淺圓倉多種通風方式降溫保水試驗*

房軍明 王寶春 李俊新 白相濤 董 朋 王 波

(中央儲備糧濟南直屬庫有限公司濟陽分公司 250100)

糧食是人類最基本的生活資料，重要的備戰(zhàn)備荒物資，是季節(jié)性生產(chǎn)而常年消費的商品。我國糧食行業(yè)目前面臨著糧食生產(chǎn)的季節(jié)性和需求的連續(xù)性之間的矛盾以及不同糧種生產(chǎn)的地域性和全國消費之間的矛盾。2019年全國糧食總產(chǎn)量為1.3萬億斤，僅比2018年增長0.9%，而全國儲糧損失率達到驚人的5%，在糧食增產(chǎn)困難日益加劇的背景下，加強糧食科技支持力度，促進糧食減損刻不容緩。

中央儲備糧濟南直屬庫濟陽分公司處于中溫干燥第四儲糧生態(tài)區(qū)，為暖溫帶季風型大陸性氣候區(qū)，四季變化明顯，夏季高溫炎熱，降水集中、空氣濕潤，冬季寒冷干旱，空氣絕對濕度低，對于小麥冬季降溫通風有天然優(yōu)勢。目前，山東地區(qū)對淺圓倉儲糧一般采用離心風機進行機械通風降低糧溫，而無論是采取壓入式還是吸出式通風方式，其通風降溫效果雖然很理想但其缺點也較突出：①離心風機風壓大，通風過程中糧食水分減量大，造成儲藏損耗大。②濟南地區(qū)冬季低溫時間短，適宜通風時間段少，無法滿足所有倉房同時進行通風蓄冷。為此，我?guī)爝M行了多種機械通風降溫方式的試驗，對比探究更適合淺圓倉通風降溫保水的方法。

1 試驗材料

1.1 試驗倉房

我?guī)鞙\圓倉為鋼筋混凝土滑模灌鑄結(jié)構(gòu)，混凝土倉頂采取SBS防水層，于2019年建成投入使用。淺圓倉通風一般采用兩輪機械通風，在第一輪均衡糧溫結(jié)束后選取了25、26、29三個倉作為試驗倉房，倉內(nèi)直徑25m，儲糧高度20m左右，設計倉容8000t，儲存品種均為2020年產(chǎn)小麥。通風前各倉儲糧情況如表1所示。

表1 試驗倉房儲糧基本情況

倉頂安裝4臺軸流風機，為2.2kW的三相異步防爆風機，均勻分布于倉頂四個方向，距中心管4m處，在倉頂椎體處安裝有4個自然通風口。軸流風機及自然通風口分布如圖1所示。

圖1 試驗倉自然通風口及軸流風機口分布圖

通風籠采用地上環(huán)形分布，開孔率為30%，4個通風口，地上籠分布如圖2所示。糧情檢測系統(tǒng)共分布有25根電纜線，分內(nèi)外兩圈，內(nèi)圈9根測溫電纜(距中心管4.5m)，外圈16根測溫電纜(距離倉壁3.5m)，測溫電纜垂直方向分布溫度傳感器12個，間距2m。每倉設9個水分取樣點，每個取樣點分8層，取樣點分布情況如圖2所示。

圖2 倉內(nèi)地上籠及測溫電纜、水分取樣點分布圖

1.2 試驗設備

1.2.1風機規(guī)格及通風方式選擇25號倉采用軸流風機進行通風，26號倉采用離心風機進行通風降溫，29號倉采用混流風機進行通風降溫。試驗倉的風機規(guī)格及通風方式選擇如表2所示。

表2 試驗倉房風機規(guī)格及通風方式的選擇

1.2.2其他儀器設備 糧情測控系統(tǒng)、快速水分檢測儀、糧食深層扦樣器、毛發(fā)式干濕計、近紅外谷物水分檢測儀。

2 試驗方法

2.1 軸流風機通風

根據(jù)糧情及天氣情況，25號倉于2020年12月14日軸流風機上行吸出式通風，依據(jù)通風過程中實時外溫、外濕情況采用間歇式通風，通風過程中糧食表層及倉內(nèi)空間沒有過多濕熱空氣聚集情況，經(jīng)過496h的通風，平均糧溫降至0.6℃時停止通風降溫，于2021年1月14日通風降溫結(jié)束。

2.2 離心風機通風

26號倉于2021年1月4日開啟離心風機采用上行壓入式通風，依據(jù)通風過程中實時外溫、外濕情況采用間歇式通風，通風期間受外界氣溫的影響大，下層糧溫下降快，中上層糧溫受上升氣流影響，降溫慢。在通風間歇期，及時進行自然通風、適時開啟軸流風機，解除中下層糧溫下降引起的濕熱氣流對上層糧溫的影響，使表層的濕熱氣體盡快與倉外空氣進行交換，同時也能使糧堆內(nèi)部的熱量與糧堆孔隙間的冷空氣充分接觸，避免了連續(xù)通風后糧溫反彈和糧堆表層結(jié)露的現(xiàn)象，根據(jù)糧溫及外溫變化情況，機械通風248h后于2021年1月18日通風結(jié)束。

2.3 混流風機通風

29號倉于2021年1月4日開啟混流風機采用上行壓入式通風，通過通風過程中溫度變化情況發(fā)現(xiàn)，溫度逐層降低。在降溫通風到13d時，糧堆高溫降至第3層(溫度傳感器)，繼續(xù)通風降溫沒有明顯的變化(溫度變化見表3)，為確保糧情安全，防止上層糧堆結(jié)露，更換了離心風機繼續(xù)降溫通風。

表3 29號倉混流風機通風各層降溫情況表(單位：℃)

3 結(jié)果與分析

3.1 平均糧溫變化情況

通風過程中各倉的平均糧溫變化情況如圖3所示。

圖3 通風各倉溫度變化圖

通過圖3可以看出：25號倉平均糧溫下降比較均勻、平緩，26號倉平均糧溫下降比較快，29號倉在通風到13d后平均糧溫下降緩慢，隨著實時外溫影響反而有上升趨勢。

3.2 各倉小麥水分變化情況

通風降溫前后25號倉、26號倉取樣點小麥水分見表4、表5。

表4 25號倉通風前后各點水分(單位：%)

表5 26號倉通風前后各點水分(單位：%)

將25號倉通風前各點樣品混合后采用近紅外谷物水分檢測儀進行測量，測得小麥水分為11.8%，通風后各點樣品混合后采用近紅外谷物水分檢測儀測量水分為11.6%，25號倉在累計通風496h后水分由原來的11.8%降至通風后的11.6%，降幅為0.2個百分點。

將26號倉通風前各點樣品混合后采用近紅外谷物水分檢測儀進行測量，測得小麥水分為11.8%，通風后各點樣品混合后采用近紅外谷物水分檢測儀測量水分為11.4%，26號倉累計通風248h后水分由原來的11.8%降至通風后的11.4%，降幅為0.4個百分點。

3.3 通風單位能耗與效益分析

25號倉經(jīng)過496h的軸流風機降溫后，平均糧溫降幅為12.3℃，總耗電量為4365kW，單位能耗為0.045kW·h/℃·t，按電均價0.8元/kW·h計算，電費3492元，噸糧費用為0.44元；26號倉經(jīng)過248h的離心風機降溫后，平均糧溫降幅為11.4℃，總耗電量為5456kW，單位能耗為0.061kW·h/℃·t，按電均價0.8元/kW·h計算，電費為4364.8元，噸糧費用為0.55元。

4 結(jié)論與探討

4.1 試驗結(jié)論

4.1.1采用小功率軸流風機通風必須根據(jù)小麥的原始糧溫確定通風方案，針對當年新入糧糧溫比較高的宜采取兩個階段通風，否則在通風間歇期由于溫差較大，濕熱氣體交換頻率低，濕熱氣體不能及時排出倉外，通風期間易在糧堆表層、雜質(zhì)聚集處、通風死角等形成大面積的結(jié)露，影響糧食儲存安全和糧食品質(zhì)(25號倉、26號倉、29號倉在本次試驗前已于11月初使用離心風機進行第一次均衡糧溫，糧堆通透性較好)。

4.1.2采用軸流風機緩速降溫操作簡便、安全可靠、勞動強度低、通風過程中糧溫下降更均勻，單位能耗比離心風機要低，能夠有效控制糧食水分流失，兩倉試驗結(jié)果表明使用軸流風機通風小麥水分僅降低了0.2個百分點，僅一次通風可減少糧食損耗15.77t，按照當?shù)匦←渻r格2400元/t，可為糧庫增收37848元。

4.2 問題探討

4.2.1從試驗總體來看，使用軸流風機對淺圓倉進行降溫是可行的，能夠取得理想的通風效果，但是因其糧層高、糧堆表層下人口易結(jié)露、降溫慢、通風時間長等不足，如果在通風過程中發(fā)現(xiàn)倉內(nèi)外溫差過大時，要及時開啟自然通風口通風，翻動糧面，把表層糧堆內(nèi)的濕熱空氣釋放出來,避免糧堆表層發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。

4.2.2試驗過程中29號倉單獨使用的混流風機進行降溫通風，溫度降低至第3層時，表層糧溫下降緩慢，初步判斷一是因為糧堆高度在16m左右時，混流風機的風壓小于糧堆阻力，達不到繼續(xù)通風降溫的條件；二是淺圓倉采用滑膜施工過程中上層墻體密閉性差，風量外溢、風壓不夠，因此29號倉采用混流風機進行降溫通風未達到目的。

4.2.3本次試驗為確保底層糧食安全，全部采用上行式通風方式，下行式通風是否可行、兩階段通風均采用軸流風機通風是否可行均可繼續(xù)試驗探討。