關于橫向通風工藝技術集成的新探索

周 剛，李勝盛

（1.新疆維吾爾族自治區(qū)糧油科學研究所，烏魯木齊 830004；2.永登山河糧食機械有限責任公司，甘肅 永登 730300）

平房倉橫向通風作為儲糧新的通風技術正在國內推廣應用，其工藝特點是“風道上墻、糧面覆膜、負壓通風”。和垂直通風相比較，具有出入庫作業(yè)方便，單位通風阻力小，空氣途徑比小，空氣路徑增大，糧堆熱交換更加充分等優(yōu)點。

1 橫向通風技術

1.1 橫向通風的結構

主要由支風道和主風道組成， 改變豎直通風方式中通風管網(wǎng)在倉房地面鋪設的形式， 將支風道豎直安裝在倉內墻體上， 支風道上末端低于糧面500 mm 左右，主風道安裝在墻體與室內地坪的墻角處，支風道下端和安裝在墻角的主通風道連通， 同時主通風道又與通風口連通，前后沿墻對稱布置。圖1 為倉房橫向通風圖。

圖1 倉內橫向通風圖

1.2 橫向通風的原理

首先，糧食裝至堆糧線后，平整好糧面后進行糧面覆膜處理，為了保證通風效果，糧膜接縫及糧膜與墻體之間的密封必須達到氣密性要求。其次，將風機進風口用加筋軟連接與A 面墻體上的通風口連接，打開B 面墻體外的通風口密封門， 開啟風機進行負壓通風，風機經(jīng)A 面墻通風口、主風道及支風道將倉內空氣吸出，使倉內形成負壓，倉外空氣從B 面墻的通風口主風道及支風道進入倉內， 水平穿過糧層，經(jīng)A 面墻支風道匯入A 面墻主風道，由風機經(jīng)A 面墻通風口送出另一邊倉外， 達到置換糧堆內空氣的目的。

1.3 環(huán)流熏蒸原理

橫向通風環(huán)流熏蒸原理如圖2 所示， 采用橫向通風時環(huán)流熏蒸結構也有所改變， 環(huán)流風機安裝在倉房A 面墻體外側，環(huán)流風機進風口連接負壓環(huán)流管，出風口連接正壓環(huán)流管，負壓環(huán)流管穿過墻體與倉內A 面墻體的主風道連通，正壓通風管穿過墻體連接至預埋在倉內地坪下的管道與B 面墻體主風道連通，如此構成一個閉合橫向環(huán)流系統(tǒng)。開啟環(huán)流風機，A 面墻體主風道及支風道為負壓狀態(tài)，B 面墻體主風道及支風道為正壓狀態(tài)， 氣流經(jīng)過糧堆從正壓向負壓方向橫向流動， 實現(xiàn)了內部氣流穿過糧堆閉環(huán)循環(huán)流動的目的。

圖2 橫向通風環(huán)流熏蒸原理圖

2 內環(huán)流控溫技術

利用冬季倉外自然低溫空氣對糧堆進行通風降溫和蓄冷，是糧食倉儲業(yè)抑制糧食蟲害、保障糧食品質實現(xiàn)綠色儲糧的主要手段之一， 也成為糧食儲備庫的廣泛共識。

2.1 內環(huán)流設備構成

和環(huán)流熏蒸一樣，內環(huán)流同樣由環(huán)流風機、正壓風管、負壓風管構成，使其成為一個閉路環(huán)流系統(tǒng)，為了減少外界溫度的影響， 風管通常要做保溫隔熱處理，設備數(shù)量配置根據(jù)通風管網(wǎng)的排布而定。比如48×24 m 倉房一般采用一機三風道， 共三組通風管網(wǎng)組成內環(huán)流系統(tǒng)。

2.2 內環(huán)流控溫原理

冬季通風降溫在糧堆中儲備冷源是內環(huán)流控溫技術的前提，當夏季外界溫度升高時，糧堆表層及四周溫度隨之上升，為了抑制該區(qū)域糧溫升高，利用內循環(huán)系統(tǒng)使糧堆內空氣循環(huán)流動而達到倉內糧食“均溫”，糧堆中心大量的“冷心”低溫空氣送到糧堆的“熱皮”，從而達到抑制表層及四周糧溫上升過快的目的，實現(xiàn)準低溫儲糧，圖3 為縱向通風內循環(huán)原理示意圖。

圖3 縱向通風內循環(huán)原理示意圖

2.3 縱向通風控溫應用效果

從縱向通風實際應用情況來看， 距四周墻面800~1 000 mm 的位置，控溫效果并不顯著，分析原因主要是采用地上風道垂直通風時， 因空氣途徑比大，四周墻面附近風量微小或存在通風死角現(xiàn)象等。

3 糧食保水降溫通風技術

利用空氣溫濕度調節(jié)器進行保水降溫通風是近幾年探索的新儲糧技術手段之一， 這為北方干燥地區(qū)糧食存儲環(huán)節(jié)的降耗減損、保障糧食品質，尤其是對提高稻谷的加工品質提供了簡單、實用、經(jīng)濟的技術方法。 其原理如圖4 所示：

圖4 糧食儲糧保水降溫通風示意圖

在北方干旱地區(qū)， 往往很少有適合保水通風的自然條件， 利用空氣調節(jié)器將外界干熱空氣增濕降溫后經(jīng)通風口送入糧堆，置換糧堆中干熱空氣，實現(xiàn)保濕降溫的目的。

4 橫向通風技術集成

4.1 技術集成背景

目前，橫向通風、內環(huán)流控溫及保水降溫通風處于推廣應用階段，技術及設備工藝缺乏有機銜接，技術分散，設備零亂，表現(xiàn)出如下幾方面的問題：

（1）缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，技術路線及設備選型零亂。

（2）安裝在倉房的設備繁多，管道及控制柜重復設置。

（3）影響倉房整潔性和美觀性。

（4）重復投資，加大了儲糧成本。

（5）各技術體系相對獨立，為實際操作帶來諸多不便。

4.2 集成方案

（1）橫向通風在前后墻內壁上對稱布置了通風籠，在糧面壓膜進行密封，這為內環(huán)流技術提供了基礎保障，利用對稱排布在相對墻體上的通風風道，省去了PVC 回流管的鋪設，改變原來縱向環(huán)流技術為橫向環(huán)流技術。

（2）單面沿墻通風籠貫通一體的特性，使得整倉采用一組內環(huán)流設備即可實現(xiàn)以前多組設備功能。

（3）內環(huán)流控溫和環(huán)流熏蒸雖然工藝目標不同，但工作原理完全一致，合理計算氣流管道通徑，兼顧各自工藝特點可將二者合二為一。

（4）將空氣溫濕度調節(jié)器串聯(lián)接入環(huán)流管道中，循環(huán)氣流經(jīng)空氣溫濕度調節(jié)器增濕降溫后， 再送入糧堆， 如此往復循環(huán)有利于提高保水降溫通風工作效率。

（5）橫向通風倉內儲糧結構形式，由于空氣途徑比小，空氣流動更加均勻，氣流在糧堆中的流動路線是縱向通風的3~4 倍，使得空氣與糧食的熱交換更加充分，有利于提高通風工藝效率。

4.3 集成后設備構成

橫向通風工藝集成主要由橫向通風系統(tǒng)1 套、環(huán)流風機1 臺、正負壓環(huán)流管及閥門各1 套、空氣溫濕度調節(jié)器1 臺、控制柜1 套組成。橫向通風工藝技術集成倉外安裝示意如圖5。

圖5 橫向通風技術集成倉外安裝示意圖

4.4 設備選型原則

集成后環(huán)流風機為內環(huán)流控溫、環(huán)流熏蒸、保水降溫通風的公用風機，由于3 種模式風量大小不一，必須按照最大風量模式要求的參數(shù)選擇風機型號；環(huán)流管通徑根據(jù)風量進行計算， 內環(huán)流控溫及保水通風單位通風量選擇1.5~2 m3/（h·t），環(huán)流熏蒸單位通風量選擇0.5 m3/t，按照前者參數(shù)計算，5 000 t 倉房通風量為：

總風量Q=7 500~10 000 m3/h，通風管風速按照10 m/s 取值，通風管通徑D≈210~280 mm。

4.5 橫向通風技術集成的優(yōu)越性

橫向通風技術集成的優(yōu)越性表現(xiàn)在： ①避免設備重復購置；②減少設備數(shù)量，降低儲糧成本；③倉房墻面整齊，避免系統(tǒng)分別安裝造成的亂象；④簡化操作，降低管理人員勞動強度。

5 實踐應用

2019 年我們應用橫向通風集成技術，在新疆喀什市國家糧食儲備庫選取一棟5 500 t 散裝小麥庫做了實驗， 倉房為25 m × 54.8 m， 空氣途徑比為1.5。 倉房前后沿墻配有7 個通風口，支風道開孔率為50%。 橫向通風設備按照要求將支風道豎直安裝在倉內沿墻上，支風道上端低于糧面500 mm 左右，主風道安裝在沿墻與室內地坪的墻角處， 支風道下端和安裝在墻角的主通風道連通， 同時主通風道又與倉外各通風口連通， 主風道及支風道前后沿墻對稱布置。在倉房墻角增加支通風道，徹底消除糧堆通風死角。

倉房進糧為硬質白小麥，數(shù)量5 000 t，小麥入庫水分：10.9%，容重：785 g/L,雜質0.7%，堆糧高度：4.95 m，最高糧溫27.3 ℃，最低糧溫15.3 ℃，平均糧溫：25.4 ℃。選用4 臺風機，型號為SWF-5 型移動式保濕均溫專用風機，風量9 824 m3/h,全壓510 Pa，功率3.0 kW。

通風時間：2019 年10 月17 日開始通風， 通風結束時間：2019 年12 月18 日， 通風結束后最高糧溫1.7 ℃，最低糧溫-0.6 ℃，平均糧溫1.4 ℃，水分10.6%。經(jīng)過橫向通風最高糧溫下降25.6 ℃，最低糧溫下降15.9 ℃，平均糧溫下降24.0 ℃。

2020 年度冬季機械通風前糧情： 水分10.4%，最高糧溫22.5 ℃， 最低糧溫10.9 ℃， 平均糧溫：12.9℃， 通風時間：2020 年11 月24 日開始通風，通風結束時間：2021 年1 月19 日，通風結束后最高糧溫11.8 ℃，最低糧溫-6.5 ℃，平均糧溫-1.1 ℃，水分10.9%。經(jīng)過橫向通風最高糧溫下降10.7 ℃，最低糧溫下降17.4 ℃，平均糧溫下降14.0 ℃。 2020 年度夏季開啟內環(huán)流前糧情； 水分10.7%， 最高糧溫27.6℃，最低糧溫0.3 ℃，平均糧溫：14.6 ℃，內環(huán)流開啟時間：2020 年6 月5 日開始啟動， 結束時間;2020 年8 月10 日，通風結束后最高糧溫25.2 ℃，最低糧溫4.6 ℃，平均糧溫19.5 ℃，水分10.9%。 經(jīng)過開啟內環(huán)流最高糧溫下降2.4 ℃， 最低糧溫上升4.3℃，平均糧溫上升5.0 ℃。

2021 年度冬季機械通風前糧情： 水分10.5%，最高糧溫16.6℃，最低糧溫-0.4 ℃，平均糧溫：8.4℃，通風時間：2021 年12 月13 日開始通風， 通風結束時間：2022 年2 月5 日， 通風結束后最高糧溫12.3℃， 最低糧溫-4.9 ℃， 平均糧溫0 ℃， 水分11.2%。 經(jīng)過橫向通風最高糧溫下降4.3 ℃，最低糧溫下降4.5 ℃，平均糧溫下降8.4 ℃。 2021 年度夏季開啟內環(huán)流前糧情；水分10.6%，最高糧溫24.3 ℃，最低糧溫-2.8 ℃，平均糧溫：10.6 ℃，內環(huán)流開啟時間：2021 年5 月11 日開始啟動， 結束時間：2021 年8 月20 日，通風結束后最高糧溫26.4 ℃，最低糧溫4.2 ℃，平均糧溫17.7 ℃，水分10.9%。經(jīng)過開啟內環(huán)流最高糧溫上升2.1 ℃，最低糧溫上升7.0 ℃，平均糧溫上升7.1 ℃。

橫向通風實現(xiàn)了通風道上墻、 便于機械入倉作業(yè)， 減少了縱向通風時通風道布置或拆卸的工作勞動強度，改善了作業(yè)環(huán)境，減少了安全隱患。 橫向通風對保水有一定作用， 根據(jù)3 年儲存期間的降溫通風效果來看，倉溫下降效果良好，進風口糧溫下降較快，風機側糧溫下降較慢，冬季通風結束后，最高糧溫與最低糧溫差距較大。 實驗庫實驗期間沒有發(fā)生蟲害， 整倉糧食安全渡夏， 橫向通風實驗取得了成功，說明橫向通風技術集成是可行的。

適時利用內環(huán)流通風系統(tǒng)， 將糧堆內的積冷交換到糧倉其它空間，解決冷心熱皮問題，保證糧堆整體都低于20 ℃，抑制儲糧害蟲繁衍，保障糧食安全。