随着能源消耗的增加,世界能源消耗日益紧张,全球主要能源价格达到了前所未有的高度,经济的可持续发展收到严重挑战。为了缓解能源危机,可再生能源越来越受到了各国政府的重视,我国对于可再生能源也相当的重视。在可再生能源中,生物质能源有着非常重要的位置。中国是农业大国,丰富的秸秆资源的合理利用尤为重要。生物质能源中秸秆有固化、液化和气化等利用方式。利用生物质成型机对秸秆进行固化成型发展的相当迅速。通过对现有生物质成型燃料生产及消费市场的调查,我们认为虽然螺杆式成型机应用的最早,缺点也是显而易见的,但是其造价低的优势非常明显,在市场上的占有率是最高的。如果能够对其进行改善,提高其螺杆和成型套筒的使用寿命,同时提高生产效率,进一步降低其生产成本,将更加适合在原有生物质成型燃料生产厂家的推广应用,促进其改进设备,扩大生产,提高生物质成型燃料的生产量。我们通过生产实际发现:螺杆头部和成型套筒的收缩区是受力集中区,往往是螺杆头部已经完全磨损了,而螺杆后部(2倍“导程”之后的部分)仍然完好如初,于是,我们提出通过将整体螺杆分拆为可更换螺杆头和螺杆主体两部分、同时将成型套筒拆分为成型活套和保型套筒两部分的方法,来提高两部分主体寿命的方法。虽然螺杆头和成型活套的寿命并没有显著增长,但由于螺杆主体和保型套筒两部分应力不集中,这两者的寿命都显著的增长了。可以通过更换螺杆头和成型活套来达到降低生产磨损的目的,从而降低生物质成型燃料的生产成本。在此设计思路的指导下,我们通过对成型生物质的受力及运动分析,得出了在一定的转速下,螺距s在某一范围内物料可以得到较好的轴向输送速度;在此基础上,对成型机主要零件的设计参数进行优化,得出了使螺杆挤压式生物质成型机获得最佳的工作效率的螺距s的取值范围,以及在螺杆质量最小的目标条件下的螺杆的标称直径、螺杆轴直径、螺距s的最佳配合值。根据优化结果和新的设计思路,设计出包括螺杆挤压式生物质成型机的螺距、齿高、螺杆长度、活头长度、成型活套长度和保型套筒长度等一系列工艺参数。在河南杲龙能源应用设备工程有限公司的协助下,生产了改进后的试验机型,并对该机型和原有机型进行了对比实验,我们可以得出如下结论:1)新型螺杆挤压式生物质成型机的生产效率基本达到设计要求,远远高于原有成型机的生产效率,提高幅度达到35.9%;2)新型螺杆挤压式生物质成型机的成型密度相比原有机型有所下降,从1.1 kg ? dm -3左右下降到1.0 kg ? dm -3左右,但仍能达到生物质成型燃料保型的要求;3)新型螺杆挤压式生物质成型机的工作噪声明显低于原有机型,但工作稳定性不如原有机型,机身有明显的晃动情况,有位移。机身底座仍需配重以加强稳定性。最后,根据该成型机的生产能力和生物质炭的市场需求,对新型秸秆液压成型技术进行经济效益分析,得出只要该机型的可靠运行,使用该机型生产生物质成型燃料就是经济可行的,可以使投资方迅速收回成本,并具有良好的经济效益。相信在改善了机身底座稳定性和加热供电的安全性之后,该机型能够满足提高生物质成型燃料生产的各种要求。