气密保温钢板仓储粮应用探讨*

袁华山 张文元 李新刚

(1 南京中储粮粮油质监中心有限公司 211151)(2 江苏丰尚钢板仓工程有限公司 225127)

中国钢板仓储粮经历了40多年的实践，逐步成为“四散”储粮的现代化粮食物流的重要标志，2001年《粮食钢板筒仓设计规范》(GB 50322-2001)发布实施以后，为钢板仓的应用推广提供了可靠的技术依据。进入新发展阶段，随着国家大力提倡绿色、环保、低碳、可持续的新发展理念，绿色、智慧储粮日渐深入人心，给钢板仓的发展指明了方向，提供了根本遵循。

钢板仓以其建设周期短、投资成本低的特点，广泛应用在粮食、油脂加工行业、港口码头等粮食加工、中转行业。但一直以来，大家普遍认为钢板仓自身隔热性差、密封性一般，不适合于作为储备仓长期储存粮食。近年新发出一种气密保温钢板仓，在一定程度上解决了传统钢板仓隔热性、气密性差的缺点，在工程中已有一定应用，取得了较好的效果。粮食长期储存的关键是低氧、低温、低破碎等，因而对钢板储备仓的要求是密封、保温、降碎。目前以粮情监测、机械通风、环流熏蒸、谷物冷却为主要内容的“四合一”粮食储藏技术以及氮气气调储粮等在钢板仓正在得到示范应用，并且有相应完善的配套设备及技术，如机械设备、电器设备、自控系统、检测装置、监控装置以及技术服务等。

1 气密保温钢板仓的结构

1.1 总体结构

气密保温钢板仓包括：气密筒仓、保温结构、储粮工艺设备。

其中，气密筒仓为螺旋仓仓体+焊接式仓顶(配套气密结构和工艺)；保温结构：仓壁和仓顶做外保温(仓顶可同时做内保温)；储粮工艺设备：仓顶匀料器、降碎装置、中心通风立柱、谷冷机、环流熏蒸设备、制氮机等。

1.2 气密筒仓

螺旋仓仓壁采用高强镀锌卷板通过专业卷仓机组在施工现场卷制而成，卷边处形成五层咬口，密封性能好(见图1)。仓顶采用镀锌板焊接制作，仓顶通风口、进料口等配置气密闸门，仓顶进人孔等采用密封型结构，保证了仓体本身的气密性能。

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1.3 保温结构

用在钢板仓上的保温材料一般有：岩棉、聚氨酯发泡、聚苯乙烯泡沫板、玻璃纤维等。考虑到保温性能和防火等要求，一般最常用的是岩棉和聚氨酯发泡。表1是常用保温材料的性能参数。

表1 常用保温材料性能参数

根据保温材料自身强度，一般把保温材料铺设在筒仓外壁，并在外侧用彩钢板维护，避免雨水进入以保证保温性能。由于粮食呼吸作用释放出的水分在仓顶处汇集，如果直接接触仓顶镀锌板则极易结露。为了避免仓顶结露，可在仓顶外侧做保温的前提下，在仓顶内壁也做一层保温材料，避免水汽直接接触，从而大大降低结露的发生。

保温结构的寿命主要取决于外侧彩钢板，采用镀铝锌做镀层、聚酯PE做涂层的彩钢板具有良好的耐候性，同时采用不锈钢自攻钉进行铆接，可有效保证保温结构的使用寿命。

通常来说，热阻系数越大，则保温性能越好，当钢板仓做保温结构后，保温性能有了明显改善(见表2)，从数据上看，钢板仓经保温处理后，仓体保温性能已强于混凝土仓。

表2 保温性能对比

已有研究证明[1]，不采用任何保温处理或做空气间层隔热等方式的混凝土仓，保温隔热性能同样不佳。对于混凝土仓而言，采用聚氨酯发泡也是有效的保温隔热手段。

1.4 储粮工艺设备

长期安全储粮需要重点解决粮食发热、霉变、破碎等问题。钢板仓由于其自身筒体高大，粮食在入仓过程有30 m左右的落差，因此入仓初始阶段粮食受到的冲击极大，造成大量破碎，不仅影响后续加工，也对安全储存不利。因此对于玉米、稻谷等易破碎的粮种，必须解决粮食入仓的破碎问题。同时，也是由于钢板仓入仓时较大的落差，会发生严重的自动分级现象，造成杂质局部集中，影响通风效果，储存中易发生发热、板结、霉变等，严重影响储粮安全。

仓储行业针对粮食分级、破碎、发热等已有较为有效的技术手段，钢板仓根据自身特点，可直接采用或改进后采用，保证粮食储存安全[2]。

环流熏蒸是目前常用的杀虫手段，为降低PH3用量、降低对环境的污染，采用环流熏蒸工艺需要仓体具备良好的密封性能。随着绿色储粮理念的广泛传播，N2、CO2气调等工艺在粮储行业推广，气调对仓体的气密要求更高。

如根据《磷化氢熏蒸技术规程》(LS/T 1201-2020)4.1条仓房气密性要求之规定，浅圆仓和立筒仓空仓测试仓内压力从500 Pa下降至250 Pa的时间不少于60 s。根据《氮气气调储粮技术规程》(Q/ZCL T8-2009)4.1.2浅圆仓整仓气调，实仓气密性500 Pa降至250 Pa的半衰期不小于240 s。

气密保温钢板仓的压力半衰期可达到环流熏蒸以及气调的要求，并在益海、鲁花、广西大成等企业成功应用。

2 气密保温仓的应用

2.1 江西谷稼

2018年江西谷稼完成5座Φ18×23.5 m气密保温钢板仓，完工后进行半衰期测试，数据见表3。

表3 江西谷稼压力半衰期检测

其中,半衰期最短时间为91 s，最长时间为120 s，均满足环流熏蒸的要求。

2.2 鲁花万年

2019年完成的鲁花万年项目，工程包含24座Φ14×20.6 m，15座Φ18×23 m气密保温钢板仓。工程完工后检测压力半衰期数据见表4。

表4 半衰期统计

从表4检测数据可见，39座筒仓的半衰期均大于60 s，其中，120 s～300 s之间的有20座，半衰期大于300 s的有12座筒仓，甚至有4座筒仓的半衰期大于600 s，此数值已接近优秀混凝土浅圆仓的水平。由此可见，气密保温钢板仓具备了环流熏蒸和气调的基本条件。

2.3 泰州华容麦芽

2018年完成的泰州华容麦芽项目，建成8座Φ11×19.5 m保温仓(非气密)。于2020年回访筒仓粮温情况，图2、3为7月10日和8月1日两天的数据。

图2 7月10日温度变化趋势

从图2、图3数据可见，保温仓的仓内粮温较为稳定，与室外环境温度的温差最大可超过10℃。该项目是非气密型筒仓，可以合理推断，气密保温仓的保温隔热性能会更好。

图3 8月1日温度变化趋势

3 结论与讨论

实践表明，气密保温钢板仓在一定程度上解决了传统钢板仓隔热性差、密封性差等影响长期安全储存粮食的问题。随着工程经验的积累，气密性能稳步提升，目前各项技术指标已接近浅圆仓，且相同储量的仓群，钢板仓比混凝土仓节省投资成本50%左右，建设工期缩短50%[2]。此外，钢板仓具有在使用寿命终了后可整体拆除回收利用，也可拆卸异地重新组装等优势。随着钢板仓技术的不断进步，对钢板仓储粮技术的不断提升，国家对安全、绿色储粮、低碳经济以及数字化智慧粮库的倡导，钢板仓作为粮食储备仓应用将会愈来愈普及。

今后在钢板仓储粮研究和实践中，亟需加强气密保温钢板仓储存不同粮食品种的储粮规律和耐储周期进行研究，重点对气密保温钢板仓内不同粮食品种的储存质量变化规律进行深入分析，指导气密保温钢板仓科学储粮、安全储粮；高标准才能推动高质量发展，要加快制定并推行符合中国国情的气密保温钢板仓的专用设计规范和储粮技术操作规程；汲取相关行业最新科技成果，在气密保温钢板仓应用示范研究和实践中积极运用新材料、新技术、新工艺加以改进，不断增强竞争力、提高使用寿命、降低维护成本，促进气密保温钢板仓稳健发展，为国家粮食安全作出新的贡献。