秸稈打捆直燃技術在糧食干燥行業(yè)的應用分析

丁寧

摘要：基于秸稈打捆直燃技術的內(nèi)容和原理，以煤和秸稈成型燃料為對比，從熱能、鍋爐建設、運行成本、環(huán)保等方面，分析用秸稈打捆直燃技術干燥糧食的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，為加快可再生資源在糧食干燥行業(yè)的應用提供參考。

關鍵詞：秸稈;打捆直燃;糧食干燥;熱源;環(huán)保

中圖分類號：S375; S38??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1674-1161（2021）04-0049-03

近年來，我國的糧食年總產(chǎn)量約為6.5×1012 t，同時產(chǎn)生6.5×1012 t的秸稈。糧食機械化干燥是防止其在儲存環(huán)節(jié)產(chǎn)生霉變的有效途徑。糧食干燥作業(yè)需要熱源，用秸稈作為干燥燃料能夠降低碳排放。秸稈燃料化的方式主要有兩種：一是將秸稈機械加工壓制成顆粒（或塊）;二是將秸稈機械化收集打（壓）成草捆。隨著秸稈打捆機械的普及，將秸稈捆作為燃料的技術應用廣泛。為此，以煤和秸稈成型燃料為對比，探討用秸稈打捆直燃技術干燥糧食的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，為加快可再生資源在糧食干燥行業(yè)的應用提供參考。

1 秸稈打捆直燃技術

秸稈打捆直燃技術是指將農(nóng)作物秸稈經(jīng)機械化打壓成圓捆或方捆，直接作為燃料供給專用新型鍋爐燃燒提供熱源的技術。其可應用于農(nóng)村戶用集中供暖、設施農(nóng)業(yè)種植、畜禽養(yǎng)殖和糧食干燥等。

目前，秸稈打捆直燃技術鍋爐分為連續(xù)進料和間歇進料2種。其熱效率可達80%左右，相當于與同等噸位的燃煤鍋爐。直燃鍋爐屬于常壓鍋爐，無爆炸隱患，且煙氣除塵脫氮后可達到排放標準，能有效降低大氣污染。

與秸稈成型燃料相比，秸稈打捆燃料無秸稈成型二次耗能。根據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1930-2010《秸稈顆粒飼料壓制機 質(zhì)量評價技術規(guī)范》相關技術指標，將1 t秸稈粉加工成直徑8 mm的顆粒燃料，需要耗電約60 kW·h（未計算加工成秸稈粉+秸稈粉烘干的能耗）。加之其節(jié)約運輸環(huán)節(jié)的成本，因此價格遠低于秸稈成型燃料。

2 糧食機械化干燥的主要熱源

糧食干燥機常見的熱源有煤、柴油、天然氣、電、秸稈成型燃料等（見表1），其中燃煤經(jīng)濟性最好，但排放的污染物（顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等）也最高;電和天然氣排放的污染物較少，但經(jīng)濟效益較差。用戶注重經(jīng)濟效益，因此燃煤干燥機最為常見。2017年遼寧省抽樣調(diào)查104戶糧食干燥機新用戶（購機2 a內(nèi)），使用燃料煤、柴油和秸稈成型燃料的比例分別為98.0%、1.0%和1.0%。政府提倡清潔能源、節(jié)能環(huán)保，發(fā)展可再生資源，限煤相關政策實施力度也不斷加大，使用經(jīng)濟效益和環(huán)境效益均較好的秸稈作為糧食干燥熱源的潛力巨大。

3 秸稈打捆直燃技術效益分析

糧食干燥機的種類和型號較多，為方便比較，選擇日處理量200 t的連續(xù)式糧食干燥機進行熱源效益對比。

3.1 燃料成本

燃料基本情況比較見表2。從燃料的發(fā)熱值看，燃煤鍋爐適宜的煤低位發(fā)熱值為21～25 MJ/kg，秸稈成型燃料和秸稈捆的發(fā)熱值約為煤的1/2。就價格而言，煤的價格最高，約為秸稈燃料的2～3倍;秸稈捆無需成型的二次耗能，離田運輸成本也較低，因此價格最低。

3.2 鍋爐設備建設成本

燃料鍋爐建設成本比較見表3。從鍋爐建設成本看：燃煤鍋爐技術成熟、使用量大面廣，因此設備價格最低;以秸稈捆為燃料的鍋爐需要解決鍋爐結(jié)焦等技術問題，加之秸稈捆體積大、密度小，進料相對困難，因此其設備制作難度較大，價格也最高，價格約為燃煤鍋爐的3倍;秸稈成型燃料鍋爐的設備價格和場地建設成本介于二者之間。

3.3 設備運行成本

鍋爐運行成本比較見表4。煤的發(fā)熱值高，糧食干燥作業(yè)時燃料消耗量較低;秸稈鍋爐燃料的使用量約為燃煤鍋爐的2倍，但燃料價格低于煤，因此運行成本較低;以秸稈捆為燃料的鍋爐自動化程度低，需要增加人工，按每月4 500元工資計算，每天的人工成本增加150元。運行成本為秸稈捆﹤煤﹤秸稈成型燃料。秸稈捆燃料比煤節(jié)省1 450元/d，如果按每年一個糧食干燥作業(yè)季90 d來計算，每年可以節(jié)省約13萬元。

3.4 鍋爐性能

以3種類型燃料為熱源進行糧食干燥作業(yè)，由于主塔和換熱器等主要部件類型一致，且鍋爐均可提供符合糧食干燥要求的穩(wěn)定熱風，因此干燥后的糧食品質(zhì)無明顯差別。鍋爐主要優(yōu)缺點對比如表5所示。

燃煤鍋爐的設備價格低、節(jié)省空間，且自動化程度高，安全性較好。但煤是不可再生資源，殘渣不易資源化利用，煙氣含顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物。

秸稈成型燃料鍋爐的燃料秸稈是可再生資源，經(jīng)壓塊后外形接近煤，可連續(xù)進料，因此設備自動化程度與燃煤鍋爐相仿。殘渣草木灰可制作肥料，生態(tài)效益好。然而，原料制作耗電大，且壓模等易損件需定期更換，設備運行成本較高。

秸稈打捆直燃鍋爐的燃料秸稈是可再生資源，量大面廣。加之糧食干燥場所常設在糧食產(chǎn)地附近，節(jié)約運輸成本，因此設備運行成本低。殘渣草木灰可制作肥料，生態(tài)效益好。然而，受打捆機質(zhì)量、工作環(huán)境影響，部分原料含土較多（可達10%，嚴重的20%），導致燃燒值降低，殘渣增加。

4 秸稈打捆直燃技術應用前景

從法規(guī)政策角度看，《中華人民共和國可再生能源法》《中華人民共和國農(nóng)業(yè)法》《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國土壤污染防治法》等法律，均鼓勵和支持秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

從實際效果看，使用秸稈打捆直燃技術進行糧食干燥，供熱原理與燃煤一致，可以保證干燥糧食品質(zhì)不降。隨著秸稈打捆機械的大量應用，秸稈捆原料供應充足，且秸稈收獲季與糧食烘干季完全契合，可就近就地隨收隨用。從使用成本看，雖然秸稈打捆直燃鍋爐建設成本略高，但秸稈價格低，能降低鍋爐的運行成本。從環(huán)保角度看，秸稈作為生物質(zhì)資源，具有清潔、可再生和低排放的特性，鍋爐配備除塵裝置，污染物排放量符合國家排放標準，殘渣（成分草木灰）可以作為加工肥料原料，形成良性的生態(tài)循環(huán)鏈。

當前，秸稈打捆直燃技術的自動化程度相對較低，特別是原料補給填充等關鍵環(huán)節(jié)有待完善;鍋爐體積和設備價格有下降空間。同時，受到打捆機質(zhì)量影響，部分秸稈捆的含土量較高，在一定程度上影響鍋爐的使用效果。然而，綜合分析利弊可知，秸稈打捆直燃技術是緩解燃煤壓力較為理想的選擇，在秸稈資源豐富地區(qū)有較好的應用前景。

參考文獻

[1] 周腰華，賴曉璐，潘榮光.玉米秸稈能源化利用：模式、問題與政策建議——基于遼寧省的調(diào)查[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學，2018（2）：41-44.

[2] 裴占江，劉杰，史風梅，等.東北地區(qū)秸稈打捆直燃供暖案例及效益分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2019（12）：111-113.

[3] 付成果.秸稈燃料特性及清潔燃燒設備研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學，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