2023年農機三項工程項目“稻麥秸稈固化成型成套設備的研究與開發(fā)”工作報告

農機三項工程項目“稻麥秸稈固化成型成套設備的研究與開發(fā)”工作報告一、項目概況

近年來，我省焚燒秸稈現(xiàn)象較為嚴重，既污染大氣環(huán)境，威脅交通安全，又影響城鄉(xiāng)居民生活，成為全社會關注的熱點問題。我省年產(chǎn)秸稈量基本穩(wěn)定在4000萬噸左右，資源量位居全國第四。秸稈資源以水稻、小麥、油菜、玉米為主，占全省秸稈資源總量的80%以上。其中，水稻秸稈最多，達1842.04萬噸，總量占比45.9%；小麥秸稈1015.62萬噸，總量占比25.3%；油菜秸稈299.10萬噸，總量占比7.5%；玉米秸稈198.14萬噸，總量占比4.9%。秸稈資源量總體呈由南向北逐步遞增。蘇南、蘇中、蘇北秸稈資源量分別占全省總量的15.1%、27.2%和57.7%。

積極推進秸稈綜合利用與禁燒工作是堅持“以人為本”執(zhí)政理念的重要體現(xiàn)；是資源合理利用的重要途徑；是發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)的迫切要求；是維護交通安全的重要舉措。各級政府均從以人為本、執(zhí)政為民、合理利用資源、維護群眾身心健康的高度出發(fā)，充分認識推進秸稈綜合利用與禁燒工作的重要意義，全力推進秸稈綜合利用與禁燒工作。XX市政府提出了力爭用兩年左右時間，在全市范圍內建立多渠道利用、多手段推進、多形式投入、高效能管理、高效率運轉的秸稈綜合利用與禁燒長效機制。

2009年度XX省農機三項工程項目“稻麥秸稈固化成型成套設備的研究與開發(fā)”（編號nj2009-13），項目實施時間為2009年09月--2011年12月，實施內容是調研了解國內現(xiàn)有秸稈固化成型設備的性能及適應性，引進1-2種秸稈固化成型機，對秸

稈種類適應范圍、生產(chǎn)效率、可靠性及運行成本等進行試驗分析。研究開發(fā)一種適用于稻麥秸稈固化成型的設備，同步研發(fā)與之配套的稻麥秸稈輸送機構和秸稈粉碎機械。對樣機進行性能試驗和生產(chǎn)考核，研究和編制稻麥秸稈固化成型成套設備操作技術規(guī)程。

從2009年開始，在主管部門的關心支持下，在合作單位XX市農機化技術推廣中心、南京農業(yè)大學工學院、XX省農業(yè)機械技術推廣站的大力支持配合下，項目組嚴格按照《XX省農業(yè)品種、技術、知識三項更新工程項目管理辦法》的有關規(guī)定，認真組織項目實施，在明確分工和考核目標的同時，圍繞總體技術方案，制定階段實施計劃，積極落實人員和配套經(jīng)費，確保了項目按計劃進度順利實施，目前已全面完成項目合同書規(guī)定的各項任務指標。

二、項目考核指標完成情況

項目經(jīng)過三年的實施，完成了稻麥秸稈固化成型成套設備的研究與開發(fā)工作，研制成稻麥秸稈固化成型成套設備——粉碎鍘草機、物料輸送機、秸稈固化成型機。探索研究了稻麥秸稈固化成型成套設備產(chǎn)業(yè)化、市場化運作的模式；發(fā)展了以加工企業(yè)為龍頭帶動農戶的產(chǎn)業(yè)鏈形式，形成了生產(chǎn)、加工、銷售為一體的稻麥秸稈固化成型燃料產(chǎn)業(yè)化體系。

對照項目合同書的五項考核指標，均分別完成或超額完成了各項指標任務。

17

1、研制開發(fā)出稻麥秸稈固化成型成套設備，包括秸稈粉碎鍘草機、秸稈輸送機、秸稈固化成型機。2009年稻麥秸稈固化成型成套設備通過XX省農機試驗鑒定站鑒定，其主要技術指標如下：

（1）秸稈粉碎機：生產(chǎn)效率（t/h）：

1.2切草長度（mm）：6-40（2）秸稈輸送機：輸送量（t/h）：

1.2-1.6（3）秸稈固化成型機：固體成形密度（g/㎝3）：0.8-1.1生產(chǎn)效率（kg/h）：558適用物料長度（mm）：5—60適用物料含水率（%）：10-25

2、通過3年的稻麥秸稈固化成型生產(chǎn)試驗，對稻麥秸稈固化成型工藝進行了優(yōu)化，提高了稻麥秸稈固化成型燃料成品質量和穩(wěn)定性?？偨Y制定出一套高效的稻麥秸稈固化成型生產(chǎn)加工技術規(guī)程：

物料回收→鍘切→上料自動去金屬→壓制→成型→輸出→冷卻→運輸→民用、小型鍋爐→生物質電廠

3、形成批量生產(chǎn)能力；

通過了小批試制（投產(chǎn)）鑒定；獲得了XX省農業(yè)機械管理局頒發(fā)的農業(yè)機械推廣鑒定證書；進入XX省農業(yè)機械補貼目錄；在XX省農業(yè)委員會組織的“XX省首屆農作物秸稈固化燃料成型設備技術大賽”中喜獲銀獎。配套體系完善，措施的實施

18

得到保證，經(jīng)過合理組織，年產(chǎn)1000臺的生產(chǎn)綱領完全具備。

4、發(fā)表論文2篇；

在首屆農村廢棄物及可再生能源開發(fā)利用技術裝備發(fā)展論壇（主辦單位：中國農業(yè)機械學會、中國農業(yè)機械化學會、中國農業(yè)生態(tài)環(huán)境保護協(xié)會、XX省農業(yè)機械學會、南京農業(yè)大學；承辦單位：XX省農業(yè)機械試驗鑒定站）上，發(fā)表論文兩篇：

9jyk-500型秸稈壓塊成型機結構的優(yōu)化設計；秸稈壓塊成型機雙排孔平模的設計探討。

5、申請實用新型專利3項：

實用新型專利名稱：秸稈壓塊成型機雙排孔十字軸擠壓成型機構，申請?zhí)枺?00920048047.x;實用新型專利名稱：秸稈壓塊成型機專用擠壓輪，申請?zhí)枺?00920045941.1;實用新型專利名稱：牧草秸稈壓塊成型機，申請?zhí)枺?00920045942.6;

三、示范點建設情況

我們分別對稻麥秸稈固化成型成套設備在如東雙甸鎮(zhèn)、海安西場鎮(zhèn)、如皋高明鎮(zhèn)等進行了布點，在這五個點進行試驗，為確保項目更好地開展，我們在落實示范點時，有針對性的選擇具有一定文化水平、機械基礎相對較高的操作者參與項目實施。同時對他們在設備的結構原理、使用維護等方面進行相關的詳細培訓。

19

我公司與XX縣區(qū)雙甸鎮(zhèn)朱君俊的“祥宏秸稈綜合利用專業(yè)合作社”合作成立“南通天擎稻麥秸稈固化成型成套設備試驗基地”，該社成立于2010年，現(xiàn)有社員150人，注冊資金200萬元，可實現(xiàn)秸稈的收割、機械化打捆、堆放、壓塊、運輸、銷售等環(huán)節(jié)的一條龍服務。擁有1000多平方米的廠房，5臺秸稈固化成型機、4臺秸稈粉碎機、2臺打包成件機、4臺輸送機及10部秸稈收購運輸車。

合作社通過各級政府的扶持幫助，加上社員們的共同努力，正不斷發(fā)展壯大?，F(xiàn)平均每天制粒約12噸，消耗秸稈15噸，滿負荷運轉年消耗秸稈總量8000噸以上，生產(chǎn)秸稈固化成型燃料5000噸以上，年平均消耗約2萬畝的秸稈量，年銷售額200多萬元，年盈利10萬元。今年，該社提出了創(chuàng)建省級秸稈綜合利用示范合作社的目標，將繼續(xù)加大投入，計劃新增2臺秸稈制粒設備和2臺秸稈打捆機械，擴建秸稈堆場5000平米，力爭今年收購秸稈總量15000噸以上，生產(chǎn)秸稈固化成型燃料1萬噸以上。

還有XX縣區(qū)西場鎮(zhèn)新立村秸稈大戶王世清，本就具有一定操作經(jīng)驗，曾購買河南某廠家的成型機，摸索過一段時間，因設備不能滿足使用要求，放棄該廠家的設備。有一定的成型機操作經(jīng)驗和基礎。所以我們選定其作為示范點。與我公司合作后，對“鼎農”牌秸稈壓塊成型機贊賞有加，2010年生產(chǎn)秸稈固化成型燃料2500噸。參與試驗的農戶還有XX縣區(qū)高明鎮(zhèn)繆國瑞等都是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)秸稈綜合利用領域長期從事農機工作的能人。

20

四、技術創(chuàng)新和機制創(chuàng)新

（一）技術創(chuàng)新

1、鍘草粉碎機：

主要用于切碎秸稈，如稻草、麥秸、玉米秸等，切碎是第一道工序，是本成套設備必備的機具。公司聯(lián)合國內粉碎機龍頭制造企業(yè)洛陽四達農機有限公司，以及臺灣擁有二十多年木材粉碎設備制造經(jīng)驗的金超耘科技股份有限公司。合作開發(fā)適合稻麥秸稈粉碎，并與成型機配套的9jf-12型鍘草機，對粉碎機的主關件—動刀片的材料、熱處理工藝及形狀，結合稻麥秸稈的物理特性，進行重復試驗，進行深入探討研究，開發(fā)出適合稻麥秸稈粉碎且經(jīng)久耐用的刀片。并對磨損后的刀片修復總結出一套成功且方便的解決方法，既方便又實用。

2、秸稈固化成型機：

2.1秸稈原料的特性與壓縮成型的關系

秸稈原料流動性差、相互牽連力較大這一自身固有的特性已成為制約秸稈壓縮成型過程中原料喂入和壓縮的重要技術瓶頸。對于不同的原料、不同的含水率、不同的粒度，秸稈原料的壓縮特性有很大的差異并對成型過程和產(chǎn)品質量有很大的影響。試驗與研究的結果表明：

1）當秸稈原料水分過高時，加熱過程中產(chǎn)生的蒸汽不能順利地排出，結果造成秸稈壓縮成型產(chǎn)品表面開裂；當原料含水率太低時，壓縮成型很困難，這是因為微量適宜的水分對秸稈木素

21

的軟化、塑化具有促進作用。原料含水率在15％～25％（最佳18％左右）都能被壓縮成型。

2）秸稈粉碎粒度小的原料輕易成型，粒度大的較難壓縮。

2.2秸稈壓縮成型效果與優(yōu)化平模技術參數(shù)的關系平模?？自O計的合理性如何，決定了秸稈壓縮成型產(chǎn)品加工質量的成型效果的好否。因此，在設計?？讜r必須考慮以下重要技術參數(shù)。1）?？椎慕Y構形式；2）?？椎拈L徑比例；3）?？妆砻娴臒崽幚砗捅砻嬗捕?。?？椎慕Y構形式、長徑比、表面熱處理和表面硬度的設計，主要是在保證秸稈壓縮成型產(chǎn)品質量的前提下，盡可能減少?？讓庸の锪系淖枇?。項目組理論結合設計，經(jīng)過反復試驗，?？撞捎幂^小的上倒角，ф33的上口直徑，深33的錐度，秸稈壓縮成型效果好；?？椎拈L徑比為3.5～5范圍內秸稈壓縮成型效果最佳，成型直徑ф30，?？卓傞L120；?？椎谋砻娌捎锰厥獾脑鰪姳砻嬗捕鹊募夹g處理，涂層采用特殊鎳基硬質合金耐磨材料，可以保證秸稈壓縮成型設備的關鍵部件的使用壽命達到最佳。

2.3秸稈平模壓縮成型技術的優(yōu)點

1）原料適應性廣。平模壓縮成型設備的壓制室空間較大，可采用大直徑壓輥，因而能將諸如秸稈等體積粗大、纖維較長的原料強行壓碎后壓制成型，對原料的粉碎度要求不高。另外，應用該技術在壓縮纖維性物料時，原料含水率在15％～25％（最佳18％左右）都能被壓縮成型，不需要對原料進行干燥。

22

2）產(chǎn)量高。當成型密度一定的情況下，在功率相同的情況下，應用平模壓縮成型技術加工的產(chǎn)量比應用其他壓縮成型技術加工的產(chǎn)量高壓20％～35％。

3）噸料耗電低。一方面，由于平模壓縮成型設備的壓制室空間大、壓輪直徑大，由原來的一字軸兩個擠壓輪，增加為十字軸四個擠壓輪，四只ф200的擠壓輪，對應兩個輪擠壓外圈，兩個輪擠壓內圈。另一方面，平模?？讕娣e比值高，出料孔多，而且出料密度和大小一致。為獲取最大的擠壓截面積，采用成型套上口削邊的方法，內圈由18孔增加到21孔，外圈24孔增加到27孔，從而使總孔數(shù)42孔增加到48孔，截面積增加15%。

4）擠壓輪和平模盤是成型機關鍵部件，使用時，環(huán)境惡劣，易損，易變形，所以要求擠壓輪材料的耐磨性高，高溫變形量小，采用先進的加工工藝，從而延長其使用壽命；平模盤采用45號鋼調質工藝，擠壓輪采用40cr材料，淬火硬度hrc55—60。

5）成型密度可調。擠壓輪和平模盤之間的工作間隙和壓力可通過墊片調節(jié)裝置使擠壓輪同步升降，操作簡單省時。既可生產(chǎn)中低密度的壓縮成型品也可生產(chǎn)較高密度的壓縮成型品，一機多用。

2.4設計局部增溫系統(tǒng)。通過加熱裝置確保了成型機的正常開機，增強成型機初始啟動的可靠性；增加加熱裝置，通過加熱使物料表面層進行碳化，使各種物料容易成型，設備對不同地區(qū)物料環(huán)境適應性強。

23

3、物料輸送機

（1）通過變頻調速器，采用進料變頻裝置，精確控制原料進給速度；

（2）上料控制板聯(lián)合控制入料量，在輸送機上料口加裝進料調節(jié)擋板，調節(jié)進料擋板上下控制物料輸送量的大小

（3）在進料中，裝有磁鐵組，防止鐵類等硬物質從進料口進入。

（4）為調節(jié)輸送機輸送高度，安裝可調節(jié)支架，根據(jù)環(huán)境改變輸送點高度

（二）機制創(chuàng)新

1、強化組織領導

為實施好本項目，成立了由農機、高校、企業(yè)等相關單位的專業(yè)技術人員為成員的項目領導小組；二是建立了以項目承擔單位、合作單位技術人員組成的項目實施小組。制訂了詳細的項目實施細則，規(guī)定了項目實施序時進度，任務明確，責任到人，從組織、管理、進度上為項目的順利完成提供保障。

2、認真開展工作

長期以來，我們分別組織了參與試驗的操作者、負責跟蹤記錄的技術人員，就試驗要求與試驗方法進行了培訓。我們還積極參與進行性能測試與生產(chǎn)考核。試驗結束后，及時進行數(shù)據(jù)整理、匯總、分析，結合用戶反饋意見，秸稈固化成型成套設備的生產(chǎn)質量、機具的使用可靠性等方面都明顯提高，已被我市廣大農民

24

所接受和認可。

五、項目各單位協(xié)作情況

1、XX市農機化技術推廣中心

協(xié)助我公司做好項目的申報、組織實施、工作協(xié)調和全過程的管理；負責開發(fā)機具的性能、可靠性試驗與生產(chǎn)性考核；機器的考核檢測等工作；進行相關的技術培訓；參與示范點的建設。中心的高級工程師長期蹲點在我公司全程參與試制及試驗，并提出相對應的技術改進方案。

2、南京農業(yè)大學

對成套設備的理論計算和理論轉化，完成成型成套設備關鍵部件的改進設計，對擠壓結構進行優(yōu)化（如設計的雙排孔十字擠壓結構內外圈的速度差對成型效率影響的參數(shù)優(yōu)化）。協(xié)助我公司制定了相關的企業(yè)標準和操作規(guī)程，協(xié)助我公司進行樣機的設計，項目試驗；關鍵技術的攻關；具體難點的解決；技術力量的支持。

3、XX省農業(yè)機械技術推廣站

協(xié)助我公司做好項目的申報和實施過程中的相關工作，配合各項工作的考核及指導；機器的考核檢測等工作；進行相關的技術培訓。提供項目驗收、鑒定等有關材料，協(xié)助我公司完成項目的鑒定等工作。

六、項目的資金使用情況

本項目資金使用嚴格執(zhí)行省農機三項工程項目資金管理辦

25

法，實行?？顚Ｓ?，獨立建帳，做到資金安排到項目，支出核算到項目，嚴格按規(guī)定控制使用，確保了經(jīng)費使用規(guī)范化，保證了項目的順利實施。經(jīng)費總預算150萬元，其中省財政撥款計劃30萬元，自籌120萬元。

項目實施到目前階段已經(jīng)實際支出經(jīng)費167.97萬元，其中省財政撥款30萬元（已到賬10萬元，企業(yè)墊資20萬），自籌資金137.97萬元。具體組成：技術開發(fā)、技術攻關及設備112.44萬元，試驗示范費、集成應用39萬元，其他16.53萬元。

七、項目效益分析

1.社會效益

稻麥秸稈的熱值約為煤的0.7～0.8倍，即1.25噸的稻麥秸稈成型燃料塊相當于1噸煤的熱值，稻麥秸稈成型燃料塊在配套的生物質燃燒爐中燃燒，其燃燒效率是燃煤鍋爐的1.3～1.5倍，因此1噸稻麥秸稈成型燃料塊的熱量利用率與1噸煤的熱量利用率相當。1噸稻麥秸稈成型燃料塊的售價為500元，稻麥秸稈成型燃料塊替代煤作為供熱鍋爐、茶水爐等的燃料，稻麥秸稈壓塊燃料真正成為我國鄉(xiāng)、村的高品位支柱能源。

2.生態(tài)環(huán)境效益

近年來隨著農村經(jīng)濟水平的不斷提高，農村生活中高品位的商品能源的比例增加，秸稈所占的比重正逐步下降。讓廢棄的農作物秸稈轉化為高品位的能源，替代