分階段谷冷通風(fēng)節(jié)能技術(shù)探索*

聶 煌

(中央儲備糧南昌直屬庫有限公司 330006)

近年來,隨著糧食專用空調(diào)、谷冷機(jī)的普及使用,南方地區(qū)糧食的低溫或準(zhǔn)低溫保管成為現(xiàn)實(shí),中儲糧集團(tuán)江西分公司也將倉內(nèi)最高糧溫、平均糧溫作為儲糧安全的重要考核指標(biāo)。在糧溫得到控制、出庫質(zhì)量大幅提升的同時,能耗成本急劇上升,在當(dāng)前“降虧控虧”的工作要求下,節(jié)能降本是倉儲科技工作的重要內(nèi)容之一。中央儲備糧南昌直屬庫作為科技儲糧示范單位,在空調(diào)節(jié)能、通風(fēng)節(jié)能、谷冷節(jié)能方面都有所探索,其中作為單位能耗最大的谷冷通風(fēng)成為研究的重點(diǎn)。

近年來,通過倉內(nèi)溫度分布情況的研究發(fā)現(xiàn),倉內(nèi)高溫點(diǎn)主要分布在墻角、四周,常規(guī)的整倉谷冷通風(fēng)不僅四周降溫緩慢,而且糧堆“冷心”破壞嚴(yán)重,能耗巨大。如果將谷冷通風(fēng)分為多個階段,先將糧膜覆蓋糧堆中部,出風(fēng)口設(shè)置溫度略高使谷冷機(jī)產(chǎn)生較大輸出風(fēng)量,利用大風(fēng)量先對糧堆四周的熱皮進(jìn)行通風(fēng),待糧堆四周和中心糧溫相對均勻后,再設(shè)置較低溫度整倉通風(fēng),可縮短通風(fēng)時間,降低能耗,并最大限度保留部分“冷心”。同時通風(fēng)盡量利用晚上低溫環(huán)境及峰谷電價,白天停止通風(fēng)讓糧溫自行均衡,減少功耗及電費(fèi)。為此,分別選取了兩個倉進(jìn)行夏季復(fù)冷對照和兩個入庫新糧倉進(jìn)行新糧入庫初次谷冷對照試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

谷冷通風(fēng)機(jī)4臺,型號:YGLA-85DA/A,功率:48 kW,制冷量:89 kW。電子測溫系統(tǒng)。

1.2 試驗(yàn)倉房

18號倉(2020年產(chǎn)晚秈稻,2708 t)、23號倉(2020年產(chǎn)晚秈稻,3672 t),兩倉同糧源同時入庫,質(zhì)量相近,進(jìn)行夏季復(fù)冷操作能耗對照。

7號倉(2021年產(chǎn)早秈稻,3128 t)、8號倉(2021年產(chǎn)早秈稻,2560 t),兩倉同糧源同時入庫,質(zhì)量相近,進(jìn)行新糧谷冷操作能耗對照。

2 試驗(yàn)方法

2.1 新糧入庫谷冷降溫

7號倉為高溫入庫新糧,雖然在入庫期間已經(jīng)進(jìn)行晚間通風(fēng)降溫,但糧溫普遍在35℃左右,糧堆無“冷心”,谷冷分為三個階段。

2.1.1 第一階段:全倉通風(fēng)谷冷 平整糧面后,谷冷機(jī)設(shè)定出風(fēng)口溫度24℃～25℃,將倉內(nèi)最高溫降到28℃～29℃。由于降溫所需時間較長,糧堆溫差較大,通風(fēng)期間不做停機(jī)間歇。

2.1.2 第二階段:覆膜通風(fēng) 糧面中部離墻面1.5 m～2 m覆蓋薄膜,谷冷機(jī)出風(fēng)溫度18℃～20℃,晚上開機(jī)運(yùn)行,直至倉內(nèi)周邊糧溫降到22℃左右后停機(jī)。

2.1.3 第三階段:全倉谷冷降溫 揭糧膜,對局部高溫點(diǎn)進(jìn)行翻扒,白天停機(jī),晚上谷冷機(jī)出風(fēng)口溫度16℃～18℃,繼續(xù)降溫到倉內(nèi)最高糧溫降到20℃以下。

2.2 夏季復(fù)冷

以18號倉為夏季復(fù)冷試驗(yàn)倉,糧堆最低溫度13℃,但表層最高溫28℃,為安全低溫度夏,仍需復(fù)冷。由于糧堆有“冷心”,谷冷通風(fēng)從覆膜通風(fēng)開始,倉內(nèi)周邊溫度降低后,全倉通風(fēng)至最高糧溫20℃以下。

2.3 不間斷谷冷對照

作為對照倉,23號倉、8號倉谷冷機(jī)長時間不間斷開機(jī),一次性通風(fēng)直至倉內(nèi)最高溫降到20℃左右。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)證明,分階段通風(fēng)的方式節(jié)能降耗效果明顯。

3.1 能耗明顯降低

從表1各倉谷冷效果及能耗對比數(shù)據(jù)可知,18號倉單位能耗比23號倉能耗降低了60%。作為新糧初次谷冷,7號倉單位能耗比8號倉能耗降低了25%。

表1 各倉谷冷效果及能耗對比

3.1.1 如圖1和圖2所示,18號倉糧膜壓蓋糧堆中部,減少通風(fēng)初期相對高溫對原有低溫“冷心”的破壞,在有效降低表層糧溫的同時保護(hù)了原有“冷心”的低溫。而23號倉“冷心”經(jīng)歷了升溫再降溫所謂“通透了”的過程,在糧堆中下層消耗大量谷冷做功。

圖1 18號倉谷冷溫度變化曲線

圖2 23號倉谷冷溫度變化曲線

3.1.2 分階段設(shè)置通風(fēng)溫度,在相對高溫階段冷風(fēng)輸出量大,有利于快速降低入庫前期糧堆積累的高溫或四周的熱皮高溫,18號倉通風(fēng)時間比23號倉縮短了一半,谷冷通風(fēng)效果更明顯。

3.1.3 晚間低溫環(huán)境運(yùn)行谷冷風(fēng)機(jī),相同出風(fēng)溫度下,出風(fēng)量增加,通風(fēng)效率提高。受谷冷機(jī)運(yùn)行環(huán)境的影響[1],出風(fēng)口設(shè)置為溫度12℃,濕度75%時,環(huán)境32℃時出風(fēng)量只有3700 m3/h,27℃時出風(fēng)量為5500 m3/h,增加了近50%,而22℃時冷風(fēng)出風(fēng)量13000 m3/h,是32℃條件下的3.5倍。

3.2 通風(fēng)后溫度更均勻

如表2、表3所示,18號倉降溫點(diǎn)都在四周,而中間糧溫僅有0.1℃～0.2℃的變化,而23號倉降溫點(diǎn)遍布全倉,加大了糧堆的溫差。通風(fēng)后18號倉、23號倉最高溫度、最低溫度基本相同,但18號倉平均溫度比23號倉高近2℃,說明18號倉溫差較小,溫度更加均勻。

表3 23倉降溫效果 (單位:℃)

3.3 提高谷冷機(jī)的使用效率

每年夏季高溫期,南昌庫30多個倉需要谷冷通風(fēng),通過縮短單倉的通風(fēng)時間,可以降低谷冷通風(fēng)機(jī)投入成本[2],提高谷冷機(jī)的使用效率,縮短25%的單倉通風(fēng)時間,相當(dāng)于能少買一臺谷冷機(jī)。

3.4 節(jié)約谷冷通風(fēng)成本

南昌庫每年夏季需要復(fù)冷的儲備糧約10萬噸,采取節(jié)能措施前能耗約1.8 kW/t;高溫入庫新糧約5萬噸,采取節(jié)能措施前能耗約6.3 kW/t,每年谷冷通風(fēng)用電量約50萬kW·h,費(fèi)用約30萬元。從表1中可以看出,使用節(jié)能措施后電費(fèi)至少節(jié)約10萬元。

3.5 減少通風(fēng)水分流失

谷冷通風(fēng)后檢測各倉水分,對比分階段谷冷通風(fēng)倉與不間斷谷冷通風(fēng)倉的失水情況,如表4所示,18號倉比23號倉水分丟失少0.2個百分點(diǎn),新糧的7號倉比8號倉水分丟失少0.6個百分點(diǎn)。兩種方式通風(fēng)的水分流失差異主要來源是四周的水分流失差異,中間部分水分差異較小。

表4 谷冷通風(fēng)后水分變化情況 (單位:%)

4 討論及小結(jié)

4.1 通風(fēng)作業(yè)時中間糧膜四周要壓緊,防止跑風(fēng),保護(hù)“冷心”的效果。

4.2 通風(fēng)作業(yè)時中間糧膜要留有氣囊,防止表面溫差結(jié)露。

4.3 分階段通風(fēng)需要有間歇期讓糧堆溫度、水分平衡,間歇期可針對局部高溫點(diǎn)通過翻扒、打探管的方式進(jìn)行人工干預(yù),提高通風(fēng)效果。

4.4 各階段要對水分進(jìn)行檢測,調(diào)整出風(fēng)口溫濕度,特別是結(jié)束通風(fēng)不能僅以溫度達(dá)標(biāo)為準(zhǔn),如果水分超出安全水分可以延長通風(fēng)時間。

4.5 新糧入庫水分符合國標(biāo)要求的,入庫期間可減少通風(fēng),避免水分損失。

通過分階段、分部位、分時間等節(jié)能谷冷通風(fēng)方式,能夠有效減少能耗30%以上,減少通風(fēng)水分丟失,實(shí)現(xiàn)降本目標(biāo)。在南方逐步普及準(zhǔn)低溫倉、推廣低溫倉的形勢下,掌握空調(diào)、谷冷等低溫儲糧技術(shù)要點(diǎn),科學(xué)合理使用降溫控溫技術(shù)手段,儲糧成本、降低用工成本、提高出庫質(zhì)量、銷售價格,有利于實(shí)現(xiàn)高效、綠色、優(yōu)質(zhì)儲糧目標(biāo)。