關(guān)鍵詞，玉米秸軒；秸稈顆粒機；致密成型，噸料電耗
0、引言
生物質(zhì)能源是唯一的可儲存、運輸?shù)目稍偕茉�，是替代化石燃料的首選。但其具有堆積密度小、能量密度低，運輸、儲存、利用時占用的空間大、成本高等特點，嚴(yán)重制約了生物質(zhì)能的大規(guī)模應(yīng)用。因此，生物質(zhì)致密成型技術(shù)，成了生物質(zhì)能大規(guī)模利用的重要環(huán)節(jié)。
玉米秸稈是可利用生物質(zhì)的最重要的一種，本文利用作者研制的生物質(zhì)顆粒燃料成型系統(tǒng)，對玉米秸稈在不同工況下的成型電耗進(jìn)行了測試，找出了玉米秸稈最低成型電耗時的工況，為玉米秸稈成型工藝改進(jìn)及成型設(shè)備優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)，進(jìn)而為生物質(zhì)大規(guī)模資源化利用的預(yù)處理技術(shù)提供科學(xué)數(shù)據(jù)。
1、玉米秸稈顆粒燃料冷成型能耗測試系統(tǒng)本測試所用的原料為鄭州郊區(qū)所產(chǎn)，收獲三個月后自然干燥的玉米秸稈。
原料經(jīng)粉碎機粉碎后由卸料剎克龍收集，經(jīng)螺旋輸送機進(jìn)入喂料攪拌器，玉米秸稈在喂料攪拌器上的料倉內(nèi)加水調(diào)整，使原料含水率在15%～20%之間，在喂料攪拌器內(nèi)攪拌均勻，送入秸稈顆粒機致密成型，成型后的顆粒燃料由斗式提升機送人冷卻干燥器，再經(jīng)過分離器分離后裝袋存儲。分離出的未成型玉米秸稈原料送回貯料倉加水后繼續(xù)成型。為了測試主要電機能耗，分別在粉碎機電機與秸稈顆粒機主電機上安裝三相電度表，以測試其工作時的能耗，各電機分別裝有電流表，以測試各電機功率。系統(tǒng)正常運行1h后再對不同的工況進(jìn)行測試，每一工況每次測試時間不小于15min，每一工況測試3次，取其平均值。
2、玉米秸稈粉碎能耗測試
測試玉米秸稈粉碎能耗時，為了使粉碎機能在最大產(chǎn)量下工作，只用其中的一臺粉碎機工作。對含水量分別約為10%、15%、21%、20%的同種物料進(jìn)行測試。粉碎機的篩孔直徑分別選擇了5.0mm、6.5mm及8mm。秸稈粉碎機運行正常后進(jìn)行測試，給料速度以電機滿負(fù)荷工作為準(zhǔn)。測得玉米秸稈粉碎時含水量、篩孔直徑與噸料電耗的關(guān)系�？梢钥闯�，秸稈粉碎機的篩網(wǎng)孔徑越大，噸料電耗越大，玉米秸稈的含水量從10%上升到20%時，噸料電耗也明顯增加，當(dāng)含水率高于20%時，粉碎機不能順利出料。
3、顆粒燃料成型機的能耗測試
對玉米秸稈分別用篩孔直徑為5.0mm、6.5mm及8mm的錘片式粉碎機對原料進(jìn)行粉碎，在貯料倉里調(diào)整水分，使之含水率約為11%、16%、21%及26%。對不同種類的玉米秸稈分別進(jìn)行成型試驗，使顆粒機的豐電機在額定功率下工作。原料在不同含水率下不同原料尺寸與成型噸料電耗的關(guān)系曲線。可以看出，在含水率約在16%時顆粒成型機的噸料電耗最低，26%是最高，11%與21%時能耗居中，這是因為含水率為16，時顆粒成型機的成型率最高，達(dá)90%以上，含水率為11%及21%時成型率為70%～80%，而含水率在26%時顆粒一次成型率不足50%，而有丈量的粉料需繼續(xù)成型，這就降低了顆粒面的產(chǎn)量，從而增加了能耗。
用含水率為16%，通過篩孔直徑為6mm的粉碎機的玉米秸稈進(jìn)行不同顆粒密度成型時的能耗試驗通過調(diào)整成型模具的長徑比，來改變成型時的壓力，從而改變成型后的顆粒密度。顆粒密度在1.0～1.05時玉米秸稈的成型能耗最小，密度偏大或偏小時其成型能耗都上升；這是因為當(dāng)顆粒密度小于1時，顆粒中的粉料增加，成型率小到60%，這就降低了顆粒產(chǎn)量，從而噸料電耗明顯增加。密度增大時，其產(chǎn)量也逐漸下降，在輸入功率不變條件下，噸料電耗也上升。
4、顆粒燃料成型機組電耗測試
根據(jù)以上試驗的結(jié)果，把系統(tǒng)調(diào)試至最佳狀態(tài)，即粉碎前玉米秸稈含水量在15%以下，在成型前的料倉內(nèi)原料含水量調(diào)至15%～20%，顆粒密度為1～1.03g/cm3，玉米秸稈成型時各設(shè)備電耗見表1。
表1 玉米秸稈顆粒燃料成型機組參數(shù)
| 工藝設(shè)備 | 秸稈粉碎機 | 秸稈顆粒機 | 逆流式冷卻器 | 其他 | 總計 |
| 電流/A | 48.5 | 95.4 | 5.3 | 4.6 | 153.8 |
| 耗電量/KW·h-1 | 32.0 | 62.8 | 3.5 | 3.0 | 101.3 |
1)玉米秸稈顆粒成型時電耗主要集中在粉碎與制粒兩個工藝中，其電耗占到了總電耗的90%以上，而制粒電耗又是粉碎電耗的2倍。因此，在工藝設(shè)計時應(yīng)以制粒工藝為核心，使之電耗達(dá)到最低，從而有效降低玉米秸稈的成型電耗。
2)顆粒燃料密度對成型時的電耗有較大影響，在不影響顆粒燃料使用的前提下，盡可能降低其對密度的要求。
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