生物質發電用秸稈打捆機的意義及設計方案分析

摘 要：國家經濟已邁向一個全新的軌道，但現實中拘泥于能源的短缺，和資源的有效利用，急需加強人們對生物能源的重視。隨著人們對生物質發電行業等有了初步的認識，集合對玉米秸稈物理特性的綜合分析和認識，進行相關的秸稈壓縮的理論依據和實驗壓縮，闡述了秸稈打捆的設計方案，為我國生物質發電貢獻了一套完整的工藝設備，以提高資源的有效利用效率。

關鍵詞：生物質發電；秸稈打捆；意義；設計方案

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 18-0000-01

隨著秸稈向飼料收集利用機械化的方向發展，秸稈的粉碎收獲和打捆技術配套設施有了較好的改善。由于秸稈是一種低碳量的清潔燃料，在生物質發電上有所成效，所以作為新能源的開發利用潛力資源而備受人們關注。

一、秸稈打捆技術的原理

秸稈有其獨特的物理特性，中空節硬的結構使得其在燃燒過程中能大量的蓄熱，而且自身的反彈性較大，堆放密度小，便于囤積和管理。秸稈由低密度向高密度的形式壓縮需要借助很強的外力，這主要是由于堆積密度的增大，使得秸稈在已超過屈服極限的狀態下，反彈力加劇，因此關于秸稈的壓縮工作不是十分簡單的堆積壓制，而是需要不同工序的處理工作。

而機械結構運作過程中，由于其自身的速度規格，能提供一定的外加壓力操作，而且工作平穩、持久，所以，可以通過結合一定的優化手段，采用壓扁、預壓、主壓的工序結合的手段，采用機械和液壓組合的有效方式，完成手工堆積難以一次性完成的秸稈成分壓縮。在相關的技術要求上，要求機械動力提供在100到135kW之間，生產效率要維持在每小時3噸以上，而涉及的秸稈的具體的打捆尺寸為，長1.5米，寬規定為1.3米，高1.2米，而單位的秸稈困重量規定在400到450kg，針對其含水量要盡量控制在百分之二十以下，確保單位秸稈捆的規格和具體產生能源的穩定效果。這樣統一規格的壓縮與堆積，便使得秸稈處理手段更加多樣，處理結果更加有效，今后的資源利用上除了石油、天然氣等資源，秸稈的有效利用正對于農業大國的我們有著深刻的意義。但這一方面技術的開發等工作，在我國還未能全面貫徹，針對我國的具體現狀，可根據商品化的高度需求解決目前生物質資源的浪費狀況，其中秸稈用于發電技術的開發，不僅在電力方面成績突出，而且充分擴大了能源的銷售渠道。

這些愿望的實現都需要科學的收集和管理技術，因此要進行適當的壓縮成捆技術，使其形成一定的形狀和規格，解決秸稈儲運的繁瑣和燃燒發電的資源分散狀況，使得一切具體工作更加有序、完整的進行。而就目前來看，我國在完善的成型設備和技術方面，還略顯欠缺，因此要結合我國具體發展國情，引進外國先進技術和經驗，對我國屯剩的大量秸稈資源進行統一的打捆整理，實現資源的具體利用的規范化。

二、具體的設計方案

現如今，我國大部分地區主要應用小型設備進行秸稈打捆，采用機械和液壓壓縮兩種工作模式，在大型設備的應用上，雖然也有部分改進，采用液壓的方式，但是對于秸稈的打捆成型方面來說不夠穩定，使得整體工作的可靠性不高，通過結合外國先進技術的學習和引進，分別研究我國設備的現狀，并做好相應的改革和處理工作。

秸稈的打捆主要經過輸送、壓扁、預壓縮、主壓縮和穿繩等工序進行，開始秸稈以整桿的形式通過輸送帶，并做好相應的壓扁工作，經過機械式與液壓式結構的雙重作業，提高成捆的排列密度，然后在壓縮缸的推力作用下，完成高密度秸稈方捆的規格制作。

含水率在百分之二十的秸稈容量通常為每立方米0.029噸，秸稈平均長度為2.2米，料槽寬度定位2.4米，輸送機設計高度要調為可調節式，調節的范圍在2.5到3.4米之間，傾角系數定位0.72，所以秸稈輸送機的產量可表示為：

料槽的寬度、高度、鏈條傳輸速度、傾斜輸送系數、具體輸送效率、物料自身重量之積，所算結果乘以3600，其中輸送效率規定為0.65到0.85之間，計算出的結果與實際產量比對之后，基本符合工作相關的產量要求。

壓扁設備的主要部件是壓扁輥，通過設計的可靠性，實用性等，結合具體力學推算材料的強度是否滿足要求，主要包括材料的抗彎截面系數和實際應力的測量。

主壓縮結構的設計要考慮支撐部分和壓縮部分的具體組成，支撐部分主要依靠桁架的組件構成，桁架的強度需要通過有限元分析手段，根據對應作用力的具體反映效果考慮桁架的結構是否符合標準，確定壓縮結構的穩定性。通過相關數據可以計算真實的材料橫截面積，表達為：結構工件的工作應力等于作用在具體工件的力值除以工件的橫截面積，計算結果要滿足不超過工件結構自身的許用應力。所得結果經過現實比對，便可確定材料的強度是否能夠滿足統一的工作要求。

三、總結

只有充分利用科學技術，提高部件的結構功能，加強秸稈打捆技術的生產效率，提高機械運行的時效性和可靠性，節省不必要的工作成本投入，做到科學技術的有效創新和具體工作效果的充分的結合，有效開拓我國用電資源、能源開發的手段和途徑，帶動我國具體相關產業和經濟的飛速發展，加強我國新局勢下發展的主要核心地位，鞏固國家綜合實力的上升。

參考文獻：

[1]趙天冬.發揮農作物秸稈最大效益 促進生物質發電良性發展[N].農民日報，2009.

[2]王靜.高效催化劑催化裂解玉米秸稈[J].能源工程，2010.

[3]卞永存.不同預處理方法對玉米秸稈厭氧干發酵影響的比較研究[D].沈陽航空工業學院，2010.

[4]李永軍.生物質在下降管內的熱裂解動力學研究[J].農機化研究，2011.

[5]張圣君.低溫地熱發電循環理論優化與有機工質朗肯循環性能實驗研究[D].天津大學，2012.

[作者簡介]崔井軍，吉林省通榆人。