平房倉稻谷儲藏膜下內(nèi)環(huán)流通風(fēng)試驗(yàn)報(bào)告

◎劉長生，趙 旭，李 佳，高樹成，曹 毅，白亮華

（1.遼寧省糧食科學(xué)研究所， 遼寧 沈陽 110032；2.凌海市糧食儲備庫有限公司，遼寧 錦州 121002）

內(nèi)環(huán)流通風(fēng)控溫儲糧技術(shù)，可以充分利用夏季糧堆“冷心”冷量，控制上層糧食溫度升高，實(shí)現(xiàn)全倉夏季低能耗安全儲糧。該項(xiàng)技術(shù)在我國北方地區(qū)大型倉儲糧研究和應(yīng)用較多。張美麗等[1]在河南新鄉(xiāng)地區(qū)平房倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流和稻殼壓蓋技術(shù)開展稻谷儲存試驗(yàn)，6—8 月最高糧溫為24 ℃，上層平均糧溫為22 ℃。陳明偉等[2]在山東淄博地區(qū)平房倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流技術(shù)開展小麥控溫儲藏試驗(yàn)，將糧溫控制在25 ℃以下，夏季通風(fēng)單位能耗0.211 kW·h·t-1。吳鎮(zhèn)等[3]在天津地區(qū)平房倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流技術(shù)開展小麥控溫儲藏試驗(yàn)，高溫季節(jié)試驗(yàn)倉糧溫明顯低于對照倉。祁智慧[4]等在吉林延吉地區(qū)平房倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流技術(shù)輔以棉被壓蓋技術(shù)，開展了粳稻控溫儲藏試驗(yàn)，有效控制糧倉內(nèi)和糧堆溫濕度,延緩稻谷品質(zhì)下降,減少儲藏期間水分損耗。吳廣[5]在遼寧阜新地區(qū)淺圓倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流技術(shù)開展控溫儲藏玉米試驗(yàn)，高溫季節(jié)有效控制糧溫升高，玉米水分基本不變。李佳[6]在遼寧本溪地區(qū)平房倉應(yīng)用內(nèi)環(huán)流技術(shù)開展控溫儲藏稻谷試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高溫季表層平均糧溫19.5 ℃。內(nèi)環(huán)流技術(shù)對倉房隔熱性能要求較高，如果倉房隔熱性能差，會影響控溫效果和減少控溫持續(xù)時間，增加電能消耗。劉長生等[7]開展了糧倉表面溫度測試與分析，研究結(jié)果表明，倉頂是倉房夏季熱量傳入的主要部位。為了解決儲糧倉房隔熱性能差，提高控溫儲糧效果，對凌海市糧食儲備庫9 號平房倉安裝了膜下內(nèi)環(huán)流通風(fēng)控溫系統(tǒng)并開展了膜下內(nèi)環(huán)流通風(fēng)控溫試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 倉房及儲糧

試驗(yàn)倉9 號平房倉，儲藏稻谷1 000 t，糧堆尺寸31.68 m×14.73 m×3.5 m，倉內(nèi)空間高度2 ～3 m 。倉房前后兩側(cè)對稱分布倉窗8 對，倉前設(shè)置大門1 個，配有隔熱門窗。倉下一側(cè)設(shè)置不銹鋼快開式隔熱機(jī)械通風(fēng)口2 個，分別連接倉內(nèi)倉房地上籠通風(fēng)道1 機(jī)4道和1 機(jī)3 道。前后兩側(cè)上部倉墻對稱設(shè)置2P 空調(diào)各2 臺。糧情檢測系統(tǒng)型號CK2004。倉內(nèi)儲糧具體情況見表1。

表1 9 號倉儲糧基本情況表

1.1.2 環(huán)流通風(fēng)管道

與倉下2 個機(jī)械通風(fēng)口分別連接的環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng)各1 套，環(huán)流風(fēng)機(jī)功率1.1 kW，倉外不銹鋼環(huán)流管道內(nèi)徑為90 mm，外徑為130 mm，隔熱層厚度為20 mm。糧面上膜下布設(shè)PVC 通風(fēng)管道2 套，都是1 機(jī)4 道，主風(fēng)管直徑為110 mm，開孔支風(fēng)管直徑為75 mm，支風(fēng)管間距為4 m。PVC 通風(fēng)管道及測點(diǎn)分布圖見圖1。

圖1 膜下PVC 通風(fēng)管道及測點(diǎn)分布圖

1.1.3 檢測儀表

試驗(yàn)期間開展技術(shù)參數(shù)測試所用主要儀表見表2。

表2 主要測試用儀表性能參數(shù)表

1.2 方法

在通風(fēng)前后對糧堆分3 層，每層8 點(diǎn)取樣檢測稻谷水分，見圖2。

圖2 水分檢測扦樣點(diǎn)分布圖

2 上層糧溫檢測點(diǎn)分布圖

（1）糧面用單層0.12 mm 厚塑料薄膜壓蓋，塑料薄膜與墻壁之間用薄膜專用卡槽卡簧固定。

（2）在倉外環(huán)流管道入口、倉內(nèi)出口布設(shè)溫濕度記錄儀檢測點(diǎn)。在左側(cè)支風(fēng)管布設(shè)檢測點(diǎn)8 個，見圖1。

（3）開啟環(huán)流風(fēng)機(jī)通風(fēng)。

（4）用測溫系統(tǒng)每日早晚各檢測糧溫1 次。

（5）通風(fēng)期間，在檢測點(diǎn)檢測風(fēng)速、溫濕度、靜壓。

（6）對糧堆左側(cè)半倉，糧面取5 點(diǎn)，見圖3，人工檢測空間溫濕度、上層糧溫。

圖3 溫濕度及上層糧溫檢測扦樣點(diǎn)分布圖

3 結(jié)果與分析

3.1 風(fēng)速及靜壓測試

3.1.1 主風(fēng)管風(fēng)速及靜壓

主風(fēng)管倉內(nèi)出口風(fēng)速及靜壓檢測數(shù)據(jù)見表3。由表3 可知，主風(fēng)管出口平均風(fēng)速23.2 m·s-1，根據(jù)主風(fēng)管直徑90 mm，計(jì)算風(fēng)機(jī)（主風(fēng)管出口）實(shí)際風(fēng)量為531 m3·h-1。主風(fēng)管出口平均靜壓345 Pa，風(fēng)機(jī)入口靜壓-273 Pa。

表3 主風(fēng)管出口風(fēng)速及靜壓數(shù)據(jù)表

3.1.2 支風(fēng)管風(fēng)速

每根支風(fēng)管分等長3 段，每段開孔數(shù)量不同，連接主風(fēng)管的第1 段開孔數(shù)量少，遠(yuǎn)離主風(fēng)管的第3 段開孔數(shù)量多。為了減少測試點(diǎn)開孔對通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，測試只選定圖1 中左側(cè)環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng)，支風(fēng)管測點(diǎn)8 點(diǎn)分布見圖1，風(fēng)速檢測數(shù)據(jù)見表4。由表4 知：同一支風(fēng)管中點(diǎn)風(fēng)速比較，以支風(fēng)管1 為例，平均風(fēng)速別為8.3 m·s-1、4.6 m·s-1和2.5 m·s-1，呈依次降低趨勢，風(fēng)速比值分別為1.80 和1.84，比值相當(dāng)。4 個支風(fēng)管第1 段中點(diǎn)平均風(fēng)速：支風(fēng)管1 的平均風(fēng)速為8.3 m·s-1，與支風(fēng)管4 的平均風(fēng)速8.5 m·s-1相當(dāng)。支風(fēng)管2、支風(fēng)管3 的平均風(fēng)速分別為6.4 m·s-1和5.7 m·s-1，明顯低于支風(fēng)管1 和支風(fēng)管4。支風(fēng)管第2 段中點(diǎn)風(fēng)速：支風(fēng)管1 的平均風(fēng)速為4.6 m·s-1，明顯高于支風(fēng)管3 的平均風(fēng)速2.9 m·s-1。支風(fēng)管第3 段中點(diǎn)風(fēng)速：支風(fēng)管1 的平均風(fēng)速為2.5 m·s-1，高于支風(fēng)管3 的平均風(fēng)速1.5 m·s-1。對支風(fēng)管同一截面的2 個檢測點(diǎn)風(fēng)速進(jìn)行比較，以支風(fēng)管第1 段中點(diǎn)風(fēng)速為例，靠近糧面的截面第2 點(diǎn)風(fēng)速8.04 m·s-1，明顯低于遠(yuǎn)離糧面的截面第1 點(diǎn)風(fēng)速8.52 m·s-1。

表4 環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng)1 支風(fēng)管風(fēng)速數(shù)據(jù)表

3.1.3 支風(fēng)管靜壓

表5 為環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng)1 支風(fēng)管靜壓數(shù)據(jù)表。由表5 知：同一支風(fēng)管3 段中點(diǎn)靜壓比較，以支風(fēng)管1 為例，靜壓為7.5 Pa、2.5 Pa 和1.0 Pa，呈依次降低趨勢。4 個支風(fēng)管第1段中點(diǎn)靜壓：支風(fēng)管4的平均靜壓為8.0 Pa 最高，支風(fēng)管1 至支風(fēng)管3 的平均靜壓為7.5 Pa、5.5 Pa、5.0 Pa，支風(fēng)管2、支風(fēng)管3 的平均靜壓接近，明顯低于支風(fēng)管1 和支風(fēng)管4。支風(fēng)管第2 段中點(diǎn)靜壓：支風(fēng)管1的平均靜壓為2.5 Pa ，略高于支風(fēng)管3 的平均靜壓2.0 Pa。支風(fēng)管第3 段中點(diǎn)平均靜壓相當(dāng)，都為1.0 Pa。

表5 環(huán)流通風(fēng)系統(tǒng)1 支風(fēng)管靜壓數(shù)據(jù)表

3.2 糧溫變化

3.2.1 上層糧溫變化

用數(shù)顯溫度計(jì)檢測糧堆上層1.0 m 的糧食溫度，用探子溫度計(jì)檢測糧堆上層1.5～2.5 m 的糧食溫度，檢測數(shù)據(jù)見表6。由表6 可知：經(jīng)過24 h 環(huán)流通風(fēng)，糧面平均溫度降低1.9 ℃，0.5 m 深平均糧溫升高1.0 ℃，1.0 m深平均糧溫升高0.6 ℃，1.5～2.5 m 深糧溫變化不明顯。上層糧溫以14 日為例，糧面、0.5 m 深、1.0 m 深糧食溫度溫差分別是0.5 ℃、0.2 ℃和0.6 ℃，糧溫均勻性較好；1.5 m 深、2.0 m 深、2.5 m 深糧食溫度溫差分別是3.0 ℃、2.0 ℃和4.5 ℃，糧溫均勻性較差。倉內(nèi)膜上空間溫差較高，達(dá)到2.6 ℃。

表6 上層糧溫測試數(shù)據(jù)表

3.2.2 全倉糧溫變化

通風(fēng)期間，用糧倉的電子測溫系統(tǒng)每天8:30 檢測糧溫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并繪制糧溫曲線，糧溫變化曲線見圖4。由圖4 可知，在環(huán)流通風(fēng)期間，倉外溫度在25 ℃以上，糧食最高溫度與倉內(nèi)空間溫度相當(dāng)。1 層糧溫18 日前明顯降低，降低3.3 ℃；18 日后明顯升高，升高2.6 ℃；3 層平均糧溫在整個通風(fēng)期間有明顯升高，升高5.4 ℃； 2、4 層平均糧溫、最低糧溫和全倉平均糧溫略有升高。

圖4 環(huán)流通風(fēng)期間糧溫變化曲線圖

3.3 糧食水分變化

將通風(fēng)前后糧堆稻谷水分檢測數(shù)據(jù)匯總并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，形成表7。由表7 可知：上層稻谷平均水分升高0.2%，中層稻谷平均水分不變，下層稻谷平均水分降低0.1%；全倉稻谷平均水分不變。1、2、7、8 點(diǎn)上層水分升高，其他點(diǎn)各層水分有升有降。全倉最高水分降低0.2%，最低水分升高0.1%。

表7 糧食水分測試數(shù)據(jù)表

4 結(jié)論

（1）膜下環(huán)流通風(fēng)控溫效果明顯，通風(fēng)4 d，上層平均糧溫從22.5 ℃降低到19.2 ℃。

（2）糧面下0 m、0.5 m、1.0 m 深糧層糧食溫度均勻性較好，最大溫差分別是0.5 ℃、0.2 ℃、0.6 ℃；1.5 m 深、2.0 m 深、2.5 m 深糧層糧食溫度均勻性較差，最大溫差分別是3.0 ℃、2.0 ℃和4.5 ℃。

（3）從倉內(nèi)膜上空間溫差較高及1 層糧溫變化明顯看，單層塑料薄膜隔熱效果一般。

（4）采用下行式環(huán)流通風(fēng)，未出現(xiàn)塑料薄膜鼓包現(xiàn)象，說明采用這種糧面上支風(fēng)管道的膜下環(huán)流通風(fēng)可行。

（5）支風(fēng)管中間兩根管比兩側(cè)兩根管的風(fēng)速偏低，說明這種“一機(jī)四道”布管形式存在風(fēng)速不均的系統(tǒng)缺陷。