0、引言
    秸稈發(fā)電廠的燃料一般分為灰色秸稈和黃色秸稈，灰色秸稈包括：棉花稈、樹枝條等；黃色秸稈主要是麥、稻秸稈。
    我國秸稈發(fā)電廠一般根據(jù)燃料特性及入爐方式，燃料輸送系統(tǒng)也采用不同的模式，根據(jù)統(tǒng)計，燃料輸送系統(tǒng)均存在不少問題，相比較而言，引進(jìn)國外技術(shù)或設(shè)備，比國產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備的問題少，黃色秸稈與灰色秸稈相比，采用灰色秸稈作為燃料的發(fā)電廠成功業(yè)績比較多。
    根據(jù)秸稈資源調(diào)查，我國秸稈資源中黃色秸稈占41%，其中稻秸稈占53%，麥秸稈占47%，江蘇地區(qū)黃色秸稈占57%，其中稻秸稈占59%，麥秸稈占41%，在國內(nèi)外生物質(zhì)能電廠的燃料應(yīng)用方面，尚無成功的采用稻秸稈作為電廠燃料的發(fā)電技術(shù)，國內(nèi)已投運(yùn)的黃色秸稈發(fā)電項目（主要是稻秸稈），也因燃料輸送系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性，而不能正常投運(yùn)。
    因此研制出一套適應(yīng)國情的黃色秸稈輸送系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。
1、常用輸送系統(tǒng)
    燃料輸送系統(tǒng)一般分為散料上料系統(tǒng)和包料上料系統(tǒng)。
1.1散料上料系統(tǒng)
    此系統(tǒng)一般采用國外類似電廠的布置方式，秸稈在廠外各個收購點(diǎn)分散粉碎。粉碎后的秸稈用車輛運(yùn)至電廠，由汽車衡稱重，且人工測濕，濕度達(dá)不到要求的將被退回，合格的散料卸至汽車卸料溝，然后通過輸送機(jī)經(jīng)過斗式提升機(jī)輸送至散料倉庫，為了提高倉庫里物料的充滿系數(shù)，在倉庫頂部布置給料機(jī)，從倉庫取料是通過螺旋自動給料機(jī)取出散料，散料通過輸送機(jī)傳送至斗式提升機(jī)，再由斗式提升機(jī)送至爐前料倉，最后通過螺旋自動給料機(jī)，給料機(jī)推壓松散的秸稈并將其通過一個水冷的通道送至生物質(zhì)鍋爐的爐墻開孔送至爐排；燃料在通道中的壓縮可以確保不必要的空氣進(jìn)入鍋爐（密封作用），其系統(tǒng)流程圖詳見圖1。散料上料系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。
 
1.2包料上料系統(tǒng)
    對于包料上料系統(tǒng)，國外通常采用的秸稈上料方式有切碎和撕碎式樣燃燒等，一般采用如下兩種方式。
1.2.1包料上料方式一
    系統(tǒng)集約化考慮，按單路布置。秸稈粉碎室內(nèi)設(shè)置有4臺散包機(jī)和4臺切草機(jī)。秸稈捆自動抓斗起重機(jī)把成捆的秸稈送至傳送帶，再通過鏈板輸送機(jī)把成捆的秸稈送進(jìn)散包機(jī)開包，開包后初步松散的秸稈送入切草機(jī)切碎，切碎后的秸稈長度滿足鍋爐燃燒要求，用帶式輸送機(jī)或埋刮板輸送機(jī)和斗式提升機(jī)把切碎的秸稈送入爐前料倉，經(jīng)螺旋輸送機(jī)進(jìn)入爐膛。
    料倉上小下大以保證燃料不搭橋，在頂部，料倉有格柵板和一個厚的橡皮墊圈以防止灰塵的落入；下部是給料裝置，  其內(nèi)部裝有特殊設(shè)計的裝置，可以防止物料的搭橋。給料機(jī)給鍋爐給料是通過一個爐前的一個通道給入的，可在這個通道中造成物料的堵塞這樣能防止?fàn)t火回?zé)�到料倉。送料機(jī)和給料機(jī)之間的通道上裝有水冷的插板防火門，通過這個閘門，被松散的秸稈落到一個重型雙螺桿給料機(jī)里，給料機(jī)輕壓松散的秸稈并將其通過一個水冷的通道送到鍋爐的前墻并送往爐排。
其系統(tǒng)流程圖詳見圖2。包料上料方式一優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。
 
1.2.2包料上料方式二
    系統(tǒng)按單元制考慮，與鍋爐的進(jìn)料口一一對應(yīng)。國外較大型秸稈直燃發(fā)電的上料系統(tǒng)是有專利設(shè)計的（針對麥秸稈包），目前國內(nèi)尚無這種撕碎裝置。這種上料系統(tǒng)的整個工藝過程全部采用自動化控制。秸稈由大型平板卡車運(yùn)至電廠倉庫，由計算機(jī)控制的秸稈捆抓斗起重機(jī)或叉車將合格的秸稈捆放在預(yù)先確定的位置；一般放在倉庫的兩端，而中部是上料系統(tǒng)，抓斗起重機(jī)將秸稈包放在帶式輸送機(jī)輸送至分配帶上，由分配帶輸送至鏈板輸送機(jī)后再輸送到撕草機(jī)進(jìn)而通過螺旋輸送機(jī)輸送至鍋爐爐膛；秸稈從進(jìn)料臺通過帶密封閘門（防火）的進(jìn)料輸送系統(tǒng)傳送至爐前給料系統(tǒng)；進(jìn)料通道是密封的。這個通道除了起到給料作用外，還有阻斷燃燒部分和儲存部分的作用；鏈板機(jī)的速度是可調(diào)的，通過控制其速度達(dá)到控制其秸稈燃料的輸送量，其轉(zhuǎn)速可以保證不起火花并避免火災(zāi)，并且由于高效率其耗電較少。打成捆的秸稈必須成松散的狀態(tài)才能被送到爐排上燃燒，  秸稈包被推壓到兩個立式螺桿上，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)扯碎秸稈，然后將秸稈傳送給螺旋自動給料機(jī)，給料機(jī)推壓松散的秸稈并將其通過一個水冷的通道送到鍋爐的爐墻開孔送往爐排；燃料在通道中的壓縮可以確保不必要的的空氣不進(jìn)入鍋爐（密封作用）。
    其系統(tǒng)流程圖詳見圖3。包料上料方式二優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。
 
2、燃料輸送系統(tǒng)分析
    從散料上料系統(tǒng)及包料上料系統(tǒng)兩種方式的論述中可以看出：
    散料上料系統(tǒng)方式：每個收購點(diǎn)均需配備粉碎機(jī)，據(jù)了解現(xiàn)在國產(chǎn)粉碎設(shè)備對物料的適應(yīng)性不強(qiáng)。由于國內(nèi)秸稈發(fā)電起步較晚，目前，國內(nèi)生產(chǎn)的能適應(yīng)電廠使用的秸稈粉碎設(shè)備廠家較少，粉碎設(shè)備還處于研制階段，設(shè)備的性能還有待進(jìn)一步檢驗，況且還沒有形成有效的競爭機(jī)制，國產(chǎn)粉碎設(shè)備的價格不會太低。進(jìn)行廠外粉碎，使每個收購點(diǎn)的倉庫容量隨之增大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也隨之增大，粉碎后物料的密度較低，提高了運(yùn)輸成本。
    黃色秸稈由于其容重輕，儲運(yùn)困難，燃料收集一般采用打包儲運(yùn)方式。
    采用包料上料系統(tǒng)時，每個收購點(diǎn)只需配備打捆機(jī)，所有的打捆設(shè)備型號統(tǒng)一，既減少了收購點(diǎn)的倉庫容量，又利于物料的運(yùn)輸。
    包料上料方式一：設(shè)有中間儲倉式的備料系統(tǒng)，物料先經(jīng)過散包機(jī)再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，進(jìn)入料倉，再由斗式提升機(jī)及螺旋給料機(jī)把散料送至生物質(zhì)鍋爐前料倉，雖然具備緩沖條件，但中間轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)過多，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度及維護(hù)工作量。
    包料上料方式二：物料經(jīng)鏈板輸送機(jī)直接輸送至撕草機(jī)撕碎，經(jīng)螺旋式給料機(jī)送入爐膛，系統(tǒng)簡單，中間環(huán)節(jié)少，性能可靠及維護(hù)工作量小。
    從系統(tǒng)流程圖可以看出，包料上料系統(tǒng)方式二，雖然對設(shè)備可靠性要求高，但其系統(tǒng)簡單，中間環(huán)節(jié)少，檢修維護(hù)方便。
    黃色秸稈在打包、切碎、輸送等環(huán)節(jié)上，處理難度較灰色秸稈復(fù)雜，特別是稻秸稈，存在著易纏繞、堵塞、整包不易粉碎等問題，必須在此方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，合理選擇粉碎、輸送設(shè)備。
3、黃色秸稈輸送系統(tǒng)的研究
    針對國內(nèi)設(shè)備的制造能力，采用包料上料系統(tǒng)，研制一套包料進(jìn)廠，廠內(nèi)粉碎，粉碎后散料輸送，能穩(wěn)定運(yùn)行的秸稈輸送系統(tǒng)。
3.1輸送設(shè)備的選型
    無論是黃色秸稈還是灰色秸稈，粉碎后都存在體積大、容重輕的特點(diǎn)，尤其是黃色秸稈，其切碎后秸稈的自然堆積容重僅為20～25 kg/m3（秸稈包容重為250--300 kg/m3）。以75 t/h秸稈鍋爐為例，每小時需要燃燒的黃色秸稈量大約為17 t/h，粉碎后的秸稈體積為680 m3/h:_850 m3/h。此類物料的輸送，要求物料與輸送設(shè)備之間的摩擦力大于空氣阻力，否則，將造成物料在輸送設(shè)備上打滑或滾雪球。
    為解決上述問題，一般采用多級皮帶機(jī)輸送，降低輸送皮帶的起升角（一般不大于180），但是，輸送系統(tǒng)比較復(fù)雜，與之配套的消防和除塵設(shè)施也要相應(yīng)增加，不利于降低工程造價和節(jié)約用地。
    采用波狀擋邊帶式輸送機(jī)作為輸送設(shè)備是較好的選擇，由于皮帶機(jī)二側(cè)的波狀擋邊及波狀擋邊之間的橫隔板，形成類似斗狀的容器，克服了空氣阻力造成的影響，避免了物料的打滑或滾雪球現(xiàn)象，皮帶機(jī)的起升傾角可以大大提高，簡化輸送系統(tǒng)，壓縮物料的輸送距離，減少廠區(qū)的占地面積。
3.2粉碎設(shè)備的選型
    目前，秸稈和秸稈包的粉碎一般采用鍘刀式或錘擊式粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，這些粉碎機(jī)工作效率不理想，物料加工量較小，不適應(yīng)整包秸稈的粉碎，刀具使用壽命短，有些設(shè)備連續(xù)粉碎6h，即需更換刀具。
    根據(jù)黃色秸稈的特性，采用了新研制的盤片組合刀粉碎機(jī)，該粉碎機(jī)是一種結(jié)構(gòu)簡單、進(jìn)出料方便、粉碎效率較高的粉碎機(jī)，該粉碎機(jī)適應(yīng)范圍大，可對多種秸稈和整包秸稈進(jìn)行粉碎，通過不同刀具的組合，提高粉碎效率，刀具使用壽命長(超過1500h)，其連續(xù)運(yùn)行時間超過500 h。
3.3秸稈包輸送設(shè)備的選型
    輸送設(shè)備一般選用皮帶輸送機(jī)或鏈板輸送機(jī)等設(shè)備，根據(jù)秸稈包的特性，為盡量增加物料與輸送設(shè)備間的摩擦力，采用鏈板輸送機(jī)作為秸稈包的輸送設(shè)備較好。
3.4輸送系統(tǒng)的確定
    在確定了粉碎、輸送設(shè)備的基礎(chǔ)上，制定黃色
秸稈輸送系統(tǒng)的工藝流程：
    秸稈包抓斗起重機(jī)一分包平臺一鏈板輸送機(jī)1一鏈板輸送機(jī)2 -秸稈粉碎機(jī)一波狀擋邊帶式輸送機(jī)一爐前料倉分配器一鍋爐給料螺旋輸送機(jī)一爐膛。
    各設(shè)備的運(yùn)行工況如下：
    a)秸稈包抓斗起重機(jī)：秸稈包的卸車、上料設(shè)備。秸稈包抓斗起重機(jī)的抓具，每次抓取數(shù)包秸稈，一般每次抓取二排，每排4～6包，即每次8～12包，也可單排抓取。
    b)分包平臺：提高秸稈包抓斗起重機(jī)工作效率的設(shè)備，其功能是將秸稈包抓斗起重機(jī)抓取的雙排秸稈，分送到不同的輸送線上。
    分包平臺由二臺鏈板輸送機(jī)并行設(shè)置，合并而
成，秸稈包抓斗起重機(jī)抓取二排秸稈包，將秸稈包對準(zhǔn)分包平臺的二臺鏈板輸送機(jī)放好后，二臺鏈板輸送機(jī)橫向移動，使每排秸稈包的中心線，對準(zhǔn)下一級輸送設(shè)備的中心線，啟動鏈板輸送機(jī)，將秸稈包輸送到下一級輸送設(shè)備，
    c1鏈板輸送機(jī)1：秸稈包的輸送設(shè)備。本級鏈板輸送機(jī)是分包平臺與下一級鏈板輸送機(jī)過渡段，采用變速運(yùn)行。當(dāng)分包平臺的鏈板輸送機(jī)將秸稈包輸送到本級鏈板輸送機(jī)后，本級鏈板輸送機(jī)快速將秸稈包輸送至下一級鏈板輸送機(jī)上，當(dāng)?shù)谝绘湴遢斔蜋C(jī)上的秸稈包接近第二鏈板輸送機(jī)上的秸稈包時，第一鏈板輸送機(jī)的運(yùn)行速度減至第二鏈板輸送機(jī)的運(yùn)行速度，此時，二條鏈板輸送機(jī)運(yùn)行速度一致，平穩(wěn)向秸稈粉碎機(jī)輸送秸稈包。
    d1鏈板輸送機(jī)2：秸稈包的輸送設(shè)備。本級鏈板輸送機(jī)，為秸稈粉碎機(jī)的喂料設(shè)備，其運(yùn)行速度與粉碎機(jī)的粉碎進(jìn)料速度相一致，連續(xù)向粉碎機(jī)勻速供料，保證粉碎機(jī)的正常運(yùn)行。
    e)秸稈粉碎機(jī)：秸稈包的粉碎設(shè)備。本秸稈粉碎機(jī)采用整包進(jìn)料的粉碎方式，秸稈包延中心線，由秸稈粉碎機(jī)的側(cè)面進(jìn)入，粉碎后的秸稈，由粉碎機(jī)的下方排至波狀擋邊帶式輸送機(jī)，粉碎后的秸稈長度為3 -5cm。
    f）波狀擋邊帶式輸送機(jī)：粉碎后的秸稈輸送、提升設(shè)備。采用波狀擋邊帶式輸送機(jī)，作為輸送、提升的主要設(shè)備，將粉碎后秸稈輸送到爐前；采用波狀擋邊帶式輸送機(jī)，避免了物料打滑現(xiàn)象；為防止頭部卸料卸不干凈，造成余料返回，在皮帶機(jī)頭部水平段的下方，設(shè)置了一條水平的余料返回皮帶機(jī)，將卸不凈的余料返回系統(tǒng)內(nèi)。
    g)爐前料倉分配器：爐前料倉分配器，為物料的分流設(shè)備。由波狀擋邊帶式輸送機(jī)將秸稈散料輸送至爐前料倉分配器的進(jìn)口，經(jīng)分配器分流后，分二路進(jìn)入鍋爐給料螺旋輸送機(jī)。
    h）鍋爐給料螺旋輸送機(jī)：為上料系統(tǒng)的末端設(shè)備，物料經(jīng)給料螺旋輸送機(jī)進(jìn)入爐膛燃燒。
    與現(xiàn)有國內(nèi)外上料系統(tǒng)相比，本上料系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
    1)本系統(tǒng)采用單包不間斷連續(xù)粉碎，提高了粉碎機(jī)的使用效率，保證鍋爐的正常運(yùn)行。
2)每套系統(tǒng)設(shè)置二套粉碎設(shè)備，粉碎機(jī)互為備用，提高了系統(tǒng)的可靠性。
3)本系統(tǒng)對物料的適應(yīng)性強(qiáng)，對粉碎后的稻、
麥秸稈的輸送與提升，其優(yōu)點(diǎn)更為明顯。
    4)采用波狀擋邊帶式輸送機(jī)，可提高輸送機(jī)的提升傾角，減少占地。
4、結(jié)論
    通過研究，綜合國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備的制造能力和水平，研制出一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料輸送系統(tǒng)，本研究成果已經(jīng)申報國家發(fā)明專利。雖然該系統(tǒng)在工程應(yīng)用過程中仍需要根據(jù)工程具體情況不斷完善，但是突破了燃料輸送系統(tǒng)的瓶頸，尤其解決了稻秸稈的輸送問題，對國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電工程提供了一個完全可行的上料方法。