生物質顆粒燃料作為一種優質的可再生能源，既能作為農村炊事爐具、采暖爐或工業鍋爐等的良好燃料，又可為電廠提供清潔燃料；不僅有效解決了農村用能問題，而且也有利於改善農村環境，目前在我國正全麵推廣。生物質成型主要分為模輥式、螺旋式、柱塞式等方式。由於生物質模輥式成型機具有生產率高、成型好（成型率大於95%），可連續生產等優點，與螺旋式、zhusaishichengxingjixiangbi，gongzuozhuangtaigengjiawending，duiwuliaodeshiyingxinghao，bingqieqijiagongfangfamanzuranmeidianchangduishengwuzhichengxingranliaojunyunyaoqiu，keshixiangongyedezidongshangliao，shimuqianfazhandezhongdian。dangaileijijuhaicunzaizhenenghaogaodengwenti。
木屑顆粒機、秸稈壓塊機專業壓製生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料。
目前，國內外模輥式成型機研究僅針對原料的種類、粒li度du及ji含han水shui率lv等deng工gong藝yi參can數shu。對dui於yu以yi玉yu米mi秸jie稈gan為wei原yuan料liao的de模mo輥gun式shi成cheng型xing機ji的de主zhu要yao參can數shu對dui成cheng型xing的de影ying響xiang等deng研yan究jiu較jiao少shao。機ji具ju參can數shu的de研yan究jiu主zhu要yao集ji中zhong在zai螺luo旋xuan式shi或huo柱zhu塞sai式shi成cheng型xing機ji原yuan理li上shang，模mo輥gun式shi成cheng型xing機ji的de成cheng型xing原yuan理li與yu螺luo旋xuan式shi、柱塞式差別較大，結構參數設計不同，上述研究並不適用於模輥式成型機。
本文以玉米秸稈為原料，對生物質模輥式成型機的t要參數（模孔直徑、主軸轉速、模輥間隙等）進行試驗，研究其對成型機的生產率、噸燃料能耗、顆粒燃料的成型率、機械耐久性和顆粒密度等指標的影響規律，為模輥式成型機的設計提供科學依據。
1、材料與方法
1.1試驗設備與原料
北(bei)方(fang)地(di)區(qu)玉(yu)米(mi)秸(jie)稈(gan)原(yuan)料(liao)極(ji)為(wei)豐(feng)富(fu)，因(yin)此(ci)本(ben)試(shi)驗(yan)選(xuan)擇(ze)北(bei)京(jing)市(shi)大(da)興(xing)區(qu)禮(li)賢(xian)鎮(zhen)生(sheng)產(chan)的(de)玉(yu)米(mi)秸(jie)稈(gan)為(wei)原(yuan)料(liao)。采(cai)用(yong)模(mo)輥(gun)式(shi)生(sheng)物(wu)質(zhi)顆(ke)粒(li)燃(ran)料(liao)成(cheng)型(xing)機(ji)，其(qi)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)部(bu)件(jian)是(shi)水(shui)平(ping)圓(yuan)盤(pan)壓(ya)模(mo)和(he)與(yu)其(qi)相(xiang)配(pei)的(de)壓(ya)輥(gun)，如(ru)圖(tu)l所示（D為模孔直徑，x為模輥間隙）。工作時電動機帶動壓模轉動，通過模輥與物料間的摩擦力使壓輥自轉，將物料鉗人、擠ji壓ya，最zui後hou成cheng圓yuan柱zhu狀zhuang從cong模mo孔kong中zhong被bei連lian續xu擠ji出chu，再zai由you安an裝zhuang在zai出chu料liao口kou處chu的de固gu定ding切qie刀dao切qie成cheng一yi定ding長chang度du的de顆ke粒li燃ran料liao。在zai該gai機ji工gong作zuo過guo程cheng中zhong，由you於yu壓ya輥gun與yu壓ya模mo之zhi間jian存cun在zai相xiang對dui滑hua動dong，可ke起qi到dao磨mo碎sui原yuan料liao的de作zuo用yong，所suo以yi允yun許xu使shi用yong粒li徑jing稍shao大da些xie的de原yuan料liao。其qi中zhong，模mo輥gun間jian隙xi、主軸轉速等可調，且可更換不同孔徑的壓模板。試驗用顆粒燃料成型機額定生產率80 kg/h；主軸電動機功率11kW；主軸最大轉速200 r/min；調頻器50Hz。
其他試驗設備與儀器有粉碎機（篩孔徑8mm）、秒表、台秤（精度5g）、二分器、101 -IA型電熱鼓風幹燥箱、PL2002/01型電子天平（精度0.01 g）、BSA223S - CW型分析天平（精度0.1 mg）、KER -2400型轉鼓試驗機、SZII -4型標準自動振篩機、MH - 200E型電子比重計（精度0.001g／cIT13）等。
1.2試驗方法
1. 2.1試驗準備
首先將玉米秸稈粉碎，粒度小於8 mm的放入振動篩進行篩選，振動30 s後，測其粒度。試驗原料分三批粉碎，分別用於6、8、10mm模孔直徑試驗使用，如表l所示。可以得出：不同批次原料粒度基本一致。原料粉碎後，大於6 mm原料占總量不到10%，粒度在3~6 mm之間的約占20%，小於3 mm粒度大於70%，能夠滿足成型要求。將粉碎後的秸稈原料自然風幹或調濕處理，達到適宜成型的含水率，裝入密封袋備用。試驗原料含水率控製在20%左右。而6 mm孔徑在原料含水率20%試驗時，極易堵模，因此原料含水率略高。
采用模輥式生物質顆粒燃料成型機進行壓縮試驗，按照CEN/TS 14778-1 2005固體生物質顆粒燃料取樣方法取樣，測量並記錄相關試驗數據。
1.2.2試驗指標及測定方法
(1)生產率。正常生產過程中，在成型機出口處每隔5 min接取顆粒一次，然後稱量。考慮到原料含水率不同，計算中增加含水率係數。計算式為
(2)顆粒密度。一般要求成型燃料顆粒密度大於1.0 g/cm3。根據阿基米德排水法原理，利用電子比重計直接測量得出數值。
生產出的顆粒燃料在實驗室平鋪放置2～3h，待完全冷卻後取樣：測量成型率、含水率、機械耐久性和顆粒密度等。
1.2.3試驗設計
生物質顆粒燃料成型機的性能參數主要包括主軸轉速、模孔直徑與模輥間隙等。為考核成型機性能和顆粒燃料質量，將主軸轉速、模孔直徑、模輥間隙作為試驗因素，考察其對生產率、噸燃料能耗、成型率、顆粒燃料的機械耐久性及顆粒密度的影響規律。選擇主軸轉速0—200 r/min，間隔20 r/min；模輥間隙0～1.5 mm，間隔0.1 mm；選擇6、8、10 mmmokongzhijingdeyamofenbiejinxingdanyinsushiyan。shouxianjinxingmogunjianxishiyan，fenximogunjianxiduisuoxuanzhibiaodeyingxiangguilv，ranhouxuanyongzuijiazhijinxingbutongzhuzhouzhuansuyumokongzhijingshiyan。
2、結果與討論
2.1模輥間隙的影響
模孔直徑8 mm、主軸轉速160 r/min時，模輥間隙對生產率、噸燃料能耗、機械耐久性、成型率的影響如圖2所示。隨著模輥間隙的增加，生產率下降，噸燃料能耗增加，當模輥間隙大於1.5mm時，模孔已不出料，無法成型。其中，模輥問隙為0.2 mm時，生產率最高，噸燃料能耗最低，為72 kW - h/t。間(jian)隙(xi)過(guo)大(da)時(shi)，壓(ya)輥(gun)對(dui)秸(jie)稈(gan)原(yuan)料(liao)的(de)擠(ji)壓(ya)力(li)變(bian)小(xiao)，使(shi)攫(jue)取(qu)能(neng)力(li)變(bian)小(xiao)，壓(ya)輥(gun)無(wu)法(fa)將(jiang)料(liao)壓(ya)進(jin)模(mo)孔(kong)內(nei)，使(shi)原(yuan)料(liao)在(zai)成(cheng)型(xing)室(shi)內(nei)越(yue)積(ji)越(yue)多(duo)，最(zui)終(zhong)導(dao)致(zhi)堵(du)模(mo)死(si)機(ji)。間(jian)隙(xi)過(guo)小(xiao)時(shi)，喂(wei)入(ru)原(yuan)料(liao)量(liang)少(shao)，生(sheng)產(chan)率(lv)低(di)，摩(mo)擦(ca)力(li)大(da)，導(dao)致(zhi)噸(dun)燃(ran)料(liao)能(neng)耗(hao)高(gao)。若(ruo)安(an)裝(zhuang)不(bu)當(dang)，模(mo)輥(gun)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)有(you)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)表(biao)麵(mian)，將(jiang)加(jia)速(su)模(mo)輥(gun)磨(mo)損(sun)，降(jiang)低(di)壽(shou)命(ming)。成(cheng)型(xing)率(lv)均(jun)大(da)於(yu)95%，壓縮成型的生物質顆粒燃料表麵光滑，不易鬆散；在0.4～1.Omm之間，成型率逐漸下降，生物質顆粒燃料表麵偶有裂紋，成型率在90%～95%之間；大於l mm時，成型燃料表麵變粗糙，裂紋增多，且壓縮後成型率小於90%．已不符合成型率要求。
模輥間隙對機械耐久性和顆粒密度影響不大，均能滿足機械耐久性大於95%和顆粒密度大於等於1.0g/cm3的標準要求。
綜上所述，模輥間隙的最佳範圍為0～0.4 mm，其中0.2 mm時最優。
2.2主軸轉速和模孔直徑的影響試驗
2.2.1生產率
模輥間隙為0.2 mm時，生產率與主軸轉速的關係如圖3所示。在模孔直徑相同時，隨主軸轉速的增加，生產率增大。低轉速時，生產率增加較快；大於160r/min後生產率增加變得緩慢，其值為80～100kg;/h。這是由於轉速過快時，壓輥對原料的擠壓力一定，一些原料無法快速擠入相應模孔內，而從壓輥齒兩側擠出，使生產率增加緩慢。
同一轉速下，模孔直徑越大，生產率越高，在轉速160r/min時，模孔直徑10mm的生產率比直徑6 mm的提高了25%，這是由於孔徑大，被壓進模孔的原料多，生產率相對較高。
但dan模mo孔kong直zhi徑jing不bu易yi過guo大da或huo過guo小xiao，高gao速su轉zhuan動dong下xia，孔kong徑jing過guo小xiao則ze原yuan料liao難nan擠ji入ru模mo孔kong內nei，在zai成cheng型xing室shi被bei摩mo擦ca的de時shi間jian過guo長chang而er產chan生sheng熱re量liang，原yuan料liao水shui分fen蒸zheng發fa較jiao快kuai，壓ya輥gun無wu法fa將jiang原yuan料liao順shun利li壓ya出chu，導dao致zhi模mo孔kong堵du塞sai，嚴yan重zhong時shi會hui產chan生sheng放fang炮pao、顆粒炭化等現象。孔徑過大，在壓模厚度不改變情況下，成型率難以保證，且壓出的顆粒燃料易鬆散。
2.2.2噸燃料能耗
試驗測得噸燃料能耗與主軸轉速和模孔直徑的關係如圖4所示，噸燃料能耗隨轉速增大而減小。轉速大於等於160 r/min，生產率增加趨於緩慢，噸燃料能耗變化不大，同一模孔直徑下，噸燃料能耗變化量不超過10 kW·h/t。dizhuansushi，danweishijianjichukeliranliaozhiliangshao，suoxudediannengjiaoduo，suizhezhuansuzengda，shengchanlvtigao，ranliaodechuliaosudujiakuai，kefudanxingbianxingdenengliangjianxiao，dunranliaonenghaozhujianjianxiao。dangkongjingwei10 mm，主軸轉速為180 r/min時，噸燃料能耗達最低值為71.4 kW．h/t。
同一轉速下，模孔直徑越大，噸燃料能耗越低。轉速在160 r/min時，模孔直徑10 mm的噸燃料能耗比直徑6 mm的減小了42 kW．h/t。這是由於模孔直徑小，單位時問內的進料量少，擠壓困難，克服秸稈原料彈性變形所需噸燃料能耗較大。
2.2.3顆粒燃料成型率
模孔直徑和主軸轉速對成型率的影響如圖5所示。可以看出，主軸轉速和模孔直徑對成型率影響不大，成型率在95%～99%之間，滿足大於95%的要求。
2.2.4顆粒燃料機械耐久性
主軸轉速、模孔直徑對顆粒燃料的機械耐久性影響如圖6所示。主軸轉速和模孔直徑對顆粒耐久性影響並不顯著，顆粒燃料機械耐久性較好，均大於96%，符合顆粒燃料要求。主軸轉速180 r/min，模孔直徑8 mm時，顆粒燃料機械耐久性最好，最佳值為98. 3%。
2.2.5顆粒密度
主軸轉速、模孔直徑對顆粒燃料密度的影響如圖7所示。顆粒密度變化範圍為1.1～1.2g/cm3，junfuhekeliranliaodeyaoqiu。suizhezhuzhouzhuansudezengjia，kelimidulveyouxiajiang。mokongzhijingxiao，zekelimiduda。zheshiyouyuzhuansuzengda，mokongzhijingdashi，chuliaosudukuai，yuanliaozaimokongneidejiyashijianduan，jichukelijiaosongsan，zhishikelimiduxiao。fanzhi，zhuzhouzhuansuxiao，mokongzhijingxiao，chuliaoman，beijiyashijianjiu，yagunyuyuanliaojianmocazuoyongjiajuerchanshengdaliangreliang，daozhiyuanliaozhongsuohanmuzhisuruanhua，zhanhelizengda，liziyibeiyasuochengxing，kelijiaomishi。
3、結論
(1)模輥間隙對成型率有顯著影響，對其他指標的影響不顯著。間隙越大，成型率越低。間隙最佳取值範圍0～0.4 mm，最優值為0.2mm。
(2)主軸轉速和模孔直徑對生產率、噸燃料能耗影響較大。隨著轉速增大，生產率增大，噸燃料能耗減小；模孔直徑大，生產率高，噸燃料能耗低。為保證生產率，轉速取值應大於等於160r/min。為使噸燃料能耗較低，模孔直徑應取較大值10 mm。
(3)各因素對顆粒燃料機械耐久性影響不顯著，均符合顆粒燃料的標準要求。
(4)主軸轉速和模孔直徑對顆粒密度均有一定影響，但影響不大，顆粒密度均大於1.1g/cm3。若(ruo)對(dui)顆(ke)粒(li)密(mi)度(du)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)，則(ze)主(zhu)軸(zhou)轉(zhuan)速(su)值(zhi)應(ying)取(qu)較(jiao)小(xiao)值(zhi)，選(xuan)模(mo)孔(kong)直(zhi)徑(jing)較(jiao)小(xiao)的(de)壓(ya)模(mo)。若(ruo)對(dui)顆(ke)粒(li)燃(ran)料(liao)僅(jin)為(wei)一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)，則(ze)盡(jin)可(ke)能(neng)增(zeng)加(jia)主(zhu)軸(zhou)轉(zhuan)速(su)，選(xuan)取(qu)模(mo)孔(kong)直(zhi)徑(jing)較(jiao)大(da)的(de)壓(ya)模(mo)。
富通新能源生產銷售的木屑顆粒機、秸稈壓塊機專業壓製生物質顆粒燃料。
