摘要：本文對玉米
秸稈顆粒機壓制顆粒燃料冷態致密成型系統的不同工藝設備，在不同條件下的噸料電耗進行測試，找出了玉米秸稈不同因素對成型電耗的影響，從而找出了生物質成型時所用
秸稈粉碎機的篩網孔徑，原料含水率、顆粒密度等。
關鍵詞，玉米秸軒；秸稈顆粒機；致密成型，噸料電耗
0、引言
生物質能源是唯一的可儲存、運輸的可再生能原，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，嚴重制約了生物質能的大規模應用。因此，生物質致密成型技術，成了生物質能大規模利用的重要環節。
玉米秸稈是可利用生物質的最重要的一種，本文利用作者研制的生物質顆粒燃料成型系統，對玉米秸稈在不同工況下的成型電耗進行了測試，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及成型設備優化設計提供依據，進而為生物質大規模資源化利用的預處理技術提供科學數據。
1、玉米秸稈顆粒燃料冷成型能耗測試系統
本測試所用的原料為鄭州郊區所產，收獲三個月后自然干燥的玉米秸稈。
原料經粉碎機粉碎后由卸料剎克龍收集，經
螺旋輸送機進入喂料攪拌器，玉米秸稈在喂料攪拌器上的料倉內加水調整，使原料含水率在15%～20%之間，在喂料攪拌器內攪拌均勻，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。系統正常運行1h后再對不同的工況進行測試，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行測試，給料速度以電機滿負荷工作為準。測得玉米秸稈粉碎時含水量、篩孔直徑與噸料電耗的關系。可以看出，秸稈粉碎機的篩網孔徑越大，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行粉碎，在貯料倉里調整水分，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成型，這就降低了顆粒面的產量，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行不同顆粒密度成型時的能耗試驗通過調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%，這就降低了顆粒產量，從而噸料電耗明顯增加。密度增大時，其產量也逐漸下降，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
根據以上試驗的結果，把系統調試至最佳狀態，即粉碎前玉米秸稈含水量在15%以下，在成型前的料倉內原料含水量調至15%～20%，顆粒密度為1～1.03g/cm3，玉米秸稈成型時各設備電耗見表1。
表1 玉米秸稈顆粒燃料成型機組參數
|
工藝設備 |
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 |
5、結論
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，在工藝設計時應以制粒工藝為核心，使之電耗達到最低，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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