng gây thiệt hại hàng trăm tỷ đô la, ảnh hưởng lớn đến môi trường sinh thái và là một trong những nguyên nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu

Hầu hết các nước phát triển đã quan tâm đầu tư cho công trình nghiên cứu phòng và chữa cháy rừng, trên Thế giới có nhiều công trình nghiên cứu

về công nghệ và thiết bị chữa cháy rừng, kết quả nghiên cứu đã thu được nhiều thành tựu và được sử dụng trong thực tế chữa cháy rừng hiện nay

Hiện nay ở Việt Nam cũng như trên Thế giới có nhiều loại thiết bị chữa cháy rừng Mỗi loại thiết bị khác nhau có các thông số kỹ thuật khác nhau, vốn đầu tư khác nhau và điều kiện sử dụng cũng khác nhau; Các thiết bị chữa cháy rừng hiện đang sử dụng còn rất hạn chế, rất thiếu, sử dụng không hiệu quả,

năng suất dập lửa thấp nhiều thiết bị không sử dụng được, không phù hợp với điều kiện địa hình, không có nguồn nước Do vậy khi sử dụng các thiết bị cần tiến hành lựa chọn các thiết bị cho phù hợp với điều kiện Việt Nam Như vậy việc lựa chọn thiết bị nào để thực hiện cho phù hợp với điều kiện thực tiễn là việc làm cần thiết nhằm phát huy tốt nhất đặc tính thiết bị và mang lại hiệu quả Khi áp dụng các loại thiết bị cơ giới vào công tác PCCCR thì nhất thiết phải tiến hành lựa chọn một cách khoa học

Năm 1985, Cục kiểm lâm đã chủ trì đề tài cấp Nhà nước số 04.01.01.07

về các biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng Thông và rừng Tràm Kết quả của đề tài đã đưa ra một số giải pháp phòng chống cháy rừng Thông và rừng Tràm, về thiết bị chữa cháy chuyên dụng thì đề tài chưa đề cập đến nhiều

Tác giả Phan Thanh Ngọ trong công trình “Nghiên cứu một số biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng Thông ba lá, rừng Tràm ở Việt Nam” [25],

đã nghiên cứu tạo ra được bình bơm nước đeo vai để chữa cháy rừng, thiết bị này đã được Cục sở hữu công nghiệp cấp giấy chứng nhận kiểu dáng công nghiệp, hiện nay đang được một số đơn vị sử dụng

Luận văn thạc sỹ của tác giả Giang Quốc Nam [17], đã nghiên cứu máy chữa cháy rừng bằng sức gió, kết quả của đề tài đã xây dựng được cơ sở lý thuyết cho quá trình tính toán thiết kế máy chữa cháy rừng bằng sức gió, chưa

đề cập đến lựa chọn máy chữa cháy rừng bằng sức gió

Luận văn thạc sỹ của tác giả Vũ Văn Tuân [31 ], đã xây dựng được cơ

sở lý thuyết cho quá trình tính toán thiết kế hệ thống cắt đất, hút đất trên xe chữa cháy rừng đa năng, đề tài chưa đề cập đến hệ thống làm băng cách ly đám cháy

Luận văn thạc sỹ của tác giả Hoàng Hà [13], đã xây dựng được cơ sở lý thuyết cho việc tính toán khả năng di động của xe chữa cháy rừng đa năng, công trình chưa đề cập đến hệ thống làm băng cách ly đám cháy

Luận văn thác sỹ của Đặng Thị Tố Loan [16], đã thiết lập được phương

trình vi phân dao động của một số hệ thống trên xe chữa cháy rừng đa năng,

đề tài chưa nghiên cứu về lựa chọn thiết bị chữa cháy rừng

Từ năm 2003 đến năm 2005 PGS.TS Vương Văn Quỳnh, Trường Đại học Lâm Nghiệp đã chủ trì đề tài nghiên cứu cấp nhà nước: “Nghiên cứu, xây dựng các giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng cho vùng U Minh và Tây Nguyên” [18] Kết quả của đề tài đã xây dựng được các giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả do cháy rừng, công trình cũng chưa nghiên cứu sâu về lựa chọn các thiết bị chữa cháy rừng

Tác giả Lê Đình Thơm, trong công trình nghiên cứu [30], đã nghiên cứu hiệu quả dập lửa của một số loại dụng cụ thủ công chữa cháy cho rừng trồng ở tỉnh Quảng Trị, kết quả nghiên cứu đã xác định được năng suất và hiệu quả dập lửa bằng cành cây, vỉ dập lửa, bàn dập lửa, chưa đề cập đến lựa chọn thiết bị chữa cháy rừng

Từ năm 2006 đến năm 2007, TS Dương Văn Tài, Trường Đại học Lâm nghiệp đã thực hiện đề tài cấp cơ sở: “Nghiên cứu khảo nghiệm và cải tiến các thiết bị chữa cháy rừng sử dụng đất cát, không khí và nước ở dạng sương” [23], kết quả của đề tài đã cải tiến máy thổi gió của Trung Quốc tạo ra máy thổi gió có lưu lượng và vận tốc không khí lớn hơn, đề tài cũng chưa có nghiên cứu toàn diện và sâu về máy chữa cháy bằng sức gió mà chỉ tập trung vào phần thiết kế, cải tiến, chưa đề cập đến nội dụng lựa chọn thiết bị

Đề tài trọng điểm cấp nhà nước của tác giả Dương Văn Tài [24]:

“Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo các thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng”, kết quả của đề tài đã thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy phun

đất cát chữa cháy rừng Song kết quả của đề tài chưa nghiên cứu sâu về nguyên lý tính toán của hệ thống hút đất cắt đất phun đất hệ thống thổi khí, đề tài chủ yếu tập trung vào khâu thiết kế chế tạo và khảo nghiệm

Luận văn thạc sỹ của Trần Thành, " Lựa chọn thiết bị làm đất hợp lý

phục vụ sản xuất nông nghiệp tại huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc” đã xây

dựng được bài toán lựa chọn máy kéo làm đất cho huyện tam Đảo, đã lựa chọn được loại máy kéo phù hợp nhất cho khâu làm đất tại huyện Tam Đảo

Luận văn thạc sỹ của Bùi Văn Tuyên [32],“Lựa chọn thiết bị cơ giới

cho công tác PCCCR trên địa bàn tỉnh Hoà Bình”, đề tài đã xây dựng được

bài toán lựa chọn thiết bị chữa cháy rừng cho tỉnh Hòa Bình, đã lựa chọn được máy chữa cháy rừng bằng sức gió và máy phát thực bì phù hợp cho công tác PCCCR trên địa bàn tỉnh Hòa Bình, đề tài chưa có điều kiện nghiên cứu lựa chọn máy bơm nước chữa cháy rừng

Tóm lại: Đã có một số công trình nghiên cứu lựa chọn thiết bị để cơ giới

hóa một số khâu sản xuất trong nông lâm nghiệp Đối với công tác PCCCR tập trung chủ yếu về giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả do cháy rừng, xây dựng công nghệ cho phù hợp với điều kiện địa hình của Việt Nam, nghiên cứu tính toán thiết kế chế tạo các thiết bị chữa cháy rừng Các công trình nghiên cứu lựa chọn các thiết bị chữa cháy rừng còn hạn chế; trong thực tế có nhiều loại thiết bị cơ giới có thể phục vụ cho công tác PCCCR thì việc nghiên cứu lựa chọn

ra một loại máy cho phù hợp với điều kiện thực tế ở địa phương là việc làm rất cần thiết, nhằm sử dụng có hiệu quả thiết bị, định hướng cho nhà chế tạo, nhập khẩu máy móc, thiết bị phục vụ cho công tác PCCCR

Với những phân tích ở trên chúng tôi chọn và thực hiện đề tài “Nghiên

cứu tuyển chọn máy bơm nước chữa cháy rừng” là rất cần thiết trong điều kiện

hiện nay

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Đặc điểm về địa hình và khí hậu rừng tràm

Như phần phạm vi nghiên cứu đã trình bày, máy bơm nước được sử dụng chữa cháy rừng hiệu quả nhất là chữa cháy rừng tràm, vì khu vực rừng tràm có hệ thống kênh mương sẵn có, nguồn nước sẵn có Kết quả điều tra khảo sát thực tế cho thấy thiết bị chữa cháy rừng tràm hiện nay phổ biến nhất, phù hợp nhất chỉ có máy bơm nước

Theo số liệu thống kê diện tích rừng tràm ở Việt Nam khoảng 500.000ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long Vườn Quốc gia U Minh Thượng - Tỉnh Kiên Giang thuộc khu vực Tây Nam Bộ, đây là vườn quốc gia có diện tích rừng tràm lớn nhất nước ta hiện nay với hơn 9000ha Vườn quốc gia này đã được thế giới công nhận là khu vực dự trữ sinh quyển của thế giới Năm 2002 tại vườn quốc gia này đã xảy ra vụ cháy rừng lớn nhất

từ trước đến nay ở Việt Nam thiêu cháy 2.600ha rừng tràm tự nhiên, từ lúc cháy đến lúc dập tắt hẳn là 28 ngày Chính phủ đã huy động 11 tỉnh thành phố, bộ đội quân khu 9, công an để tham gia chữa cháy sau 28 ngày thì đám cháy mới được dập tắt hoàn toàn

Vườn quốc gia U Minh Hạ Cà Mau cũng có diện tích rừng tràm lớn khảng 7000 ha, nguy cơ cháy rừng ở đây rất cao, đã có những vụ cháy rừng tràm ở vườn quốc gia này gây thiệt hại 1000ha rừng

a) Đặc điểm về địa hình

Hiện nay hầu hết các khu rừng tràm đều có hệ thống kênh rạch tương đối hoàn chỉnh, các kênh này tạo thành một mạng lưới đường để cho xuồng, ghe hoạt động đi lại trên đó

Căn cứ vào số liệu điều tra chúng tôi thấy: Các kênh luôn có nước, kích thước kênh rộng 5m, sâu 2m thuận lợi cho xuồng hoạt động Khoảng cách từ kênh này đến kênh khác từ 2 đến 6km, địa hình rừng tràm bằng phẳng độ dốc

từ 1 đến 2 độ

Các kênh điều thông với nhau tạo thành mạng lưới đường rất thuận lợi cho xuồng hoạt động

Hình 2.1: Hệ thống kênh vường quốc gia U Minh Thượng

- Đối với rừng tràm trồng thực bì chủ yếu là lau sậy, cỏ năng, thảm khô, thảm mục, dây leo, không có lớp than bùn, đây là loại thực bì có độ cháy cao

- Đối với rừng tràm tự nhiên thực bì rất phức tạp, bao gồm: Dây leo (dây choại) lau, sậy rất rậm rạp, lớp thảm khô, thảm mục rất dày, có lớp than bùn dày đây là loại thực bì có độ cháy rất cao, khi cháy rất khó chữa (nhất là cháy than bùn)

c) Đặc điểm về thời tiết khí hậu

Đặc điểm của thời tiết khí hậu khu vực rừng tràm là mùa khô kéo dài

4-5 tháng, khi vào mùa khô không có mưa, thời tiết nắng nóng kéo dài, độ ẩm không khí thấp nên vào mùa khô độ ẩm của thực bì rất thấp từ 15 ÷ 20% Qua kết quả đo đếm được thời tiết lúc khảo nghiệm như sau: Nhiệt độ 35 ÷ 380C,

độ ẩm không khí 60÷70%, trời nắng to, vận tốc gió 1m/s, mực nước trong kênh rạch là 1,5m

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống kênh mương của vườn quốc gia U Minh Thượng

2.1.2.Đặc điểm về vật liệu cháy rừng tràm

a) Vật liệu tươi dưới rừng tràm tự nhiên

Số liệu điều tra về khối lượng VLC tươi dưới rừng tràm được trình bày trong bảng 2.1 dưới đây

Bảng 2.1: Khối lượng vật liệu cháy trong rừng tràm

(m)

Độ che phủ của thảm tươi (%)

Sinh trưởng

Khối lượng cả nước (kg/ha)

Chiều cao bình quân của lớp thảm tươi ở rừng tràm trung bình là 1,1m,

ở một số nơi chiều cao có thể đạt đến 2m Chúng tạo nên lớp thảm dày đặc

Độ che phủ bình quân là 73% Tuy nhiên, ở phần không gian giữa các tán cây, thảm tươi thường phát triển mạnh với độ che phủ xấp xỉ 100% Chúng có gây cản trở lớn với việc di chuyển trong rừng

Khối lượng thảm tươi trong rừng tràm tự nhiên rất lớn, dao động từ 20 đến 30 tấn/ha, trung bình là 26 tấn/ha Khối lượng thảm tươi này trong mùa khô

độ ẩm của chúng giảm đi và có thể trở thành nguồn VLC lớn cho cháy rừng

b) Vật liệu khô dưới rừng tràm tự nhiên

Lượng thảm khô dưới rừng tràm tự nhiên tương đối lớn Số liệu điều tra thảm khô ở các ô tiêu chuẩn tràm tự nhiên được thống kê trong bảng sau: Bảng 2.2 Lượng thảm khô ở các ô tiêu chuẩn dưới rừng tràm tự nhiên

(tấn/ha)

Bề dày trung bình lớp thảm khô (cm)

c) Vật liệu tươi dưới rừng tràm trồng

Số liệu điều tra cho thấy không phát hiện được cây bụi thảm tươi trong các ô tiêu chuẩn rừng trồng tràm, ngoài cỏ lăn và sậy Tuy nhiên, số lượng của chúng cũng rất ít Nguyên nhân có thể do mật độ trồng tràm cao nên các lòai cây bụi thảm tươi khó phát triển được vì lớp thảm tươi cây bụi thiếu ánh sáng, không phát triển được

c)Vật liệu khô dưới rừng tràm trồng

Khác với các rừng trồng trên vùng gò đồi đất dốc, lớp thảm khô trong những năm đầu thường thưa, khối lượng ít, dưới rừng tràm trồng ngay trong

những năm đầu đã tích lũy được lớp thảm khô tương đối dày Chúng được tạo nên không chỉ bởi lá rụng mà còn bởi hệ rễ khí sinh dày đặc, rất dễ dàng khô

đi và bắt lửa gây cháy rừng Số liệu điều tra thảm khô dưới rừng trồng tràm được phản ánh ở bảng sau:

Bảng 2.3: Khối lượng thảm khô đưới tám rừng tràm

TT Tuổi rừng Trọng lượng thảm khô

2.2 Thiết bị nghiên cứu

2.2.1 Phân tích ưu nhược điểm của một số loại máy bơm nước chữa cháy rừng

2.2.1.1 Máy bơm nước chữa cháy Tohatsu

Máy bơm nước Tohatsu là loại máy bơm nước chuyên dụng sử dụng trong chữa cháy, đặc tính của lọa máy này là trọng lượng nhẹ, công suất lớn,

áp lực bơm mước lớn, bơm hút chân không lưu lượng lớn Loại máy bơm này hiện đang được ngành Kiểm lâm đầu tư trang bị cho các đơn vị Kiểm lâm trong toàn quốc để chữa cháy rừng

Loại máy này có nhiều mức công suất khác nhau, loại công suất nhỏ 8kw đó là Tohatsu V20, loại công suất lớn Tohatsu V82 công suất 50kw, mỗi loại công suất máy khác nhau thì thông số kỹ thuật khác nhau và hiệu quả chữa cháy rừng cũng khác nhau, do vậy cần phải tính toán lựa chọn ra loại công suất phù hợp để cho hiệu quả chữa cháy rừng cao

- Ưu điểm của loại máy bơm nước Tohatsu

+ Công suất lớn, trọng lượng nhẹ, lưu lượng nước lớn, áp lực bơm cũng lớn, độ bền chi tiết cao, khởi động dễ dàng

+ Phụ tùng thay thế sửa chữa sẵn có, bơm hút chân không lưu lượng cao, chiều sâu hút lớn, đầu nối đường xả có thể soay theo ý muốn

- Nhược điểm: Giá thành mua máy đắt, từ đó vốn đầu tư mua thiết bị cao, kỹ thuật sủa chữa, đòi hỏi có độ chính xác cao, động cơ 2 kỳ nên sử dụng không đúng kỹ thuật tuổi thọ máy rất thấp

Hình 2.4: Máy bơm nước Tohatsu

2.2.1.2 Máy bơm nước chữa cháy Rabbit

Máy bơm nước Rabbit do Nhật bản sản xuất, đây là loại máy bơm chuyên dùng cho chữa cháy, loại máy này được trang bị rộng rãi cho các đơn vị chữa cháy trong toàn quốc để chữa cháy rừng nhà xưởng, xí nghiệp, kho tàng Loại máy này cũng được trang bị cho ngành Kiểm lâm để chữa cháy rừng

- Ưu điểm của máy bơm nước Rabbit

+ Vốn đầu tư nhỏ hơn mua máy Tohatsu, lưu lượng và áp lực nước bơm lớn

+ Có nhiều kích cỡ máy để lựa chọn cho phù hợp với điều kiện công nghệ và thực tế của chủ đầu tư

- Nhược điểm của máy bơm nước Rabbit

Khởi động khó khăn, trọng lượng máy nặng, độ bền máy không cao, động cơ 2kỳ không có hệ thống pha nhớt tự động nên nếu sử dụng không đúng kỹ thuật có thể hỏng máy ngay

Hình 2.5: Máy bơm nước Rabbit

2.2.1.3 Máy bơm nước chữa cháy Otter

Đây là loại máy bơm nước chữa cháy do Áo sản xuất, loại máy này công suất nhỏ, lưu lượng nước bơm nhỏ, loại thiết bị này chỉ sử dụng hộ gia đình qui mô nhỏ

- Ưu điểm: Công suất của nhỏ, vốn đầu tư thấp

- Nhược điểm: Tuy công suất nhỏ nhưng trọng lượng máy nặng nên khó khăn cho di chuyển, áp lực và lưu lượng nhỏ, bơm chân không bằng tay nên tốn thời gian và công sức để hút chân không trong đường ống

- Loại máy này chỉ sử dụng để dập các đám cháy nhỏ, cháy thảm cỏ, cháy mặt đất

Hình 2.6: Máy bơm nước Otter

2.2.1.4 Máy bơm phao để chữa cháy rừng

Đây là loại máy đặt trên phao, khi vận hành thả phao xuống dưới nước, toàn bộ phần đầu bơm nước ngâm trong nước, khi di chuyển chỉ cần kéo phao

đi hoặc là vớt phao lên bờ rồi khiêng đi

- Ưu điểm: Cấu tạo máy gọn, độ bền cao, thao tác vận hành nhanh chóng, không phải hút chân không, tính cơ động cao đặc biệt đối với kênh mương có chiều dài lớn, khi di chuyển chỉ cần kéo máy đi

- Nhược điểm: Đây là máy bơm bốn kỳ, tốc độ chậm nên áp lực và lưu lượng nước thấp nên không vận chuyển nước đi xa được, công suất nhỏ nên lưu lượng nước bơm nhỏ

- Loại mày này chỉ sử dụng chữa đám cháy nhỏ, cháy loại thực bì đơn giản, thảm cỏ, đám cháy gần bờ kênh

Hình 2.7: Máy bơm phao chữa cháy rừng

2.2.2 Lựa chọn thiết bị nghiên cứu

- Căn cứ vào phân tích ưu nhược điểm của một số loại máy đã nêu ở trên

- Căn cứ vào đặc tính kỹ thuật của một số loại máy hiện có trên thị trường Việt Nam

Chúng tôi lựa chọn sơ bộ 5 loại máy bơm nước chữa cháy rừng để nghiên cứu như sau:

+ Máy bơm nước Tohatsu V30,

+ Máy bơm nước Tohatsu V75,

+ Máy bơm nước Tohatsu V66,

+ Máy bơm nước Rabbit P445,

+ Máy bơm nước Rabbit P555

Thông số kỹ thuật của máy được thể hiện ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật của một số loại máy bơm nước chữa cháy rừng

T

T Loại máy

Thông số kỹ thuật

Công suất (kw)

Trọng lượng (kg)

Lưu lượng nước (m3/h)

Áp lực (kg/cm 2 )

Số vòng quay trục bơm

Pha nhớt

Vốn đầu

tư (triệu)

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết sử dụng trong đề tài là áp dụng lý thuyết lựa chọn thiết bị máy móc Nội dung của phương pháp này có thể tóm tắt như sau:

Xây dựng các chỉ tiêu để lựa chọn thiết bị, từ đó xác định hàm mục tiêu

và các tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu, xây dựng và lựa chọn phương pháp giải bài toán lựa chọn thiết bị Nội dung của phương pháp này được trình bày trong các tài liệu [8]; [12]; [15]

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Phương pháp điều tra khảo sát xác định đại lượng nghiên cứu trong luận văn được thực hiện theo phương pháp điều tra chuyên ngành Nội dung của phương pháp cũng như việc xử lý các kết quả được trình bày trong các tài liệu [12], [15]

Việc tổ chức và tiến hành thí nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một số loại máy được tiến hành theo phương pháp thống kê toán học và phương pháp khảo nghiệm máy chữa cháy rừng, quá trình tổ chức thực nghiệm cũng như xử lý các số liệu thí nghiệm được trình bày rõ trong các tài liệu [12], [15], [36] Việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu nêu trên sẽ được trình bày cụ thể ở các chương tiếp theo khi tiến hành nghiên cứu từng nội dung

Chương 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN MÁY BƠM NƯỚC

CHỮA CHÁY RỪNG

3.1 Các phương pháp lựa chọn thiết bị

Việc tuyển chọn thiết bị sản xuất nói chung thường căn cứ vào kết quả tính toán, đánh giá một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của chúng trong cùng một điều kiện làm việc Để có cơ sở tuyển chọn trước tiên phải xây dựng một hệ thống các chỉ tiêu đánh giá Tuỳ theo quan điểm và mục đích của người tuyển chọn mà các chỉ tiêu này cũng rất khác nhau

Theo trình tự phát triển của bài toán chúng tôi giới thiệu một số phương pháp chọn thiết bị thường được áp dụng trong lĩnh vực Nông - Lâm nghiệp

3.1.1 Phương pháp xác định hiệu quả kinh tế trực tiếp

Theo phương pháp này thì chỉ tiêu quan trọng nhất được chọn để đánh giá các thiết bị là lợi nhuận, tức là số tiền lãi mà thiết bị làm ra trong một năm sản xuất hoặc trong cả đời làm việc của nó Do đó có hai cách xác định hiệu quả trực tiếp là:

3.1.1.1 Lợi nhuận hàng năm

Theo kết quả nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp và chế biến nông sản, lợi nhuận hàng năm được tính theo công thức sau (Không kể khấu hao máy và lãi xuất vốn đầu tư), [38]:

La = A(Tn - Cpm) (3.1)

Trong đó: La - Lợi nhuận thu được hàng năm tính bằng tiền

A - Khối lượng đơn vị công việc (m3) mà công cụ, máy móc làm được trong năm,

Tn - Đơn giá khi thực hiện công việc

Cpm - Chi phí sản xuất cho 1 đơn vị công việc (đồng, hoặc đơn vị sản phẩm)

Chi phí sản xuất cho một đơn vị công việc (Cpm) được tính như sau:

Cpm = Sct + Scl + Ll + Nm + Bq + Ck (3.2 ) Trong đó:

Scl - Chi phí sửa chữa lớn cho 1 đơn vị công việc (đồng)

Sct - Chi phí sửa chữa thường xuyên và phục vụ kỹ thuật

Ll - Chí phí lao động trực tiếp bao gồm lương thợ chính và phụ tính theo bậc công việc hoặc đơn giá khoán

Nm - Chi phí nhiên liệu, dầu mỡ hoặc điện năng (đ/đơn vị công việc)

Bq - Chi phí bảo quản, bao gồm chi phí lao động, vật tư, kỹ thuật phục vụ cho bảo quản theo yêu cầu của từng loại công cụ, máy móc (đ/đơn vị công việc)

Ck - Các chi phí khác (đ/đơn vị công việc)

3.1.1.2 Lợi nhuận của một đời công cụ, máy móc

Theo kết quả nghiên cứu của tiến sĩ Phan Thanh Tịnh viện Cơ điện Nông nghiệp [38], lợi nhuận cả đời máy được tính như sau:

Lt Lợi nhuận cả đời công cụ, máy móc

Z - Giá trị còn lại của công cụ, máy móc khi thanh lý

3.1.1.3 Xác định các chỉ tiêu giới hạn

Ngoài hai cách tính hiệu quả của thiết bị nêu trên còn có thể căn cứ vào các chỉ tiêu kinh tế cụ thể sau đây để đánh giá thiết bị, được tính theo các công thức sau:

a) Thời gian hoàn vốn T v (kể cả lãi vay)

b) Lợi nhuận tối thiểu

Là mức lợi nhuận tối thiểu đảm bảo cho việc sử dụng máy không lỗ (không lãi)

Lnco = La.Tv (3.5)

c) Khối lượng công việc tối thiểu

Là khối lượng công việc tối thiểu hàng năm máy phải làm được để việc

sử dụng máy không lỗ (không lãi)

d)Hiệu quả vốn đầu tư

Hiệu quả vốn đầu tư cho ta biết một đồng vốn đầu tư để trang bị công

cụ máy móc sẽ thu lại được bao nhiêu

3.1.2 Phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu đánh giá

3.1.2.1 Chuẩn hoá giá trị của các phương án theo từng thông số về chất lượng làm việc

Theo kết quả nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp và chế biến nông sản, các thông số đặc trưng cho chất lượng làm việc của thiết bị được chuẩn hoá theo các công thức sau:

- Nếu giá trị của thông số tiến tới cực đại thì:

- Nếu giá trị của thông số tiến tới cực tiểu thì:

aij - Giá trị thực của các phương án theo từng thông số

asi - Yêu cầu về kỹ thuật phải đạt cho các loại công việc

3.1.2.2 Chuẩn hoá giá trị các phương án theo từng thông số về chi phí

Các chi phí của từng phương án theo các thông số về chi phí được xác

Maij

ij

jMax

 (3.9)

Trong đó:

Mij - Chi phí của phương án i ở thông số j

Wại - Số điểm về chi phí của phương án i ở thông số j sau khi được chuẩn hoá

Mjmax - Chi phí cao nhất của các phương án theo từng thông số

Về bản chất thì phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu của thiết bị vừa nêu là phương pháp thống kê cho điểm mà sẽ nêu và phân tích ở mục 2.1.2 Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là mức độ chính xác của bài toán phụ thuộc vào ý kiến của các chuyên gia khi xây dựng các trọng số (fi) Khi

có nhiều thiết bị cần chọn đồng thời thì mức độ chính xác thấp

3.1.3 Chọn thiết bị theo các thông số tối ưu

Trình tự lập và giải bài toán tối ưu được trình bày qua hai bước: Phân tích định tính và phân tích định lượng như sau:

3.1.3.1 Phân tích định tính

Phân tích định tính là quá trình xem xét toàn bộ các đặc điểm tính chất của mỗi thiết bị, nêu ra những ưu điểm, nhược điểm và khả năng thực hiện của

chúng để từ đó ta chọn được một loại thiết bị phù hợp cho mỗi điều kiện cụ thể Dựa vào một số đặc điểm tính chất của thiết bị như: Hình thức, mẫu mã, chủng loại, thói quen của người tiêu dùng để phân tích đánh giá và lựa chọn

3.1.3.2 Phân tích định lượng

Khi lựa chọn thiết bị chúng ta chỉ dựa vào phân tích định tính thì chưa đầy đủ mà phải tiến hành phân tích định lượng Phân tích định tính chỉ ra cho thấy một số thiết bị có khả năng sử dụng được trong điều kiện sản xuất, nhưng hiệu quả sử dụng của chúng chưa đánh giá được cụ thể Phân tích định lượng là quá trình tính toán toàn bộ các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, chỉ tiêu xã hội và môi trường từ đó so sánh các giá trị của chúng để chọn ra một thiết bị

có nhiều chỉ tiêu tốt nhất Sau khi tính toán được giá trị của các chỉ tiêu có thể dùng một trong ba phương pháp để lựa chọn:

- Phương pháp so sánh: Là phương pháp truyền thống được sử dụng

rộng rãi trong sản xuất Phương pháp này đơn giản nhưng độ chính xác thấp Nội dung của phương pháp này là: Tính toán tất các các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tất cả các thiết bị đưa ra so sánh, sau đó so sánh từng chỉ tiêu kinh tế

kỹ thuật của các thiết bị với nhau Trên cơ sở đó thiết bị nào có nhiều chỉ tiêu đạt giá trị tốt thì ta chọn thiết bị đó

- Phương pháp thống kê cho điểm: Để đạt được mức độ chính xác cao

và bao quát hết các chỉ tiêu so sánh chúng ta cho điểm từng chỉ tiêu của từng thiết bị một, sau đó tổng hợp lại thiết bị nào đạt điểm cao nhất sẽ là phương

án được chọn

- Phương pháp tối ưu: Nội dung của phương pháp này là: Xác lập

mối quan hệ giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong sự phụ thuộc vào các tham số có thể thay đổi được của thiết bị, ta được các hàm số gọi là hàm mục tiêu Khảo sát các hàm mục tiêu này tìm ra miền cực trị hay điểm cực trị Thiết bị nào ứng với tham số có điểm cực trị là thiết bị tối ưu nhất