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内环流控温储粮技术实现低温储粮的实践与探讨

更新时间:2009-03-28

中央储备粮高台直属库有限公司临泽分公司位于西北地区,全年平均气温为6℃。夏季干热,6、7、8月平均气温为22℃,最高气温可达39℃,相对湿度50%;冬季干冷,11、12、1月气温普遍低于0℃,最低气温可达-22℃,相对湿度58%,有着较为优越的储粮条件。常年“冷心”的存在,使储粮平均温度可控制在低温范围内。但高大平房仓仓顶隔热效果较差,夏季粮堆表层升温较快,长时间处于“冷心热皮”的状态,不利于粮食储备。内环流控温储粮技术即冬季降低粮温蓄冷,夏季采用小功率风机将粮堆内部的“冷心”从通风口抽出,送到仓内空间,降低仓温和表层粮温,实现常年低温(准低温)储粮,原理简单、使用方便、效果明显[1]。中央储备粮高台直属库有限公司临泽分公司于2017年6月新建设内环流控温储粮项目,7-9月开展了内环流控温储粮技术阶段性应用试验。

1 试验仓房基本情况

1.1 基本情况

中央储备粮高台直属库有限公司临泽分公司共有7栋高大平房仓,2017年7月10日前安装内环流通风设备并投入使用。共有2个玉米仓实施了内环流应用试验,未进行应用试验的仓房为5个,其中1P1号、1P5号、1P6号仓为空仓,1P2号、1P7号仓为2017年度轮换出库仓。

灵山岛尖生态景观超级堤乃该区域开发建设一大亮点,其设计考虑了防洪安全、城市景观、休闲和生态等多功能要求,使堤防成为融文化、休闲、驿站乃至商业体验等多方面功能的城市景观带,并与城市道路有机结合,营造水城融合的亲水环境,具有显著的防洪效益、环境效益及社会效益。本文结合灵山岛尖生态景观超级堤工程实践,提炼出建设理念、设计思维和营造手法,分析了堤顶高程及护坡结构确定的工程要点,并阐述了公园景观设计创意及河滩湿地保护思路,以期为类似工程提供参考。

所试验的1P3号和1P4号仓是2003年建的高大平房仓,仓墙为砖混墙,厚度为0.42m,仓顶为21m跨钢筋混凝土折线屋架拱形顶,屋面为大型屋板,门窗为拉杆式彩板密封门窗。采用内环流控温储粮系统,环流风机功率0.75kW,两仓储存的粮食均为2014年产中央储备玉米。

图2为工况一时满载地铁车厢截面的风速分布云图。由图2可知,当地铁车厢满载时,不同位置的风速大小区别较为明显,即风速不均匀度增大。同样,因车厢内乘客人数较多,从顶部吹出的风受到阻碍,难以到达下部即座位上的乘客位置。

1.2 对照仓的选择

由于只有1P3号和1P4号仓为实仓,其余为空仓或轮换仓,没有多余仓房实施对比,所以选择1P3号和1P4号仓2017年实施内环流与2016年排积热通风同期数据进行对照。

以1P4号仓为例,总能耗1 396kW·h,按1kW·h电费为1.10元算,共计电费1 525元,整仓储粮5 500t,折合每吨粮0.28元电费。2016年没有应用内环流,仓内因活动粮面使用零工3个,计300元,熏蒸用药费1 360元,材料、人工费用300元,合计1 960元。两者相比较,内环流使用费用和常规保管费用差别不大。但内环流的使用,减轻了保管员的劳动强度,减缓表层储粮品质变化,降低损耗,效果较为明显。

2 内环流技术实施计划目标和实施前操作准备

经过去年冬季的充分通风蓄冷,粮堆温度平均降至-2℃左右。实施内环流科技储粮的目标是:(1)利用粮堆“冷心”控制表层粮温,将表层最高粮温控制在25℃以下,实现整仓低温储粮;(2) 降低仓内湿度,抑制书虱和螨类爆发,控制储粮害虫的发生,实现免熏蒸储粮。按照计划,分控温、控湿两个方面进行。1P3号和1P4号玉米仓蓄冷较好,计划开展低温储粮应用试验,将内环流上限温度设定25℃,表层最高粮温控制在25℃以下。另外,通过总体控制表层粮温和仓房空间温度,以达到抑制书虱和螨类、控制粮食害虫发生的目的[2]

(4)粮堆内部循环,气体内部流动,减少了夏季粮仓内外的湿交换和夏季储粮水分损失。

我小时候常吃芋艿、土豆、慈姑和山药,今天仍然爱吃这些东西。每次上饭店,总要问一下有没有葱油芋艿。去年我去日本看望刚出生的小外孙,亲家带来的一盒芋艿几乎全让我一个人吃了个精光。

3 内环流技术应用中温度设定及效果对比

3.1 温度设定及运行操作

内环流控温系统改造项目于2017年7月8日安装完毕,从2017年7月10日开始环流设定运行到9月初停止,对温度控制大体分为两个步骤:(1) 7月初开始,启动温度设定在25℃,白天太阳直射仓顶,10∶00~12∶00仓温较高,内环流开始运转,持续运行至20∶00左右停止,每天运行10h左右。(2)8月中旬至9月初,启动温度设定到25℃,白天太阳直射仓顶,11∶00~14∶00内环流开始运转,持续运行至18∶00左右,风机停止运转,每天运行8h左右,一直到9月初环流停止。

 

表1 低压缓速通风前后温度、水分变化

  

仓号 通风前通风后最高粮温/℃ 最低粮温/℃ 平均粮温/℃ 平均水分/% 最高粮温/℃ 最低粮温/℃ 平均粮温/℃ 平均水分/%1P3 20.0 4.6 11.8 13.2 4.4 -7.2 -1.8 13.1 1P4 21.6 2.6 11.9 13.1 4.7 -7.3 -1.7 12.9

3.2 粮温及仓温对比

(3)通过气体微循环,减少粮层之间的温差,无粮堆局部发热、结块、粮面结顶等异常粮情,避免以往粮面下30cm左右(尤其是玉米仓)结露情况的发生。同时,减少了保管员翻动粮面的次数和由此带来的用工费用。

  

图4 1P4号仓仓内相对湿度变化

3.3 能耗计算

(2)虚拟水战略对生态环境的影响。通过增加棉花进口,相当于进口水资源,如果用节约下来的水资源增加林地与草地面积,五种情景中情景E可使林地与草地面积增加最多。

4 应用内环流技术的优缺点

4.1 优点

(1)通过内环流控温通风,加速仓内粮堆气体微循环,能有效降低夏季仓温,控制表层粮温上升,使粮情保持稳定。2017年8月辖区气温比去年同期偏高5℃以上,但表层粮温比去年同期降低3℃左右,平均粮温比去年同期高1℃左右。

(2)控制仓内湿度。通过粮堆内闭合循环,有效防止粮仓内外的湿热交换,仓房空间的湿度明显降低,并稳定在30%以内,有效地控制了储粮害虫,尤其是书虱的繁殖,更好地破坏了一次性储粮害虫的生存环境,减少了熏蒸次数和虫害损失。到目前为止,没有发现需要熏蒸的储粮害虫[4]

以1P4号仓为例,2016年和2017年粮温、仓湿对比如图1~图4所示。

阿拉伯世界由于政治、经济、社会各种矛盾积累,2010年底爆发了“阿拉伯之春”,直接导致叙利亚等国中央政权的掌控能力下降,尤其是叙利亚战争爆发,给极端势力扩张提供了土壤。美国奥巴马政府提出“战略再平衡”策略,在中东实行战略性收缩,对恐怖主义的打击力度减弱,“伊斯兰国”等极端势力趁机兴起。

(1)仓顶保温性能差,受外界热辐射快,太阳直射仓顶,仓温迅速升高。为了能达到低温或准低温储粮效果,设定了一个固定的起停温度,内环流机一直不停地运转,不仅造成电耗过大,还会使粮堆冷心消耗太快,造成7-8月份高温季节冷源不足。

冬季充分蓄冷,为内环流项目做好准备。从2016年11月-2017年2月,对1P3号、1P4号仓粮食分三个阶段进行低压缓速通风,将粮温降到-2℃左右,确保内环流有充足的冷源,如表1所示[3]。3月底,辖区气温开始回升,采取密闭保冷措施,利用废旧的粮面压盖泡沫板和塑料薄膜,对仓窗、轴流风机窗口进行隔热密封,对仓门进行塑料薄膜密封。

4.2 缺点

样样都贵的冰岛,供暖倒不贵。第一堂冰岛语课,老师问大家知不知道冰岛有什么东西便宜,众人一致愤恨大喊:空气。老师默契一笑,说:“还有电和热水。”作为火山遍布的孤绝岛屿,地不能耕,荒野无际,地热资源成为苦寒中的一丝甜蜜。

(2)粮堆破碎粒和杂质聚集部位,内环流循环风压小,破碎粒和杂质聚集部位循环不畅,易出现发热。

5 建议与对策

针对以上不足和实际应用情况,提出以下建议和对策:

(1)内环流通风应用,仓房要做好保温和密闭措施,尽可能减少仓内外气体的交换。

(2)内环流风机起停温度要根据仓房条件逐步调整,依据计划储粮标准(低温或准低温)和外界温度的变化适时调整设定上下限运行温度。2017年,现有仓房运用内环流技术全部实现了低温储粮。

(3)粮食入仓时,要确保通风道安装规范,避免风道堵塞,尽可能减少粮堆分级和杂质的聚集。

(4)单一使用一种技术效果不理想时,可采用多种措施,如智能通风排仓内积热、仓内吊顶减少仓顶热辐射和内环流循环组合使用,使内环流应用收到更好的效果。

参考文献

[1] GB/T 29890-2013.粮油储藏技术规范[S].

[2] 韩安太,何勇,李剑锋,等.基于无线传感器网络的多参数粮情自动检测系统设计[J].农业工程学报,2011(7):231-237.

[3] 于小禾,江南平.直接干燥法测定粮食水分的条件优化[J].粮食储藏,2011(4):46-49.

[4] 罗绍华.节能降耗低成本小型粮仓冷却机[J].粮油仓储科技通讯,2011(4):18.

 
李杰,孙元龙,雒存玉
《粮食科技与经济》 2018年第03期
《粮食科技与经济》2018年第03期文献

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