陳榮榮 顧靖峰

為解決農作物秸稈露天焚燒問題，減少霧霾天氣的發(fā)生,無錫市惠山區(qū)農機推廣中心和無錫市久川機械設備有限公司合作進行了間接式秸稈熱風爐的研制與開發(fā)應用。目前，該產品已獲國家知識產權局授權的實用新型專利證書，并獲得省農機局頒發(fā)的農業(yè)機械推廣鑒定證書，現己開始批量生產，進入產業(yè)化應用階段。

1 工作原理

該間接式秸稈熱風爐是將秸稈顆粒、稻殼、秸稈塊放入爐膛點火燃燒，設定好控制箱需要輸出的熱風溫度，啟動控制箱上的按鈕，使煙道引風機、熱風引風機開始工作，爐膛內產生的熱煙氣通過主煙道引入換熱室，換熱室內的超導熱管吸收熱煙氣里面的熱量，傳遞到熱交換室的超導熱管上部；煙道引風機將冷煙氣通過排煙管運送到室外；打開出灰口蓋可以將熱交換室的煙灰通過斜向底板排出；熱風引風機通過進風孔將清潔空氣引入到預熱通道內，通過預熱通道內的排煙管道、主煙道、爐膛外側、換熱室外側進行預熱后，進入到熱交換室，預熱后的空氣在熱交換室內的超導熱管內進行進一步的熱交換，并將大量的熱量傳導給空氣，使空氣達到設定值65～80℃，再通過熱風管道、熱風引風機輸送到糧食烘干機上，對糧食進行烘干處理。

2 主要結構及技術參數

2.1 主要結構

該間接式秸稈熱風爐主要由爐殼、空氣預熱通道、底架、爐膛、換熱室、熱交換室、超導熱管、主煙道、排煙管道、煙道引風機和熱風引風機等組成，結構見圖1。

圖1 間接式秸稈熱風爐的結構簡圖

該間接式秸稈熱風爐的爐殼安裝在底架上部，爐膛設置在底架上，換熱室設置在爐膛上部，換熱室中部設置有換熱室導流板，換熱室的熱煙氣入口通過主煙道與爐膛的熱煙氣出口相連接，排煙管道的一端與冷煙氣出口相連，排煙管道的另一端與煙道引風機相連；在換熱室上部設置有熱交換室，熱交換室中安裝有若干根超導熱管，超導熱管的下部直接插入換熱室中，熱風通道的出口安裝有熱風引風機；空氣預熱通道與進風孔相連通，熱交換室與空氣預熱通道相連通。

2.2 主要技術參數

適用燃料：秸稈顆粒、塊狀秸稈及稻殼等；

供熱方式：間接式；

供熱能力（MJ/h）：209.3、418.6、837.2、1674.4；

換熱效率（%）：≥70%；

設計使用壽命：≥8年（5000 h）；

排放標準：符合GB 13271－2001熱風爐排放要求。

3 特點

（1）產品適合成型秸稈的燃燒，并能使之得到完全燃燒。

（2）采用超導熱管制作間接式秸稈熱風爐的換熱器，能提高換熱效率，有效地延長熱風爐的使用壽命。

（3）采用風溫傳感器和送料控制器實現供風風溫和風量的緩變控制，自動化程度高，具有獨創(chuàng)性。

（4）該間接式秸稈熱風爐通過燃燒秸稈塊，輸送清潔的熱風到糧食烘干機上，對糧食進行烘干處理，獲得高品質的糧食。

（5）該產品與燃油熱風爐相比，可節(jié)省使用成本一半以上，具有明顯的經濟效益。

（6）該產品能夠產生穩(wěn)定純凈的熱風，既可提高熱量的利用率，又能省去沙克龍除塵裝置，從而節(jié)省成本。

（7）該產品采用間接式供暖，完全不受燃燒廢氣的影響，因此采用間接式秸稈熱風爐干燥谷物既環(huán)保、又經濟,社會效益和生態(tài)效益明顯。

4 效益分析

4.1 企業(yè)經濟效益

2011年試制并銷售2臺間接式秸稈熱風爐，生產企業(yè)增加產值11萬元，毛利1.4萬元，稅費0.56萬元；2012年生產并銷售11臺間接式秸稈熱風爐，生產企業(yè)增加產值60.5萬元，毛利7.95萬元，稅費3.09萬元；2013年生產并銷售62臺837.2 MJ秸稈熱風爐，生產企業(yè)增加產值341萬元，毛利44.8萬元，稅費17.4萬元（效益分析見表 1）。

表1 生產企業(yè)效益分析

4.2 用戶經濟效益

單臺供熱能力為837.2 MJ的間接式秸稈熱風爐的售價為55000元，可供2臺10 t循環(huán)式干燥機使用。一般干燥機配套的燃油燃燒器為10000～12000元，每臺燃燒器消耗柴油為8 kg/h，柴油單價8.67元/kg，發(fā)熱量為43.95 MJ。秸稈成型燃料400元/t（0.4元/kg），發(fā)熱量約14.65 MJ，按每天工作20 h、年工作40 d計算，則每年可節(jié)省油費10萬余元。糧食干燥機采用間接式熱風爐供熱，以成型秸稈做燃料，雖然一次性投入增加了5萬元左右，但使用不到一年就可以收回投資成本。干燥機采用燃油爐和熱風爐成本對比見表 2。

表2 干燥機采用燃油爐和熱風爐成本對比

4.3 社會效益

采用間接式秸稈熱風爐可為干燥機、設施大棚等提供經濟適用的供熱裝備。如一臺裝載量10 t左右的糧食低溫干燥機，一般配置一臺發(fā)熱量為418.6 MJ的燃油熱風爐(燃燒器)，每工作1 h平均消耗柴油約8 kg，按平均每天工作20 h、每年40 d計算，一臺干燥機一年將消耗6.4 t柴油，全省目前干燥機保有量約3500臺，一年將消耗22400 t柴油。由于柴油價格居高不下，大大增加了干燥成本，而采用間接式秸稈熱風爐干燥谷物則可以節(jié)省大量能源,降低供熱成本；同時還可以有效利用秸稈、礱糠及其他可燃農業(yè)廢棄物，為秸稈的綜合利用開辟了一條出路，其社會效益明顯。

4.4 生態(tài)效益

目前，全省推廣應用的糧食干燥機均采用柴油燃燒器供熱，并且是直接加熱形式，因此，燃燒器工作時，增加了二氧化碳的排放。而秸稈壓塊燃燒后的廢氣排放遠遠低于國家標準（CO2為零排放，NO2為14 mg/m3,SO2為46 mg/m3），煙塵低于127 mg/m3，排放完全符合環(huán)保標準。按常規(guī)計算（見表3），每燃燒1L柴油將增加2.63 kg二氧化碳排放，因此一臺837.2 MJ的熱風爐為干燥機供熱，一年將減少40.6 t的二氧化碳排放，如果年產200臺837.2 MJ熱風爐，一年將減少8000 t的二氧化碳排放。若全省糧食干燥全部采用成型秸稈熱風爐供熱，則每年可節(jié)省52.8萬t柴油，減少二氧化碳排放167萬t，對凈化空氣、降低污染、減少霧霾天氣意義巨大。

表3 二氧化碳減排測算