关键词，玉米秸轩；秸秆颗粒机；致密成型，吨料电耗
0、引言
生物质能源是唯一的可储存、运输的可再生能原，是替代化石燃料的首选。但其具有堆积密度小、能量密度低，运输、储存、利用时占用的空间大、成本高等特点，严重制约了生物质能的大规模应用。因此，生物质致密成型技术，成了生物质能大规模利用的重要环节。
玉米秸秆是可利用生物质的最重要的一种，本文利用作者研制的生物质颗粒燃料成型系统，对玉米秸秆在不同工况下的成型电耗进行了测试，找出了玉米秸秆最低成型电耗时的工况，为玉米秸秆成型工艺改进及成型设备优化设计提供依据，进而为生物质大规模资源化利用的预处理技术提供科学数据。
1、玉米秸秆颗粒燃料冷成型能耗测试系统本测试所用的原料为郑州郊区所产，收获三个月后自然干燥的玉米秸秆。
原料经粉碎机粉碎后由卸料刹克龙收集，经螺旋输送机进入喂料搅拌器，玉米秸秆在喂料搅拌器上的料仓内加水调整，使原料含水率在15%～20%之间，在喂料搅拌器内搅拌均匀，送入秸秆颗粒机致密成型，成型后的颗粒燃料由斗式提升机送人冷却干燥器，再经过分离器分离后装袋存储。分离出的未成型玉米秸秆原料送回贮料仓加水后继续成型。为了测试主要电机能耗，分别在粉碎机电机与秸秆颗粒机主电机上安装三相电度表，以测试其工作时的能耗，各电机分别装有电流表，以测试各电机功率。系统正常运行1h后再对不同的工况进行测试，每一工况每次测试时间不小于15min，每一工况测试3次，取其平均值。
2、玉米秸秆粉碎能耗测试
测试玉米秸秆粉碎能耗时，为了使粉碎机能在最大产量下工作，只用其中的一台粉碎机工作。对含水量分别约为10%、15%、21%、20%的同种物料进行测试。粉碎机的筛孔直径分别选择了5.0mm、6.5mm及8mm。秸秆粉碎机运行正常后进行测试，给料速度以电机满负荷工作为准。测得玉米秸秆粉碎时含水量、筛孔直径与吨料电耗的关系。可以看出，秸秆粉碎机的筛网孔径越大，吨料电耗越大，玉米秸秆的含水量从10%上升到20%时，吨料电耗也明显增加，当含水率高于20%时，粉碎机不能顺利出料。
3、颗粒燃料成型机的能耗测试
对玉米秸秆分别用筛孔直径为5.0mm、6.5mm及8mm的锤片式粉碎机对原料进行粉碎，在贮料仓里调整水分，使之含水率约为11%、16%、21%及26%。对不同种类的玉米秸秆分别进行成型试验，使颗粒机的丰电机在额定功率下工作。原料在不同含水率下不同原料尺寸与成型吨料电耗的关系曲线。可以看出，在含水率约在16%时颗粒成型机的吨料电耗最低，26%是最高，11%与21%时能耗居中，这是因为含水率为16，时颗粒成型机的成型率最高，达90%以上，含水率为11%及21%时成型率为70%～80%，而含水率在26%时颗粒一次成型率不足50%，而有丈量的粉料需继续成型，这就降低了颗粒面的产量，从而增加了能耗。
用含水率为16%，通过筛孔直径为6mm的粉碎机的玉米秸秆进行不同颗粒密度成型时的能耗试验通过调整成型模具的长径比，来改变成型时的压力，从而改变成型后的颗粒密度。颗粒密度在1.0～1.05时玉米秸秆的成型能耗最小，密度偏大或偏小时其成型能耗都上升；这是因为当颗粒密度小于1时，颗粒中的粉料增加，成型率小到60%，这就降低了颗粒产量，从而吨料电耗明显增加。密度增大时，其产量也逐渐下降，在输入功率不变条件下，吨料电耗也上升。
4、颗粒燃料成型机组电耗测试
根据以上试验的结果，把系统调试至最佳状态，即粉碎前玉米秸秆含水量在15%以下，在成型前的料仓内原料含水量调至15%～20%，颗粒密度为1～1.03g/cm3，玉米秸秆成型时各设备电耗见表1。
表1 玉米秸秆颗粒燃料成型机组参数
| 工艺设备 | 秸秆粉碎机 | 秸秆颗粒机 | 逆流式冷却器 | 其他 | 总计 |
| 电流/A | 48.5 | 95.4 | 5.3 | 4.6 | 153.8 |
| 耗电量/KW·h-1 | 32.0 | 62.8 | 3.5 | 3.0 | 101.3 |
1)玉米秸秆颗粒成型时电耗主要集中在粉碎与制粒两个工艺中，其电耗占到了总电耗的90%以上，而制粒电耗又是粉碎电耗的2倍。因此，在工艺设计时应以制粒工艺为核心，使之电耗达到最低，从而有效降低玉米秸秆的成型电耗。
2)颗粒燃料密度对成型时的电耗有较大影响，在不影响颗粒燃料使用的前提下，尽可能降低其对密度的要求。
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