秸秆打捆直燃技术在粮食干燥行业的应用分析

丁宁

摘要：基于秸秆打捆直燃技术的内容和原理，以煤和秸秆成型燃料为对比，从热能、锅炉建设、运行成本、环保等方面，分析用秸秆打捆直燃技术干燥粮食的经济效益和生态效益，为加快可再生资源在粮食干燥行业的应用提供参考。

关键词：秸秆;打捆直燃;粮食干燥;热源;环保

中图分类号：S375; S38    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2021）04-0049-03

近年来，我国的粮食年总产量约为6.5×1012 t，同时产生6.5×1012 t的秸秆。粮食机械化干燥是防止其在储存环节产生霉变的有效途径。粮食干燥作业需要热源，用秸秆作为干燥燃料能够降低碳排放。秸秆燃料化的方式主要有两种：一是将秸秆机械加工压制成颗粒（或块）;二是将秸秆机械化收集打（压）成草捆。随着秸秆打捆机械的普及，将秸秆捆作为燃料的技术应用广泛。为此，以煤和秸秆成型燃料为对比，探讨用秸秆打捆直燃技术干燥粮食的经济效益和生态效益，为加快可再生资源在粮食干燥行业的应用提供参考。

1 秸秆打捆直燃技术

秸秆打捆直燃技术是指将农作物秸秆经机械化打压成圆捆或方捆，直接作为燃料供给专用新型锅炉燃烧提供热源的技术。其可应用于农村户用集中供暖、设施农业种植、畜禽养殖和粮食干燥等。

目前，秸秆打捆直燃技术锅炉分为连续进料和间歇进料2种。其热效率可达80%左右，相当于与同等吨位的燃煤锅炉。直燃锅炉属于常压锅炉，无爆炸隐患，且烟气除尘脱氮后可达到排放标准，能有效降低大气污染。

与秸秆成型燃料相比，秸秆打捆燃料无秸秆成型二次耗能。根據农业行业标准NY/T 1930-2010《秸秆颗粒饲料压制机 质量评价技术规范》相关技术指标，将1 t秸秆粉加工成直径8 mm的颗粒燃料，需要耗电约60 kW·h（未计算加工成秸秆粉+秸秆粉烘干的能耗）。加之其节约运输环节的成本，因此价格远低于秸秆成型燃料。

2 粮食机械化干燥的主要热源

粮食干燥机常见的热源有煤、柴油、天然气、电、秸秆成型燃料等（见表1），其中燃煤经济性最好，但排放的污染物（颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等）也最高;电和天然气排放的污染物较少，但经济效益较差。用户注重经济效益，因此燃煤干燥机最为常见。2017年辽宁省抽样调查104户粮食干燥机新用户（购机2 a内），使用燃料煤、柴油和秸秆成型燃料的比例分别为98.0%、1.0%和1.0%。政府提倡清洁能源、节能环保，发展可再生资源，限煤相关政策实施力度也不断加大，使用经济效益和环境效益均较好的秸秆作为粮食干燥热源的潜力巨大。

3 秸秆打捆直燃技术效益分析

粮食干燥机的种类和型号较多，为方便比较，选择日处理量200 t的连续式粮食干燥机进行热源效益对比。

3.1 燃料成本

燃料基本情况比较见表2。从燃料的发热值看，燃煤锅炉适宜的煤低位发热值为21～25 MJ/kg，秸秆成型燃料和秸秆捆的发热值约为煤的1/2。就价格而言，煤的价格最高，约为秸秆燃料的2～3倍;秸秆捆无需成型的二次耗能，离田运输成本也较低，因此价格最低。

3.2 锅炉设备建设成本

燃料锅炉建设成本比较见表3。从锅炉建设成本看：燃煤锅炉技术成熟、使用量大面广，因此设备价格最低;以秸秆捆为燃料的锅炉需要解决锅炉结焦等技术问题，加之秸秆捆体积大、密度小，进料相对困难，因此其设备制作难度较大，价格也最高，价格约为燃煤锅炉的3倍;秸秆成型燃料锅炉的设备价格和场地建设成本介于二者之间。

3.3 设备运行成本

锅炉运行成本比较见表4。煤的发热值高，粮食干燥作业时燃料消耗量较低;秸秆锅炉燃料的使用量约为燃煤锅炉的2倍，但燃料价格低于煤，因此运行成本较低;以秸秆捆为燃料的锅炉自动化程度低，需要增加人工，按每月4 500元工资计算，每天的人工成本增加150元。运行成本为秸秆捆﹤煤﹤秸秆成型燃料。秸秆捆燃料比煤节省1 450元/d，如果按每年一个粮食干燥作业季90 d来计算，每年可以节省约13万元。

3.4 锅炉性能

以3种类型燃料为热源进行粮食干燥作业，由于主塔和换热器等主要部件类型一致，且锅炉均可提供符合粮食干燥要求的稳定热风，因此干燥后的粮食品质无明显差别。锅炉主要优缺点对比如表5所示。

燃煤锅炉的设备价格低、节省空间，且自动化程度高，安全性较好。但煤是不可再生资源，残渣不易资源化利用，烟气含颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物。

秸秆成型燃料锅炉的燃料秸秆是可再生资源，经压块后外形接近煤，可连续进料，因此设备自动化程度与燃煤锅炉相仿。残渣草木灰可制作肥料，生态效益好。然而，原料制作耗电大，且压模等易损件需定期更换，设备运行成本较高。

秸秆打捆直燃锅炉的燃料秸秆是可再生资源，量大面广。加之粮食干燥场所常设在粮食产地附近，节约运输成本，因此设备运行成本低。残渣草木灰可制作肥料，生态效益好。然而，受打捆机质量、工作环境影响，部分原料含土较多（可达10%，严重的20%），导致燃烧值降低，残渣增加。

4 秸秆打捆直燃技术应用前景

从法规政策角度看，《中华人民共和国可再生能源法》《中华人民共和国农业法》《中华人民共和国循环经济促进法》《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国土壤污染防治法》等法律，均鼓励和支持秸秆综合利用产业发展。

从实际效果看，使用秸秆打捆直燃技术进行粮食干燥，供热原理与燃煤一致，可以保证干燥粮食品质不降。随着秸秆打捆机械的大量应用，秸秆捆原料供应充足，且秸秆收获季与粮食烘干季完全契合，可就近就地随收随用。从使用成本看，虽然秸秆打捆直燃锅炉建设成本略高，但秸秆价格低，能降低锅炉的运行成本。从环保角度看，秸秆作为生物质资源，具有清洁、可再生和低排放的特性，锅炉配备除尘装置，污染物排放量符合国家排放标准，残渣（成分草木灰）可以作为加工肥料原料，形成良性的生态循环链。

當前，秸秆打捆直燃技术的自动化程度相对较低，特别是原料补给填充等关键环节有待完善;锅炉体积和设备价格有下降空间。同时，受到打捆机质量影响，部分秸秆捆的含土量较高，在一定程度上影响锅炉的使用效果。然而，综合分析利弊可知，秸秆打捆直燃技术是缓解燃煤压力较为理想的选择，在秸秆资源丰富地区有较好的应用前景。

参考文献

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[3] 付成果.秸秆燃料特性及清洁燃烧设备研究[D].北京：中国农业大学，2015.

Analysis on the Application of Straw Bundling Direct Burning

Technology in the Grain Drying Industry

DING Ning

（Liaoning Agricultural Development Service Center， Shenyang 110034， China）

Abstract： Based on the content and principle of straw bundling direct burning technology， this paper analyzes the economic and ecological benefits of straw bundling direct burning technology for grain drying from the aspects of heat energy， boiler construction， operation cost and environmental protection by comparing coal and straw forming fuel， so as to provide reference for accelerating the application of renewable resources in grain drying industry.

Key words： straw; bundling direct burning; grain drying; heat source; environmental protection