無梁拱高大平房倉準(zhǔn)低溫庫改造的應(yīng)用*

吳光明 李 軍 袁華清

(1 宜昌糧食集團(tuán)有限公司 443000) (2 宜昌市儲備糧管理有限公司 443000)

當(dāng)陽屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季最長130 d，全年日照時數(shù)1850 h，從5月下旬日均氣溫最高25℃，8月日均氣溫最高達(dá)到32℃以上，糧溫也隨氣溫上升而上升。在高溫季節(jié)，倉頂受外界的陽光輻射對糧溫的影響占80%，但是墻體及其它附屬設(shè)施受陽光輻射，對糧堆的影響占20%也不容忽視。僅靠單一控溫措施難以實(shí)現(xiàn)低溫儲糧，為確保儲備糧儲存安全，努力使儲糧工作向“低成本、低損耗、低污染、高品質(zhì)、高營養(yǎng)、高效益”發(fā)展，我公司淯溪分庫對無梁拱高大平房倉進(jìn)行準(zhǔn)低溫倉改造，尋找解決倉內(nèi)隔熱吊頂途徑，降低裝糧后空間體積，發(fā)揮糧用空調(diào)的最大效率，降低成本。

1 試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)倉房

試驗(yàn)倉房墻體為磚混結(jié)構(gòu)，屋面為無梁拱形，選用1 mm防腐處理鋼板卷邊，吊裝后鎖邊(打密封材料)，內(nèi)頂噴60 mm厚發(fā)泡高密聚氨酯做隔熱層處理，單倉長60 m，寬24 m，裝糧線高6 m，內(nèi)頂高12.6 m，設(shè)計(jì)容量6500 t，儲存主要品種是中晚秈稻。

1.2 儲糧基本情況(見表1)

表1 儲糧基本情況

倉號品種數(shù)量(t)雜質(zhì)(%)水分(%)黃粒米(%)脂肪酸值[(KOH/干基)/(mg/100g)]儲存方式6中晚秈稻45920.6128015.2散裝

2 單項(xiàng)準(zhǔn)低溫改造技術(shù)

2.1 倉內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)施工

2.1.1 倉內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)選材 主材料管架采用Φ76×2.5焊管，副支撐為Φ40×2.5焊管。

2.1.2 管架制作工藝 管架放樣→下料→制作→檢驗(yàn)校正→預(yù)拼裝，保證其撓度(起拱1∶1000)防止下?lián)献冃危_保焊接質(zhì)量(圖1)。

圖1 倉內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)管架示意圖

2.1.3 牛腿制作工藝 牛腿厚度采用±16 mm鋼板制作、確定標(biāo)高之后用±14 mm化學(xué)螺栓與墻體固定，再與墻體原有預(yù)埋件焊接(圖2)。

圖2 牛腿制作示意圖

2.1.4 對接安裝工藝流程 牛腿復(fù)驗(yàn)→管架吊裝→檁條、支撐系統(tǒng)安裝→主體初驗(yàn)→補(bǔ)漆→驗(yàn)收。

2.2 倉內(nèi)隔熱保溫

2.2.1 倉內(nèi)吊頂 施工工藝流程：鋼結(jié)構(gòu)下弦與倉房四周找出最高吊頂水平線，倉房四周吊頂水平線→布設(shè)吊筋→安裝主、副、四周龍骨→對龍骨結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉線、找平、緊固→安裝聚氨酯板(板尺寸1200×2700×30 mm)→打膠密封→驗(yàn)收。

2.2.2 倉墻隔熱 施工工藝流程：基礎(chǔ)清理→彈出水平線→安裝輕鋼龍骨要拉線找平→對龍骨結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉線、找平、緊固→輕鋼框架內(nèi)填充30 mm厚的隔熱材料(巖棉板)→6 m以上安裝30 mm厚聚氨酯鋁板(6 m以下安裝菱鎂發(fā)泡板)→刮膩?zhàn)诱移剿⑷槟z→驗(yàn)收。

2.2.3 安裝雙隔熱門窗 門窗選用了密閉隔熱性能良好材料，密封保溫門門框用材按GB 6728-86選用冷彎空心型鋼，門扇選用保溫及防腐性能良好的復(fù)合板(門50 mm厚、窗外30 mm厚、窗內(nèi)30 mm厚)，復(fù)合板門扇四邊采用熱鍍鋅槽鋼，用三元乙丙制造的密封條對門縫及縫隙外表面密封處理。門扇采用熱鍍鋅角板，其它附件要求采用鍍鋅螺栓緊固;倉房的氣密性指標(biāo)為：倉內(nèi)氣壓500 Pa降至250 Pa的半衰期不小于40 s，氣密性能達(dá)標(biāo)。

2.3 安裝噴淋系統(tǒng)

我公司淯溪分庫建在丘陵與平原過度地帶，地下水資源豐富,鑿井60多米取地下水,開展噴水控溫，管材選用PE材料，呈“豐”字形排列。

2.4 配置糧倉專用空調(diào)

計(jì)算裝糧后空間體積，根據(jù)夏季作業(yè)時環(huán)境溫度為35℃～39℃，單臺控溫體積900 m3確定需4臺，同時為防止熏蒸作業(yè)被磷化氫腐蝕及熏蒸時正是高溫季節(jié)而不能使用問題，選用TS-LS051S糧倉專用空調(diào)。

2.5 機(jī)械通風(fēng)外接口和環(huán)流熏蒸系統(tǒng)進(jìn)口等隔熱處理

機(jī)械通風(fēng)外接口與墻體交接處采用300mm厚泡沫板封堵隔熱，環(huán)流熏蒸系統(tǒng)外管進(jìn)口也采用200 mm厚泡沫板封堵隔熱。

3 試驗(yàn)方法

3.1 冬季通風(fēng)降溫蓄冷

在11月底寒潮來臨時節(jié)，分階段逐步降低糧食溫度，并在次年1月份將平均糧溫降到10℃以下。

3.2 春季隔熱保溫

庫存糧食利用冬季低溫通風(fēng)降溫達(dá)標(biāo)后，在次年氣溫回升前按“嚴(yán)、緊、密、實(shí)、平”的要求覆蓋稻殼250 mm～300 mm。最后在稻殼上鋪上PVC走道板，便于檢查“兩個安全”。

3.3 夏季控溫儲糧

3.3.1 屋面噴淋降溫 2019年5月25日～2019年8月30日在太陽輻射較強(qiáng)時開啟，通過水霧遮蔽太陽的輻射，20多度地下水直接作用于倉庫屋面降低屋面溫度，控制了影響倉溫程度最大的源頭。

3.3.2 開啟專用空調(diào)控溫 2020年5月25日～8月30日開啟專用空調(diào)，為降低運(yùn)行成本利用夜間22：00～次日6：00電費(fèi)低谷時段降溫，制冷溫度設(shè)定為20℃，設(shè)置設(shè)備運(yùn)行其他參數(shù)自動控制系統(tǒng)完成操作。

4 結(jié)果與分析

4.1 糧溫變化情況

從圖3中可以看出，通過準(zhǔn)低溫庫改造，形成“多位一體”立體控溫儲糧，各倉5月底表層糧溫開始微弱上升，平均10℃,最高19℃;6月平均12℃,最高22℃;7月平均14℃,最高25℃;8月平均16℃,最高24℃;至9月平均16℃,最高不超過24℃。因此“多位一體”立體控溫儲糧，實(shí)現(xiàn)全方位阻隔外界氣溫影響的所有途徑，有效控制糧堆溫度，減少了糧食“熱皮”厚度，增加了糧食“冷心”的體積，實(shí)現(xiàn)低溫綠色儲糧。

圖3 糧溫變化情況

4.2 倉溫變化情況

從圖4中可以看到7月20日氣溫最高一天倉溫變化情況，6號倉倉溫從關(guān)閉空調(diào)后到下午16：00 上升幅度為5℃，“多位一體”控制倉溫上升幅度慢，同時記錄7月19日4臺糧用空調(diào)的總用電為78 kW·h，電價0.4元/kW·h，電費(fèi)31.2元。

圖4 2019年7月22日倉溫(時間)

4.3 脂肪酸變化情況

脂肪酸值是判斷稻谷在儲藏過程中品質(zhì)變化的重要項(xiàng)目。試驗(yàn)倉儲糧脂肪酸值6月上升0.1(KOH/干基)/(mg/100g)～0.2(KOH/干基)/(mg/100g);7月上升0.2(KOH/干基)/(mg/100g)～0.3(KOH/干基)/(mg/100g);8月上升0.3(KOH/干基)/(mg/100g)～0.5(KOH/干基)/(mg/100g);9月上升0.5(KOH/干基)/(mg/100g)～0.6(KOH/干基)/(mg/100g),經(jīng)過一個夏季，脂肪酸值控制在1.6(KOH/干基)/(mg/100g)以內(nèi)。通過“多位一體”立體控溫儲糧，延長糧堆保持低溫時間，有效地延緩糧食品質(zhì)劣變速度，更好地保證糧食品質(zhì)。

4.4 投資及運(yùn)行成本

無梁拱高大平房倉每棟倉倉內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)施工、倉內(nèi)隔熱保溫(吊頂、倉墻、門窗)、安裝屋面噴淋、配置糧用空調(diào)、附屬設(shè)施隔熱等改造時一次性投入96萬元，使用周期15年，6.4萬元/年；開啟屋面噴淋系統(tǒng)，單倉每年維護(hù)費(fèi)400元，單倉電費(fèi)每年680元，小計(jì)1080元；稻殼糧面壓蓋，單倉稻殼裝包、轉(zhuǎn)運(yùn)、入庫及鋪平4500元，按保管2年計(jì)算每年稻殼壓蓋費(fèi)用2250元(稻殼來源分庫米廠未計(jì)算費(fèi)用)；開啟糧倉專用空調(diào)用電7020 kW·h，電價0.4元/kW·h，單倉每年排積熱電費(fèi)2808元，開展“多位一體”控溫儲糧單倉每年需直接開支6138元，實(shí)際保管每噸糧食每年只需1.4元，一次性投資13.9元/t·年，合計(jì)15.3元/t·年。因此費(fèi)用合理、經(jīng)濟(jì)效益高，操作簡單。

5 結(jié)論與討論

無梁拱高大平房倉在準(zhǔn)低溫庫改造后，通過“多位一體”立體控溫儲存的糧食因出庫品質(zhì)好，其銷售價格同比儲存糧食高出0.06元/kg～0.10元/kg；且在儲存期間，低糧溫可降低通風(fēng)降溫達(dá)標(biāo)能耗，減少糧食水分減量；抑制蟲害的生長，減少害蟲的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)每年不超過一次低劑量熏蒸，確保糧食品質(zhì)，推動我?guī)鞙?zhǔn)低溫儲糧發(fā)展，有效延緩糧食品質(zhì)劣變速度，更好地保證糧食品質(zhì)。

本次“多位一體”立體控溫儲糧用電考慮到運(yùn)行成本采用階梯計(jì)費(fèi)，糧用空調(diào)使用設(shè)定為夜間22：00～次日6：00電費(fèi)低谷降溫，若氣溫高時開啟，則控溫效果將更好，實(shí)現(xiàn)低溫綠色儲糧邁進(jìn)。