大直徑筒倉儲糧性能探討*

祁正亞 馮 碩 范渭東 夏永剛

(廣東省儲備糧管理總公司順德直屬庫 528308)

淺圓倉因機(jī)械化程度高，占地面積小，容量大，儲糧性能好等特點(diǎn)，在現(xiàn)代糧倉建設(shè)中，越來越受到儲糧企業(yè)歡迎，它也成為近年來糧倉建設(shè)的主要倉型之一。通常將筒倉倉壁高度與內(nèi)徑之比小于1.5的圓筒倉稱為淺圓倉，早期的淺圓倉倉容量一般在1萬噸以下，隨著糧倉建設(shè)技術(shù)的發(fā)展以及對土地節(jié)約化使用要求，倉房高度、容量等不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了單倉倉容達(dá)到2萬噸左右，筒體超過50 m的倉房，我們將這種體積容量明顯增大后的“淺圓倉”，給予了新的名字“大直徑筒倉”。體積的增大，也帶來了倉房儲糧性能的變化，如防潮、保溫、通風(fēng)、氣密性能。因此，該倉型所呈現(xiàn)的一些儲糧特性，值得我們深入研究。

我?guī)斓靥幹槿侵行牡貛У姆鹕绞许樀聟^(qū)，2017年以后建設(shè)并投入使用一批大直徑筒倉，單倉倉容為19700 t，直徑28 m，裝糧高度為42.4 m，為架空式結(jié)構(gòu)。從目前的使用情況來看，大直徑筒倉能夠綜合應(yīng)用通風(fēng)、谷冷、氣調(diào)、控溫等儲糧技術(shù)，保證儲糧效果的同時，還能進(jìn)一步提升儲糧效率。目前，我?guī)觳糠謨Z已經(jīng)過一個儲存周期并順利出庫，從整個儲存周期以及輪換出庫品質(zhì)情況看，糧情較為穩(wěn)定，品質(zhì)保持較好，保管損耗較低。為進(jìn)一步掌握大直徑筒倉的儲糧特點(diǎn)，不斷提升該倉型的管理水平，我們對該倉型儲糧性能進(jìn)行探討。

1 防潮性

大直徑筒倉與外界相連的部位主要有通風(fēng)系統(tǒng)、進(jìn)出糧口。通風(fēng)系統(tǒng)包括：倉上部4個自然通風(fēng)口、4個軸流風(fēng)機(jī)口與外部連通，底部設(shè)有4個通風(fēng)管道、2個回風(fēng)管道與倉內(nèi)地槽相連，以及倉上1個進(jìn)人孔。進(jìn)出糧口包括：倉上1個入糧口、倉下14個出糧口、2個側(cè)壁發(fā)放口，均采用雙層閘閥密封。大直徑筒倉采用架空式設(shè)計(jì)，整體離地面3 m，底部混凝土地臺厚度為1.2 m，內(nèi)含環(huán)形通風(fēng)地槽、出糧口。側(cè)壁厚0.25 m，采用混凝土整體澆筑。出糧口、側(cè)壁發(fā)放口等閘閥部位受外界冷熱影響易形成結(jié)露，因此在入倉前上述部位采用大糠填充。表1為部分儲糧倉房1年中倉內(nèi)相對濕度變化情況。

表1 不同倉房一年中相對濕度變化情況

由于采用整體滑膜澆筑，且與外界相連的僅是一些孔洞部位，大直徑筒倉整體防潮性能較好，倉內(nèi)相對濕度較為穩(wěn)定。但倉門、側(cè)壁發(fā)放口由于是二次澆筑部位，施工時易產(chǎn)生蜂窩現(xiàn)象，外界濕氣滲入，造成局部防潮性下降，日常工作中，要加強(qiáng)檢查，若上述部位的濕度明顯改變，可采取灌漿填充，解決局部防潮性不足的問題。

2 保溫性

大直徑筒倉倉壁采用整體模技術(shù)，但倉壁僅厚25 cm，保溫性能一般，由于糧食是熱的不良導(dǎo)體，熱量對外層1 m～2 m范圍影響較大，易于形成“熱皮”效應(yīng)，同時大直徑筒倉容量較大，內(nèi)部糧溫受外部影響又較小，又具有明顯的“冷心”作用，整體糧溫上升的速度較為緩慢。單個大直徑筒倉設(shè)置了33條測溫電纜，分為三圈，其中內(nèi)圈6條，距離倉壁12 m，中圈10條，距離倉壁 7 m，外圈17條，距離倉壁2 m。圖1表明，大直徑筒倉外圈易受外界影響，中圈、內(nèi)圈溫度較為穩(wěn)定且趨于一致。

圖1 大直徑筒倉1年中不同圈層糧溫變化

表2對比了我?guī)齑笾睆酵矀}、高大平房倉、立筒倉2020年度平均糧溫變化情況。從表2中可看出，大直徑筒倉保溫性能最好，全年糧溫上升幅度最低。利用其較大“冷心”作用，可最大程度延緩整體糧溫上升的速度，實(shí)現(xiàn)控溫儲糧。

表2 大直徑筒倉、高大平房倉、立筒倉1年內(nèi)平均糧溫變化情況(單位：℃)

3 通風(fēng)性能

3.1 通風(fēng)均勻性

我?guī)齑笾睆酵矀}采用環(huán)形地槽通風(fēng)，地槽分為三圈風(fēng)道，并設(shè)有4個通風(fēng)口，其中2個通風(fēng)口連接內(nèi)圈、中圈風(fēng)道，2個通風(fēng)口連接外圈風(fēng)道。由于糧層較高，通風(fēng)阻力較大，低功率風(fēng)機(jī)往往達(dá)不到克服風(fēng)阻要求，因此采用大功率風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫。

由于風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓較大，在通風(fēng)過程中，我?guī)觳捎帽?中的風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。表4為大直徑筒倉通風(fēng)后，內(nèi)圈、中圈、外圈以及上、中、下層的平均糧溫情況。從糧溫情況看，大直徑筒倉地槽結(jié)構(gòu)通風(fēng)，內(nèi)圈、中圈、外圈溫度相差不大，均勻性較好。而受糧層高，阻力大，降溫傳導(dǎo)慢的影響，上下層糧溫存在一定的差距，上層較下層溫度明顯偏高，但由于糧層高，折算成溫度梯度差則并不高，因此，這一溫度差在允許范圍內(nèi)。總體來看，大直徑筒倉整體通風(fēng)均勻性較好。

表3 大直徑筒倉所使用的三種降溫風(fēng)機(jī)

表4 大直徑筒倉分層、分圈溫度情況(單位：℃)

3.2 通風(fēng)能耗

從表5通風(fēng)能耗看，谷物冷卻機(jī)能耗在0.54 kW·h/℃·t～0.67 kW·h/℃·t，離心風(fēng)機(jī)能耗在0.20 kW·h/℃·t～0.32 kW·h/℃·t，因?yàn)楣壤錂C(jī)單位能耗輸出較高，除風(fēng)機(jī)能耗外，還包含降溫能耗。而我?guī)斓靥幠戏降貐^(qū)，冬季利用外界低溫通風(fēng)時機(jī)較少，日常主要依靠谷物冷卻機(jī)降溫通風(fēng)。

表5 大直徑筒倉通風(fēng)能耗情況

4 氣密性能

大直徑筒倉采用整體滑膜施工，整體氣密性主要受孔洞部位的影響。如倉頂部有33條測溫電纜線口穿過，倉底有14個出糧口，倉底部的出糧口在糧食入倉前要進(jìn)行徹底檢查清潔，防止出現(xiàn)糧粒堵塞關(guān)閉不嚴(yán)情況，給后期補(bǔ)漏帶來較大困難。糧食入庫完成后，氣調(diào)作業(yè)前，必須進(jìn)行氣密性檢測，用肥皂水對不同部位進(jìn)行檢查，對發(fā)現(xiàn)的滲漏部位采用中性硅酮結(jié)構(gòu)膠、韌性防水涂料等進(jìn)行補(bǔ)漏，直到達(dá)到氣密性要求。經(jīng)上述處理，我?guī)齑笾睆酵矀}實(shí)倉氣密性檢測結(jié)果見表6。

表6 大直徑筒倉實(shí)倉氣密性檢測結(jié)果(單位：s)

由表6可以看出，大直徑筒倉整體氣密性較好。但各倉之間檢測結(jié)果也存在一定差異，主要是對于各個孔洞處理效果不同而造成。通過不斷優(yōu)化施工工藝，如在孔洞部位使用預(yù)制件，減少測溫電纜穿過倉頂?shù)臄?shù)量等，可以進(jìn)一步提升大直徑筒倉的氣密性效果。氣密性能得到保證，有利于提升充氮?dú)庹{(diào)儲糧技術(shù)的效果。

5 氣調(diào)技術(shù)應(yīng)用

目前我?guī)焖写笾睆酵矀}實(shí)現(xiàn)了氣調(diào)儲糧全覆蓋，基本杜絕了使用磷化鋁等化學(xué)藥劑進(jìn)行蟲害防治。從防治的效果看，無論防蟲，還是殺蟲方面，均取得較好的防治效果。

5.1 氣調(diào)濃度

大直徑筒倉采用氮?dú)鈿庹{(diào)防治，濃度主要分三個區(qū)域，即殺蟲、防蟲及防護(hù)區(qū)，上述區(qū)域的氮?dú)夥纸鐫舛葹?8%、95%，為保持在殺蟲濃度區(qū)以上，需多次充補(bǔ)氮，一般充補(bǔ)氮3～4次，可使氮?dú)饩S持98%的時間達(dá)45 d以上，徹底殺滅糧堆內(nèi)各種蟲態(tài)害蟲。隨后，氮?dú)鉂舛戎鸩剿p，當(dāng)濃度超過95%，對蟲害仍具有較好抑制作用，低于95%，進(jìn)入物理防護(hù)階段。Q1倉氮?dú)鉂舛茸兓妶D2。

圖2 Q1倉氮?dú)鉂舛茸兓闆r

大直徑筒倉整體氮?dú)鉂舛容^為穩(wěn)定，但在局部區(qū)域，如大門口、側(cè)壁發(fā)放口、底部區(qū)域等孔洞部位，氣體易于滲漏，上述部位濃度較其它部位低，因此，氣調(diào)期間，要加強(qiáng)孔洞部位的濃度檢測，適時開啟環(huán)流，彌補(bǔ)濃度不均的問題。

5.2 氣調(diào)效果

大直徑筒倉的氣調(diào)工藝多樣，可采用上充下排，下充上排等充氮工藝，根據(jù)蟲害發(fā)生的不同部位選擇不同的充氮工藝，都可以達(dá)到較好的防治效果。2020年度，我?guī)觳糠謧}房一年僅開展單個周期的氣調(diào)充氮，密閉時間超過半年以上，密閉期間，保持一定的氮?dú)鉂舛?，并加?qiáng)定期檢測。散氣后入倉檢查，未發(fā)現(xiàn)活蟲。說明大直徑筒倉較適用于氣調(diào)儲糧技術(shù)應(yīng)用。

5.3 氣調(diào)能耗

制氮機(jī)為高能耗設(shè)備，大直徑筒倉體積大，需要充氮的時間較長，我?guī)鞂蝹€大直徑筒倉采用2臺350 m3/h的制氮機(jī)組同時充氮，以減少整體充氮時間，單個大直徑筒倉的充氮時間大約需要90 h左右。表7為我?guī)齑笾睆酵矀}和高大平房倉2020年充氮能耗情況。

從表7中可看出，大直徑筒倉全年充氮能耗要高于高大平房倉，這主要是因?yàn)榇笾睆酵矀}整體體積較大，裝滿糧后，上部留出的空間也較高大平房倉氣囊體積要大很多，要將上部空間氧氣完全置換出來，所需要的氮?dú)鉂舛瓤偭枯^大。如何進(jìn)一步優(yōu)化工藝，降低充氮成本，是大直徑筒倉應(yīng)用氣調(diào)儲糧技術(shù)需要繼續(xù)研究的方向。

表7 大直徑筒倉、高大平房倉全年充氮?dú)庹{(diào)能耗對比

6 儲存品質(zhì)及損耗情況

我?guī)齑笾睆酵矀}自2017年投入裝糧使用以來，部分倉已經(jīng)過一個儲存周期，目前已順利出庫。從整個儲存周期看，大直徑筒倉儲存的糧食品質(zhì)較為穩(wěn)定，儲存指標(biāo)變化緩慢(見表8)，出庫損耗較小。尤其是采用氣調(diào)、控溫儲存等技術(shù)，出庫時糧食外觀色澤較為新鮮，品質(zhì)保持較好，與其它儲糧倉型相比，市場的受歡迎程度更好。為輪換出庫創(chuàng)造了一定效益。

表8 大直徑筒倉一個儲存周期糧食品質(zhì)變化情況

表9說明，大直徑筒倉儲存一個周期的總體損耗率較低。這與大直徑筒倉糧層大，通風(fēng)均勻，糧情穩(wěn)定，水分散失少等因素有關(guān)，體現(xiàn)了大直徑筒倉在節(jié)損降耗方面的明顯優(yōu)勢。

表9 2020年大直徑筒倉糧食出庫損耗情況(總損耗)

7 小結(jié)

大直徑筒倉是進(jìn)一步擴(kuò)大的“淺圓倉”，其體積、容量等大幅增加，使其逐漸成為一種新倉型。從儲糧性能來看，大直徑筒倉具有較好的防潮性、保溫性能，其較大的“冷心”效應(yīng)有利于延緩糧溫上升，使糧情長期保持穩(wěn)定。其糧層較厚，阻力較大，需要采用大功率風(fēng)機(jī)長時間進(jìn)行通風(fēng)，但總體看通風(fēng)后溫度梯度較小，均勻性較好，能耗可控。大直徑筒倉整體氣密性較好，有利于推廣應(yīng)用氣調(diào)儲糧技術(shù)，且氣調(diào)防治效果較好。從儲存品質(zhì)來看，大直徑筒倉儲糧可使糧質(zhì)更加穩(wěn)定，色澤更新鮮。其儲存平均損耗率較低。從管理的角度看，大直徑筒倉占地面積小，同時人工管理成本低，是一種節(jié)約又高效的倉型。但大直徑筒倉又是新出現(xiàn)的倉型，其需要配置大功率風(fēng)機(jī)、制氮機(jī)等設(shè)備，所需要的能耗需求較高，只有通過優(yōu)化工藝，完善管理流程，不斷提高單位能耗利用率，才能發(fā)揮其在綠色儲糧、規(guī)模化儲糧、節(jié)損降耗方面的優(yōu)勢。