静态密闭浅圆仓仓内温度及压强变化研究

叶海军，李松伟，王晓博，罗 敏，潘建城

（广东省储备粮管理总公司东莞直属库，广东 东莞 523145）

浅圆仓具有占地面积小、仓容量大、机械化程度高、密闭性能好等优点，是近年来各储备库建设的主要仓型[1]。仓房良好的气密性是安全储粮的保障，也是杀虫效果好坏的直观体现，它直接关系到储粮保管的成本，影响粮库的经济效益和社会效益[2]。随着社会的发展，浅圆仓技术水平也在飞速进步，2016～2017年新建仓房压力半衰期大多在7～15 min，远远超过我国现有的一级仓的气密标准，且随着充氮气调绿色储粮技术的不断推广，仓房气密性改造也在不断推进，我库经过改造后的浅圆仓气密性压力半衰期在10～15 min。

良好的仓房气密性有利于储粮的保管，但高密闭仓房仓内压力受外界影响较大，国内曾发生过油罐因外界温度急剧变化导致罐体吸瘪的事故，因此高密闭仓房的安全性是目前仓储工作中一个安全风险点，需加强管理。本文对存放不同粮食品种的浅圆仓在静态密闭期进行仓温、仓湿和压强的跟踪检测，研究密闭性能好浅圆仓受外界气温变化影响是否存在超大压差情况，同时分析和研究仓内压强变化与粮食品种、气密半衰期和温湿度之间是否存在关系。

1 材料与方法

1.1 试验仓房

选取我库 Q3、Q4、Q8、Q10 仓作为试验仓房，设计仓容11 000 t，设计装粮高度30.4 m，采用架空式平底设计，仓底共14个出粮口；配有23根测温电缆，分1、8、14的内中外三圈布置，每两个测温点垂直相差距离为2 m；风道采用内、中、外三圈的环形地槽通风道，每仓配有环流熏蒸系统，其中AB地槽口与仓顶空间通过环流熏蒸管道呈T字形相连，仓内配有中心减压管，仓顶设有4个自然通风口和4个机械通风口，压强检测点设置在环流熏蒸管道上。

1.2 试验材料

1.2.1 试验设备

中储粮成都储藏研究院有限公司CGSR-GICS氮气检测系统；北京金良安测温系统GGSMonitor v2.0.0。

1.2.2 供试粮食品种与仓房气密性

采用压力衰减试验法（从500 Pa降到250 Pa）进行气密性检测。

1.3 实验方法

1.3.1 静态仓房压强检测方案

选取每天的 8:00、11:00、15:00、18:00 和 22:00 共5个时间点，通过测温系统自动检测每仓的三温两湿（粮温、仓内温度、仓外温度、仓内湿度、仓外湿度），通过氮气检测系统中的每仓安装的压力传感器检测各仓的仓内压强。温湿度和压力检测从6月14日开始，到6月20日结束。

2 结果与分析

2.1 各仓仓温和粮温变化情况

从图1可以看出，各仓仓温随着外界气温的变化而变化，仓温的变化幅度明显低于气温的变化幅度，并具有一定的滞后性。一天中气温最高温一般出现在16:00左右，最低温出现在早上8:00左右，高低温差在6～7℃之间；仓温最高温出现在22:00，最低温出现在早上11：00左右，一天内高低温差在3℃以内；其主要原因是浅圆仓顶部具有结构层、防水层、隔热保温层和面层等防护，具有较好的保温隔热效果。

从图1和图2可以看出，6月14日到6月20日期间，气温在27.3～33℃，仓温在28.7～33.0℃，但试验仓平均粮温在一周内升幅在0.2～0.3℃之间，上升幅度比仓温小，主要原因是粮食是热的不良导体。

图1 试验仓仓温与气温变化曲线

图2 试验仓平均粮温变化曲线

2.2 各仓仓湿变化情况

从图1和图3对比可以看出，在6月14日到6月16日，各实验仓相对湿度随着仓温的升高而湿度降低，随着仓温的降低湿度升高，最低湿度出现在晚上22:00，最高湿度早上11:00。

此外，从表1和图3可以看出，Q4玉米仓保持在湿度在69%～76%之间，明显比小麦仓湿度要高15%左右，其主要原因是玉米水分13.8%，该水分在环境温度30℃条件下的平衡湿度在70%左右；小麦仓水分在11.9%～12.1%之间，整体较低，该水分小麦在30℃环境温度下平衡湿度在55%左右。试验期间Q3、Q4仓内湿度变化幅度大于Q8、Q10仓仓内湿度变化，其主要原因可能是Q8、Q10仓的气密性比较好，受外界影响较小。

表1 试验仓仓房与粮食情况

图3 试验仓湿度变化曲线

2.3 各仓仓内压强变化情况

从图4可以看出，小麦仓与玉米仓在半衰期几乎一致的情况下，仓内压强走势几乎一致，且在压强大小上没有明显区别，说明压强大小跟粮食品种没有关联；满仓状态下的浅圆仓仓内压强波动范围均在正35～-30 Pa之间，没有出现超高压的情况。

从图1与图4对比可以看出，各试验仓内压强变化呈现一定规律性，一天中的峰值出现在下午15：00和峰谷出现在早上 8：00，其中 15：00为正压，8：00为负压；这与气温最高温和最低温的规律相一致，呈现正相关性。

图4 试验仓压强变化曲线

3 结论

（1）储存不同粮食品种的浅圆仓在静态密闭期间仓内压强会随着外界气温的变化而出现波动，一天中的峰值和低值分别出现在15：00和8：00。

（2）压强的波动范围与粮食品种之间没有明显的相关性。

（3）浅圆仓气密半衰期（从500 Pa降到250Pa）在600～900s之间仓房仓内压强波动范围差别微小。

（4）由于粮食本身固有的传热特性，使得粮温与仓温受外界气温影响的效率不一致，形成粮温与仓温存在温差，即存在粮堆微气流，进而体现压强的波动[3-4]。

（5）在本试验中仓内压强波动范围均在70 Pa左右，对于钢筋混泥土的浅圆仓安全性上的影响是可以忽略的。

4 讨论

（1）本文主要检测的仓房气密性（从500 Pa降到250 Pa）在600～900 s之间的浅圆仓满仓状态下的压强变化，而对于气密性超过900 s及密闭性能更好的仓房，其仓内压强的变化及对仓房的影响还需进一步研究。

（2）天气变化对于大气压强的变化众所周知，直接体现到仓内压强波动范围还需进一步探索。