氣密保溫鋼板倉儲糧應(yīng)用探討*

袁華山 張文元 李新剛

(1 南京中儲糧糧油質(zhì)監(jiān)中心有限公司 211151)(2 江蘇豐尚鋼板倉工程有限公司 225127)

中國鋼板倉儲糧經(jīng)歷了40多年的實踐，逐步成為“四散”儲糧的現(xiàn)代化糧食物流的重要標(biāo)志，2001年《糧食鋼板筒倉設(shè)計規(guī)范》(GB 50322-2001)發(fā)布實施以后，為鋼板倉的應(yīng)用推廣提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。進入新發(fā)展階段，隨著國家大力提倡綠色、環(huán)保、低碳、可持續(xù)的新發(fā)展理念，綠色、智慧儲糧日漸深入人心，給鋼板倉的發(fā)展指明了方向，提供了根本遵循。

鋼板倉以其建設(shè)周期短、投資成本低的特點，廣泛應(yīng)用在糧食、油脂加工行業(yè)、港口碼頭等糧食加工、中轉(zhuǎn)行業(yè)。但一直以來，大家普遍認(rèn)為鋼板倉自身隔熱性差、密封性一般，不適合于作為儲備倉長期儲存糧食。近年新發(fā)出一種氣密保溫鋼板倉，在一定程度上解決了傳統(tǒng)鋼板倉隔熱性、氣密性差的缺點，在工程中已有一定應(yīng)用，取得了較好的效果。糧食長期儲存的關(guān)鍵是低氧、低溫、低破碎等，因而對鋼板儲備倉的要求是密封、保溫、降碎。目前以糧情監(jiān)測、機械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、谷物冷卻為主要內(nèi)容的“四合一”糧食儲藏技術(shù)以及氮氣氣調(diào)儲糧等在鋼板倉正在得到示范應(yīng)用，并且有相應(yīng)完善的配套設(shè)備及技術(shù)，如機械設(shè)備、電器設(shè)備、自控系統(tǒng)、檢測裝置、監(jiān)控裝置以及技術(shù)服務(wù)等。

1 氣密保溫鋼板倉的結(jié)構(gòu)

1.1 總體結(jié)構(gòu)

氣密保溫鋼板倉包括：氣密筒倉、保溫結(jié)構(gòu)、儲糧工藝設(shè)備。

其中，氣密筒倉為螺旋倉倉體+焊接式倉頂(配套氣密結(jié)構(gòu)和工藝)；保溫結(jié)構(gòu)：倉壁和倉頂做外保溫(倉頂可同時做內(nèi)保溫)；儲糧工藝設(shè)備：倉頂勻料器、降碎裝置、中心通風(fēng)立柱、谷冷機、環(huán)流熏蒸設(shè)備、制氮機等。

1.2 氣密筒倉

螺旋倉倉壁采用高強鍍鋅卷板通過專業(yè)卷倉機組在施工現(xiàn)場卷制而成，卷邊處形成五層咬口，密封性能好(見圖1)。倉頂采用鍍鋅板焊接制作，倉頂通風(fēng)口、進料口等配置氣密閘門，倉頂進人孔等采用密封型結(jié)構(gòu)，保證了倉體本身的氣密性能。

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1.3 保溫結(jié)構(gòu)

用在鋼板倉上的保溫材料一般有：巖棉、聚氨酯發(fā)泡、聚苯乙烯泡沫板、玻璃纖維等?？紤]到保溫性能和防火等要求，一般最常用的是巖棉和聚氨酯發(fā)泡。表1是常用保溫材料的性能參數(shù)。

表1 常用保溫材料性能參數(shù)

根據(jù)保溫材料自身強度，一般把保溫材料鋪設(shè)在筒倉外壁，并在外側(cè)用彩鋼板維護，避免雨水進入以保證保溫性能。由于糧食呼吸作用釋放出的水分在倉頂處匯集，如果直接接觸倉頂鍍鋅板則極易結(jié)露。為了避免倉頂結(jié)露，可在倉頂外側(cè)做保溫的前提下，在倉頂內(nèi)壁也做一層保溫材料，避免水汽直接接觸，從而大大降低結(jié)露的發(fā)生。

保溫結(jié)構(gòu)的壽命主要取決于外側(cè)彩鋼板，采用鍍鋁鋅做鍍層、聚酯PE做涂層的彩鋼板具有良好的耐候性，同時采用不銹鋼自攻釘進行鉚接，可有效保證保溫結(jié)構(gòu)的使用壽命。

通常來說，熱阻系數(shù)越大，則保溫性能越好，當(dāng)鋼板倉做保溫結(jié)構(gòu)后，保溫性能有了明顯改善(見表2)，從數(shù)據(jù)上看，鋼板倉經(jīng)保溫處理后，倉體保溫性能已強于混凝土倉。

表2 保溫性能對比

已有研究證明[1]，不采用任何保溫處理或做空氣間層隔熱等方式的混凝土倉，保溫隔熱性能同樣不佳。對于混凝土倉而言，采用聚氨酯發(fā)泡也是有效的保溫隔熱手段。

1.4 儲糧工藝設(shè)備

長期安全儲糧需要重點解決糧食發(fā)熱、霉變、破碎等問題。鋼板倉由于其自身筒體高大，糧食在入倉過程有30 m左右的落差，因此入倉初始階段糧食受到的沖擊極大，造成大量破碎，不僅影響后續(xù)加工，也對安全儲存不利。因此對于玉米、稻谷等易破碎的糧種，必須解決糧食入倉的破碎問題。同時，也是由于鋼板倉入倉時較大的落差，會發(fā)生嚴(yán)重的自動分級現(xiàn)象，造成雜質(zhì)局部集中，影響通風(fēng)效果，儲存中易發(fā)生發(fā)熱、板結(jié)、霉變等，嚴(yán)重影響儲糧安全。

倉儲行業(yè)針對糧食分級、破碎、發(fā)熱等已有較為有效的技術(shù)手段，鋼板倉根據(jù)自身特點，可直接采用或改進后采用，保證糧食儲存安全[2]。

環(huán)流熏蒸是目前常用的殺蟲手段，為降低PH3用量、降低對環(huán)境的污染，采用環(huán)流熏蒸工藝需要倉體具備良好的密封性能。隨著綠色儲糧理念的廣泛傳播，N2、CO2氣調(diào)等工藝在糧儲行業(yè)推廣，氣調(diào)對倉體的氣密要求更高。

如根據(jù)《磷化氫熏蒸技術(shù)規(guī)程》(LS/T 1201-2020)4.1條倉房氣密性要求之規(guī)定，淺圓倉和立筒倉空倉測試倉內(nèi)壓力從500 Pa下降至250 Pa的時間不少于60 s。根據(jù)《氮氣氣調(diào)儲糧技術(shù)規(guī)程》(Q/ZCL T8-2009)4.1.2淺圓倉整倉氣調(diào)，實倉氣密性500 Pa降至250 Pa的半衰期不小于240 s。

氣密保溫鋼板倉的壓力半衰期可達(dá)到環(huán)流熏蒸以及氣調(diào)的要求，并在益海、魯花、廣西大成等企業(yè)成功應(yīng)用。

2 氣密保溫倉的應(yīng)用

2.1 江西谷稼

2018年江西谷稼完成5座Φ18×23.5 m氣密保溫鋼板倉，完工后進行半衰期測試，數(shù)據(jù)見表3。

表3 江西谷稼壓力半衰期檢測

其中,半衰期最短時間為91 s，最長時間為120 s，均滿足環(huán)流熏蒸的要求。

2.2 魯花萬年

2019年完成的魯花萬年項目，工程包含24座Φ14×20.6 m，15座Φ18×23 m氣密保溫鋼板倉。工程完工后檢測壓力半衰期數(shù)據(jù)見表4。

表4 半衰期統(tǒng)計

從表4檢測數(shù)據(jù)可見，39座筒倉的半衰期均大于60 s，其中，120 s～300 s之間的有20座，半衰期大于300 s的有12座筒倉，甚至有4座筒倉的半衰期大于600 s，此數(shù)值已接近優(yōu)秀混凝土淺圓倉的水平。由此可見，氣密保溫鋼板倉具備了環(huán)流熏蒸和氣調(diào)的基本條件。

2.3 泰州華容麥芽

2018年完成的泰州華容麥芽項目，建成8座Φ11×19.5 m保溫倉(非氣密)。于2020年回訪筒倉糧溫情況，圖2、3為7月10日和8月1日兩天的數(shù)據(jù)。

圖2 7月10日溫度變化趨勢

從圖2、圖3數(shù)據(jù)可見，保溫倉的倉內(nèi)糧溫較為穩(wěn)定，與室外環(huán)境溫度的溫差最大可超過10℃。該項目是非氣密型筒倉，可以合理推斷，氣密保溫倉的保溫隔熱性能會更好。

圖3 8月1日溫度變化趨勢

3 結(jié)論與討論

實踐表明，氣密保溫鋼板倉在一定程度上解決了傳統(tǒng)鋼板倉隔熱性差、密封性差等影響長期安全儲存糧食的問題。隨著工程經(jīng)驗的積累，氣密性能穩(wěn)步提升，目前各項技術(shù)指標(biāo)已接近淺圓倉，且相同儲量的倉群，鋼板倉比混凝土倉節(jié)省投資成本50%左右，建設(shè)工期縮短50%[2]。此外，鋼板倉具有在使用壽命終了后可整體拆除回收利用，也可拆卸異地重新組裝等優(yōu)勢。隨著鋼板倉技術(shù)的不斷進步，對鋼板倉儲糧技術(shù)的不斷提升，國家對安全、綠色儲糧、低碳經(jīng)濟以及數(shù)字化智慧糧庫的倡導(dǎo)，鋼板倉作為糧食儲備倉應(yīng)用將會愈來愈普及。

今后在鋼板倉儲糧研究和實踐中，亟需加強氣密保溫鋼板倉儲存不同糧食品種的儲糧規(guī)律和耐儲周期進行研究，重點對氣密保溫鋼板倉內(nèi)不同糧食品種的儲存質(zhì)量變化規(guī)律進行深入分析，指導(dǎo)氣密保溫鋼板倉科學(xué)儲糧、安全儲糧；高標(biāo)準(zhǔn)才能推動高質(zhì)量發(fā)展，要加快制定并推行符合中國國情的氣密保溫鋼板倉的專用設(shè)計規(guī)范和儲糧技術(shù)操作規(guī)程；汲取相關(guān)行業(yè)最新科技成果，在氣密保溫鋼板倉應(yīng)用示范研究和實踐中積極運用新材料、新技術(shù)、新工藝加以改進，不斷增強競爭力、提高使用壽命、降低維護成本，促進氣密保溫鋼板倉穩(wěn)健發(fā)展，為國家糧食安全作出新的貢獻(xiàn)。