生物质颗粒燃料出现裂纹是一个比较常见的问题，它直接影响颗粒的机械强度、耐久性和外观，但更重要的是，裂纹会导致颗粒在运输和储存过程中产生过多粉末，降低燃烧效率，并可能堵塞送料系统。裂纹的产生通常不是单一原因，而是原料、工艺和设备等多方面因素共同作用的结果。

一、 主要原因分析

裂纹主要分为两大类：横向裂纹和纵向裂纹，它们的成因有所不同。

1.横向裂纹（颗粒像竹节一样一节节断开）

这通常与冷却过程和内部应力有关。

(1)冷却速度过快：这是.常见的原因。刚从制粒机模具孔挤出的颗粒温度很高（70-90℃），含水量也较高。如果立即进入冷却器，表面迅速降温收缩，而内部仍然热胀，导致表面被“拉裂”，形成横向环状裂纹。

(2)粘合剂/纤维结构问题：

木质素塑化不足：木质素是原料自身的天然“胶水”。在制粒过程中，摩擦产生的高温高压使木质素塑化，冷却后固化粘合。如果温度或压力不够，木质素塑化不充分，粘合力弱，颗粒结构脆弱易裂。

纤维含量过低或过细：原料中长纤维如同“钢筋”，能起到骨架增强作用。如果原料（如纯锯末、过细粉末）纤维太短，颗粒缺乏韧性，容易发生横向断裂。

2. 纵向裂纹（从颗粒头到尾的裂纹）

这通常与出模过程和原料配方有关。

(1)模具问题：

模具孔径磨损或进料锥孔磨损不均匀：导致原料进入不同模孔的压力不一致，挤压出的颗粒密度不均，容易开裂。

模具压缩比选择不当：压缩比过低，颗粒压不实；压缩比过高，挤出阻力过大，都会导致内应力不均而产生裂纹。

模具（压辊）间隙调整不当：间隙过大会导致挤压力不足，颗粒松散；间隙过小则磨损严重且易堵塞。

(2)原料问题：

原料混合不均匀：不同种类、不同含水率的原料（如木屑、树皮、秸秆）未混合均匀，导致在颗粒内部结合力不一致。

原料含水率不适宜：这是.关键的工艺参数之一。

过高（>18%）：在冷却时水分蒸发剧烈，体积收缩大，容易产生裂纹和变形。

过低（<10%）：木质素难以充分塑化，原料流动性差，颗粒结合不牢。

原料粒度不合适：粒度过大或细粉比例失调，会影响成型和结合力。

二、 综合解决方案与调整步骤

要解决裂纹问题，需要系统地检查和调整各个环节：

1.优化原料预处理：

控制含水率：将原料含水率严格控制在 12%-15% 之间（进入制粒机时）。水分是木质素塑化和颗粒成型的媒介。

控制粒度：确保原料经过粉碎，大部分在 3-5mm 以下，并含有一定比例的细粉（<1mm）和适量长纤维，以确保良好的填充和交织。

充分混合：使用搅拌机确保不同批次、种类的原料均匀混合。

2.调整制粒工艺参数：

提高调质温度：通过蒸汽调质，将原料温度提升到 70-85℃。充足的蒸汽和温度能使木质素更好地塑化，淀粉糊化，提高粘合性。

检查蒸汽质量：使用干饱和蒸汽，避免湿蒸汽导致局部含水过高。

调整模具压缩比：根据原料特性（硬木、软木、秸秆）选择合适的模具压缩比（通常木材为1:6到1:8，秸秆需要更高）。

3.优化冷却过程：

避免急冷：让刚出机的颗粒有一个短暂的“均温期”，再进入冷却器。

控制冷却风量和时间：采用缓苏逆流冷却器，使冷却均匀、缓慢。冷却后颗粒温度应接近环境温度，温差不超过5-8℃。

4.设备检查与维护：

检查模具和压辊磨损：定期检查并更换严重磨损的模具，特别是出现出料速度不一、颗粒表面粗糙时。

调整压辊间隙：在设备运行时调整，以听到轻微的“啪啪”声为宜，确保有效挤压。

检查切刀：确保切刀锋利，钝刀会拉扯颗粒端部造成开裂。