Оборудование для кремации для муниципальных крематориев: решения для высокой пропускной способности в городских населенных пунктах

Муниципальный крематорий в юго-восточной азиатской городке с населением около двух миллионов человек оказался в ситуации, когда он работал с 130% от проектной мощности. Три кремационные установки, каждая рассчитанная на шесть циклов в день, работали восемь - девять циклов в день, а окна для технического обслуживания были сжаты до двух часов между полуночью и 2:00 утра. Сбои оборудования стали вопросом времени, а не возможности. Когда огнеупорное футерование самой старой установки наконец-то вышло из строя, учреждение поспешило перенаправить тела на частный крематорий, находящийся в пятидесяти километрах отсюда - по цене, примерно в три раза превышающей стоимость одного случая - на шесть недель, которые понадобились для завершения ремонта.

Эта ситуация не уникальна для одного города. Городское население растет, темпы кремации повышаются во многих частях мира, и муниципальное оборудование для крематориев, которое было достаточным десяти лет назад, не справляется с нагрузкой. Задача городских планировщиков и руководителей учреждений заключается не просто в покупке большего количества машин - это правильная компоновка подходящих машин в правильной схеме с соответствующими вспомогательными системами, чтобы справиться с пиковой нагрузкой, не нарушая бюджетов и не выходя за рамки нормативно - правовых требований. В этой статье рассматривается, как выглядит массовая муниципальная кремация на практике и как решения по выбору оборудования, принятые на этапе закупок, определяют эксплуатационные характеристики на следующие пятнадцать - двадцать лет.

1. Уравнение пропускной способности: Сколько крематориев нужно городу?

Определение параметров муниципальной крематории начинается с простого расчета, который большинство городов делают неправильно с первого раза. Формула выглядит так: количество летальных исходов в обслуживаемой области в год, умноженное на местный уровень кремации, разделенное на 365, а затем снова разделенное на количество устойчивых суточных циклов на один аппарат для кремации. Результат - это минимальное количество аппаратов для кремации, необходимых в стационарных условиях. Затем следует часть, которую часто упускают: множитель пикового дня, обычно от 1,3 до 1,5, чтобы учесть сезонные закономерности смертности и статистическое скопление летальных исходов, которое приводит к дням с на 40% большим количеством случаев, чем годовое среднее.

Город с населением в миллион человек с уровнем кремации примерно 60% и годовым уровнем смертности примерно 7 на 1000 жителей генерирует примерно 4200 кремаций в год, или примерно 11,5 в день в среднем. Аппарат для кремации, рассчитанный на шесть циклов в день, может справиться с этим средним значением - с трудом - но в пиковый день с шестнадцатью случаями один аппарат не хватает. Город либо переносит случаи на следующий день (откладывая похороны и перегружая холодильные камеры), либо вкладывает деньги в второй аппарат для кремации, который используется недостаточно в течение примерно 300 дней в год. Лучший вариант, который Jinjiben Trading помог оценить нескольким муниципальным клиентам, - это два аппарата для кремации, которые могут увеличить количество циклов до восьми каждый в пиковые дни за счет более быстрых циклов и перекрывающегося режима работы.

2. Конфигурация оборудования: один крупный или несколько средних аппаратов

Муниципальные закупщики должны выбрать между установкой меньшего количества крупных кремационных аппаратов с большой вместимостью и большим количеством средних аппаратов. Крупный аппарат, рассчитанный на восемь - десять циклов в день, стоит примерно на 25% - 35% меньше на единицу пропускной способности, чем два средних аппарата, каждый рассчитанных на пять циклов. По расчетам по капитальным затратам выгоднее купить один крупный аппарат. По расчетам по эксплуатационным затратам - нет.

Когда один аппарат останавливается на техническое обслуживание (и все аппараты в конце концов останавливаются) - пропускная способность объекта падает до нуля на время ремонта. Два средних аппарата на том же объекте сохраняют 50% пропускной способности при отключении одного из них. Для муниципального крематория, обслуживающего население, которое не может легко перенаправить случаи на другие объекты, такая избыточность не является роскошью. Кроме того, два аппарата позволяют запускать один в стандартном режиме, а другой - в ускоренном, что позволяет обрабатывать случаи, приходящие группами. Например, похороны в 10 утра, а затем в 11 утра естественным образом создают всплеск спроса на кремацию в течение одного часа.

3. Проектирование планировки: потоки, разделение и перспективное расширение

Физическое расположение оборудования кремаатория внутри объекта оказывает столько же влияния на ежедневную пропускную способность, сколько и сами машины. Плохая планировка создает узкие места на загрузочной площадке, на станции обработки пепла или в зале просмотра, которые никакой скорости работы машин не компенсируют. Хорошо спроектированный муниципальный кремааторий разделяет три потока: прибытие и подготовка тел (грязный поток), движение семей и посетителей (чистый поток) и обработка кремационных останков и документации (административный поток).

Размещение машин в технической зоне должно позволять одному оператору контролировать две машины с центральной контрольной станции, с видимостью обеих загрузочных дверей. Станция по обработке золы — кремация, магнитный сепаратор и зона сбора — должна располагаться на равном расстоянии от всех hearths машин, чтобы свести к минимуму расстояние, которое оператор проходит с лотком для сбора. В объектах, которые Jinjiben помогал планировать, сокращение расстояния для обработки золы с примерно тридцати метров до менее десяти метров за один цикл экономило примерно двадцать минут времени оператора в течение восьмициклового дня — время, которое напрямую перевело в возможность для одного дополнительного цикла.

Будущее расширение — это еще один аспект планировки, который стоит практически ничего на этапе проектирования, но в будущем становится чрезвычайно дорогим. Оставление подготовленной емкости — фундаментального подушки, отводов коммуникаций и точки подключения дымохода — для третьей или четвертой машины увеличивает первоначальные затраты на строительство примерно на 3% - 5%. Добавление той же емкости после завершения строительства здания обычно стоит в три - пять раз больше из - за разборки, переустановки коммуникаций и продленного простоя работающих машин.

4. Инфраструктура топлива для интенсивной работы

Одно кремационное оборудование, работающее на природном газе и выполняющее восемь циклов в день, потребляет примерно 100 - 140 кубометров газа в сутки. Если в учреждении установлено два или три таких аппарата, потребление газа сравнимо с потреблением небольшой промышленной котельной. Диаметр газопровода, пропускная способность счетчика и мощность регуляторной станции должны быть рассчитаны на пиковый одновременный расход - то есть на работу всех аппаратов на полную мощность в период перекрытия их рабочих циклов, а не на среднесуточный расход.

Для муниципальных кремационных установок, работающих на дизельном топливе, основным элементом инфраструктуры является емкость для хранения топлива. В учреждении с двумя кремационными аппаратами, потребляющими примерно 30 - 40 литров топлива за каждый из шестнадцати циклов в день, расход топлива составляет около 500 - 650 литров в сутки. Разумной базовой емкостью для хранения топлива является резерв для семи дней автономной работы (примерно 3500 - 4500 литров), а также отдельный бак на каждый аппарат для бесперебойного питания во время заправки общего бака. Муниципальные органы в регионах, где доставка топлива может быть нарушена по сезонным причинам - например, во время монусонного сезона в некоторых частях Южной и Юго-Восточной Азии - должны предусмотреть резерв топлива на 10 - 14 дней.

5. Согласование выбросов в масштабе

Муниципальное оборудование для крематориев привлекает больше регулирующего контроля, чем частные объекты, просто из-за своей видимости и пропускной способности. Муниципальный крематорий с тремя машинами, обрабатывающий примерно 5000 случаев в год, выбрасывает примерно в десять - пятнадцать раз больше ежегодной нагрузки загрязняющими веществами, чем частный объект с одной машиной. Регуляторы обращают внимание на это, а также соседи.

Постоянный мониторинг выбросов (ПМВ) все чаще становится обязательным для муниципальных объектов, превышающих определенные пороги пропускной способности. Там, где он еще не является обязательным, он становится фактическим требованием из-за общественного давления и местных постановлений. Стоимость модернизации машины, изначально не предназначенной для системы ПМВ - добавление пробоотборных портов, монтажных стоек и модулей интерфейса ПЛК - примерно на 40% - 60% выше, чем стоимость заказа оборудования, готового к ПМВ, при покупке. Для муниципальных покупателей, планирующих строительство нового объекта, выбор машин, готовых к ПМВ, с самого начала, даже если текущий регулирующий фреймворк не требует постоянного мониторинга, является недорогой страховкой против почти неизбежных будущих требований.

6. Восстановление тепла: превращение затратного пункта в актив

Муниципальная кремация при каждом цикле кремации вырабатывает примерно от 250 до 350 кВт·ч тепловой энергии в виде горячих дымовых газов. Эта энергия в большинстве учреждений выбрасывается в атмосферу после прохождения через систему очистки от выбросов. Системы восстановления тепла захватывают часть этой энергии — обычно от 40% до 60% — с помощью теплообменника дымовых газов и воды и используют ее для отопления учреждения, подачи горячей воды или, в некоторых передовых установках, для тепловых сетей района.

Экономические показатели зависят от местных цен на энергию и климата. В Северной и Восточной Европе, где отопительный сезон длится от шести до восьми месяцев в году и цены на природный газ относительно высоки, система восстановления тепла на муниципальной кремации с тремя машинами может компенсировать примерно от 60% до 80% годовых затрат на отопление учреждения, обеспечивая окупаемость примерно за четыре - семь лет. В тропических климатических условиях, где спрос на отопление помещений незначителен, восстановленное тепло может быть использовано для предварительного нагрева воздуха для сжигания в горелках — это дает меньший прирост эффективности, обычно снижение расхода топлива на 3% - 5%, но для этого требуется минимальное дополнительное оборудование помимо простого воздушного теплообменника.

7. Хранение в холодильнике и обработка корпусов на муниципальном уровне

Массовая муниципальная кремация требует наличия холодильного хранилища, размер которого определяется по пиковой очереди, а не по среднему количеству обработанных корпусов. Если крематорий в среднем получает двенадцать корпусов в день, но может столкнуться с накоплением в течение трехдневного выходного, когда в воскресенье вечером приходит примерно двадцать корпусов для обработки в понедельник, то холодильное хранилище должно вмещать этот пиковый запас - примерно двадцать лотков или отсеков для тел - а не среднесуточный показатель в двенадцать.

Резервность холодильной системы основана на той же логике, что и резервность оборудования. Сбой одного компрессора в муниципальном учреждении, где хранятся двадцать корпусов, представляет собой неприемлемый риск порчи останков и связанных с этим регуляторных и репутационных последствий. Дуплексные системы компрессоров с автоматическим переключением или две независимые холодильные цепи, каждая из которых рассчитана на 60% - 70% от полной нагрузки, обеспечивают защиту от отказов в одной точке. Дополнительные затраты на резервную холодильную систему составляют примерно 15% - 25% от общей капитальной стоимости холодильного хранилища - незначительная надбавка за устранение риска, который, если он реализуется, приведет к остановке всей установки.

Не так давно коммунальное предприятие в Латинской Америке, которому компания Hunan Jinjiben Trading Co Ltd поставила две кремационные установки, по-сложному узнала этот урок. Система холодильного хранения с одним компрессором отказала в выходные дни, и резервный вариант — холодильный грузовик, арендованный у логистической компании — прибыл через восемь часов после того, как был обнаружен отказ. Теперь предприятие работает с дуплексными компрессорами, и это обновление, хотя и увеличило первоначальный бюджет примерно на 12 000 долларов США, предотвратило повторение такого события в течение трех последующих циклов работы компрессоров.

8. Распределение персонала операторов и график смен для круглосуточно работающих предприятий

Многие коммунальные кремаатории работают за пределами стандартного рабочего времени, либо непрерывно, либо с продленными вечерними и выходными сменами. Предприятие, работающее шестнадцать часов в день, семь дней в неделю, требует примерно четырех - пяти эквивалентных полной занятости операторов, чтобы обеспечить этот график с разумным количеством сверхурочных и выходных дней. Каждый оператор должен быть обучен работе на всех установках в предприятии — перекрестное обучение устраняет зависимость от одного человека, когда одна установка стоит бездействует, потому что единственный обученный оператор для этой установки в отпуске.

Контролируемые ПЛК машины для кремации уменьшают нагрузку на обучение по сравнению со старыми реле-логическими блоками, так как оператор выбирает профиль, а не вручную управляет модуляцией горелок, давлением в камере и температурой дымовых газов на протяжении всего цикла. Новый оператор обычно может самостоятельно управлять машиной, управляемой ПЛК, после примерно сорока - шестидесяти часов обучения под присмотром, в то время как для машины с ручным управлением это требует примерно 120 - 160 часов. Для коммунального учреждения, наносящего и обучающего два - три оператора в год из - за обычного кадрового потока, разница в времени обучения уже за первые два года оправдывает дополнительную стоимость ПЛК.

9. Часто задаваемые вопросы о коммунальном оборудовании для кремации

9.1 Сколько машин для кремации нужна типичной коммунальной кремаатории?

Для городов с численностью населения примерно от 500 000 до 1 миллиона человек с уровнем кремации от 50% до 70%, наиболее распространенной конфигурацией является две машины средней мощности (по пять - шесть циклов в день каждая). Города с населением более 2 миллионов человек с высоким уровнем кремации могут потребовать четыре - шесть машин. Количество определяется спросом в пиковый день, а не годовым средним, и должно включать как минимум одну запасную машину для проведения технического обслуживания. Мы обычно рекомендуем нашим коммунальным клиентам выбирать мощность для пикового дня плюс одну запасную машину.

9.2 Какова типичная продолжительность службы муниципальной кремационной машины?

При правильном техническом обслуживании и замене огнеупорного футеровки в рекомендуемые сроки хорошо изготовленная кремационная машина, используемая в муниципальном службе, должна работать примерно от пятнадцати до двадцати лет, прежде чем основные конструктивные элементы — стальная оболочка, механизмы дверей и дымоходы — изнасятся. Система управления может быть обновлена один или два раза в течение этого периода по мере развития технологии ПЛК, но механическая часть машины должна оставаться работоспособной в течение нескольких циклов замены футеровки.

9.3 Можут ли муниципальные кремаатории обслуживать частные похоронные дома?

Да, и это распространенная практика во многих регионах. Муниципальный крематорий с свободной мощностью может принимать тела из частных похоронных домов за плату за услугу, получая доход, который компенсирует часть затрат на эксплуатацию объекта. Для такой схемы требуются четкие протоколы по приему тел, документированию и цепочке передачи, но с точки зрения оборудования одни и те же машины обрабатывают как муниципальные, так и частные случаи без модификаций.