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秸秆包燃料库区的总体规划*

来源：互联网 2022-03-20 05:09:39

刘武胜王辉胡晓飞

北京起重运输机械设计研究院有限公司北京

摘要：秸秆包储运尺寸及秸秆包燃料库布置规划是黄色软质秸秆发电项目成功与否的关键环节。文中结合多个工程案例的经验，从秸秆包尺寸、秸秆库的布置、秸秆库跨度等方面，详细叙述了秸秆包运输方案的确定及厂内

秸秆包燃料库库容总体规划，可供纸厂原料库借鉴参考。

关键词：秸秆发电；秸秆包；运输方案；库容规划

中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）16-0028-04

0 引言

在通常情况下，生物质秸秆燃料分为黄色秸秆和灰色秸秆。黄色秸秆主要是指玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、树叶等；灰色秸秆主要是指棉花秸秆、树枝、荆条等木质秸秆。黄色秸秆具有分散、容重小、体积大、季节性强、能源密度低、储运效率低的特点，运输、储存难度更大，经济性、有效性的储运方法是其规模化、能源化、资源化利用的基础，燃料的收储运成为秸秆发电企业盈利与否的关键。

1 国内外发展情况

目前，国外特别是欧美秸秆发电产业的发展已经较为成熟，主要在政府政策引导和技术优先的框架下发展，技术成熟可靠，具有良好的运行业绩。欧美发达国家的农业耕作方式是大面积耕种，大型联合收割机收割，农林废弃物秸秆被机械化作业打成大方形包或圆形包，并采用专业的装卸机械和大型专用平板车辆装卸、运输秸秆包。秸秆发电厂内秸秆包燃料库的布局、秸秆包的存储则依据秸秆包自动化储运设备进行总体布置，形成厂外收割、收购、储存、调运和发电厂内卸车、存储、出库上料的收、储、运一条龙式专业机械化作业。

然而，我国由于受制于耕作轮换时间短、原料分布不集中和个体经济的农业生产方式，多数为单个农户耕种，按户机械化或人力收割。秸秆运输工具以小型拖拉机和农用运输车为主，从而引起生物质秸秆打包方式、打包尺寸和要求各异。农林生物质秸秆难以实现大规模收集和储运，厂内秸秆的储运特性与国外大量采用的技术方案有很大区别。

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目前，在国内还没有完全成熟的厂内储运、破碎、上料工艺流程，国内已建的黄色软质秸秆发电项目也有不乏因对此认识不足而导致失败的案例。因此，针对我国农业模式、秸秆燃料的收储运特性、道路运输限界尺寸和车辆现状，结合国内储运设备的配套，研究适合国情的秸秆发电厂内燃料库区的布局规划，建设经济适用且满足厂内燃料储运需求的燃料库，成为黄色秸秆发电工程项目成功与否的关键。厂内燃料库的布置涉及秸秆包大小、储量需求、堆码方式以及储运设备等诸多因素。

2 关于秸秆包尺寸

黄色秸秆质轻，容重低，打包后体积大，储运有难度。为降低运输成本大型秸秆破碎机价格，需最大限度地利用运输限界尺寸和运输车辆的装载空间。同时，秸秆包断面尺寸也应适应厂内破碎机或锅炉料口的尺寸。因此，秸秆包的尺寸主要取决于运输方式、运输车的大小和厂内破碎、焚烧炉的需求。在《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》、交通运输部《超限运输车辆行驶公路管理规定》中明确规定：重型、中型载货汽车、半挂车载物，车货高度从地面起不得超过4 m，车货总宽度不大于2.55 m。而国内典型的中、重型货车承载面离地高度1.2 ～ 1.3 m，车厢宽度2.2 ～ 2.5 m，车厢长度6 ～ 8 m。鉴于上述限制因素，秸秆包宽度一般取值1 ～ 1.2 m，双包并列后宽度2 ～ 2.4m，再考虑两包间的间隙和秸秆包外形尺寸误差，用于满足运输最大限界宽度2.55 m和车厢宽度2.2 ～ 2.5 m 的要求。国内常用1 m 和1.2 m的宽度，但1.2 m 更经济。

秸秆包高度一般取值0.9 m，货车装运三层秸秆包的货物总高为3×0.9 m ＝ 2.7 m，中、重型货车承载面离地高度为1.2 ～ 1.3 m，二者相加的车货总高不大于3.9 m，低于公路运输限界高度4 m。

秸秆包长度根据运输车的总长来分配，目前国内多利用6 m 或8 m 长的中、重型货车装运秸秆包，考虑最后的秸秆包可超出车长悬空一部分，秸秆包总长分别为5 个×1.2 m ＝ 6 m、4 个×1.5 m ＝ 6 m、7 个×1.2 m＝ 8.4 m、4 个×2 m ＝ 8 m 等规格，也有个别项目用5个1.7 m 规格的。

6 m 车运输方案1：秸秆包尺寸1.5 m（长）×1.2m（宽）×0.9 m（高）。每车装运2（列）×4（包）×3（层）=24 包。

6 m 车运输方案2：秸秆包尺寸1 m（长）×1.2 m（宽）×0.9 m（高），每车装运2（列）×6（包）×3（层）=36 包。

8 m 车运输方案3：秸秆包尺寸2 m（长）×1.2 m（宽）×0.9 m（高），每车装运2（列）×4（包）×3（层）=24 包。

8 m 车运输方案4：秸秆包尺寸1.7 m（长）×1 m（宽）×0.9 m（高），每车装运2（列）×5（包）×3（层）=30 包。

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8 m 车运输方案5：秸秆包尺寸1.2 m（长）×1 m（宽）×0.9 m（高），每车装运2（列）×7（包）×3（层）=42 包。

根据上述分配，国内常用1.2 m、1.5 m、1.7 m、2 m 的包型长度。秸秆包过短会造成捆扎绳的成本增加和拆解绳的劳动强度提高，而秸秆包过长则会对收购站内的搬运和装卸影响较大。在秸秆的收集、打包过程中，一般打包机的断面尺寸是固定的，即秸秆包高度、宽度是定值，而打包长度可因各自需要自行设定。因此，国内经济、合理、适用的秸秆包尺寸为高度0.9 m，宽度1.2 m，长度与运输车配合选定为1.2 m、1.5 m、1.7 m 和2 m。但是，对于每一个具体的秸秆发电项目而言，秸秆包的长度和运输车长度应尽可能唯一。如果秸秆包长度不唯一，厂内燃料库储运系统的秸秆包抓具在卸车或出入库搬运时，需要可伸缩式吊具用于调整抓具长度（见图1），以适应多种秸秆包长度。当运输车长度不唯一时，每层装运的秸秆包数量和总包长会发生变化，抓具卸车时不能一次性抓取每层的全部秸秆包，需利用秸秆包抓具的拣选功能（见图2），抓取部分秸秆包卸车，并进行拼包入库码垛。在给锅炉输送线上料时，按抓具全部抓满布置库区和配套输送设备（见图3）。

图1 可伸缩式抓具

图2 拣选卸车、拼包入库

图3 整层抓取2×4 ＝ 8 包

3 秸秆库库容布置

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1）秸秆库的长度和跨度取决于库容量的大小和建筑消防限制根据收购站距离电厂的远近和电厂外是否设置储备库等因素，厂内秸秆库一般储存2 ～ 3 d 的秸秆焚烧用量，防止天气、运输等原因造成燃料断供。如延长炉前上料皮带机的长度，增设散秸秆辅助燃料系统和厂内散秸秆储料区，亦可减少打包秸秆库的容量。

2）每个项目需确定标准包型和标准车型标准包型规定每个项目常用的秸秆包外形尺寸。标准车型规定每个项目常用的运输长度，即每次整层起吊的包数， 2×4 包或2×5 包、2×6 包、2×7 包。秸秆包码垛按双包并列运输、并列存储，即每列占据双包的宽度。每排码垛的包数取决于各个项目运输货车数量最多的车型，即标准车型。不同于标准车型的货车，利用秸秆包起重机的拣选、拼包功能进行装卸和码垛。

3）秸秆包的码垛层数依据打包密度、秸秆含水率、包型尺寸偏差等因素为保证秸秆包存储作业，需保证最底层秸秆包不被压溃，秸秆垛变形歪斜在可控范围。国内项目常用堆码层数是6 ～ 9 层，且多按先进先出原则存储。为减少堆压变形，防止底层压溃造成秸秆垛坍塌，每堆码2 ～ 3层后需错开一定距离叠压码垛（见图4 ～图6）。

图4 每3 层错位叠压

图5 每2 层错位叠压

图6 每2 层错位叠压库

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