浅圆仓多种通风方式降温保水试验*

房军明 王宝春 李俊新 白相涛 董 朋 王 波

(中央储备粮济南直属库有限公司济阳分公司 250100)

粮食是人类最基本的生活资料，重要的备战备荒物资，是季节性生产而常年消费的商品。我国粮食行业目前面临着粮食生产的季节性和需求的连续性之间的矛盾以及不同粮种生产的地域性和全国消费之间的矛盾。2019年全国粮食总产量为1.3万亿斤，仅比2018年增长0.9%，而全国储粮损失率达到惊人的5%，在粮食增产困难日益加剧的背景下，加强粮食科技支持力度，促进粮食减损刻不容缓。

中央储备粮济南直属库济阳分公司处于中温干燥第四储粮生态区，为暖温带季风型大陆性气候区，四季变化明显，夏季高温炎热，降水集中、空气湿润，冬季寒冷干旱，空气绝对湿度低，对于小麦冬季降温通风有天然优势。目前，山东地区对浅圆仓储粮一般采用离心风机进行机械通风降低粮温，而无论是采取压入式还是吸出式通风方式，其通风降温效果虽然很理想但其缺点也较突出：①离心风机风压大，通风过程中粮食水分减量大，造成储藏损耗大。②济南地区冬季低温时间短，适宜通风时间段少，无法满足所有仓房同时进行通风蓄冷。为此，我库进行了多种机械通风降温方式的试验，对比探究更适合浅圆仓通风降温保水的方法。

1 试验材料

1.1 试验仓房

我库浅圆仓为钢筋混凝土滑模灌铸结构，混凝土仓顶采取SBS防水层，于2019年建成投入使用。浅圆仓通风一般采用两轮机械通风，在第一轮均衡粮温结束后选取了25、26、29三个仓作为试验仓房，仓内直径25m，储粮高度20m左右，设计仓容8000t，储存品种均为2020年产小麦。通风前各仓储粮情况如表1所示。

表1 试验仓房储粮基本情况

仓顶安装4台轴流风机，为2.2kW的三相异步防爆风机，均匀分布于仓顶四个方向，距中心管4m处，在仓顶椎体处安装有4个自然通风口。轴流风机及自然通风口分布如图1所示。

图1 试验仓自然通风口及轴流风机口分布图

通风笼采用地上环形分布，开孔率为30%，4个通风口，地上笼分布如图2所示。粮情检测系统共分布有25根电缆线，分内外两圈，内圈9根测温电缆(距中心管4.5m)，外圈16根测温电缆(距离仓壁3.5m)，测温电缆垂直方向分布温度传感器12个，间距2m。每仓设9个水分取样点，每个取样点分8层，取样点分布情况如图2所示。

图2 仓内地上笼及测温电缆、水分取样点分布图

1.2 试验设备

1.2.1风机规格及通风方式选择25号仓采用轴流风机进行通风，26号仓采用离心风机进行通风降温，29号仓采用混流风机进行通风降温。试验仓的风机规格及通风方式选择如表2所示。

表2 试验仓房风机规格及通风方式的选择

1.2.2其他仪器设备 粮情测控系统、快速水分检测仪、粮食深层扦样器、毛发式干湿计、近红外谷物水分检测仪。

2 试验方法

2.1 轴流风机通风

根据粮情及天气情况，25号仓于2020年12月14日轴流风机上行吸出式通风，依据通风过程中实时外温、外湿情况采用间歇式通风，通风过程中粮食表层及仓内空间没有过多湿热空气聚集情况，经过496h的通风，平均粮温降至0.6℃时停止通风降温，于2021年1月14日通风降温结束。

2.2 离心风机通风

26号仓于2021年1月4日开启离心风机采用上行压入式通风，依据通风过程中实时外温、外湿情况采用间歇式通风，通风期间受外界气温的影响大，下层粮温下降快，中上层粮温受上升气流影响，降温慢。在通风间歇期，及时进行自然通风、适时开启轴流风机，解除中下层粮温下降引起的湿热气流对上层粮温的影响，使表层的湿热气体尽快与仓外空气进行交换，同时也能使粮堆内部的热量与粮堆孔隙间的冷空气充分接触，避免了连续通风后粮温反弹和粮堆表层结露的现象，根据粮温及外温变化情况，机械通风248h后于2021年1月18日通风结束。

2.3 混流风机通风

29号仓于2021年1月4日开启混流风机采用上行压入式通风，通过通风过程中温度变化情况发现，温度逐层降低。在降温通风到13d时，粮堆高温降至第3层(温度传感器)，继续通风降温没有明显的变化(温度变化见表3)，为确保粮情安全，防止上层粮堆结露，更换了离心风机继续降温通风。

表3 29号仓混流风机通风各层降温情况表(单位：℃)

3 结果与分析

3.1 平均粮温变化情况

通风过程中各仓的平均粮温变化情况如图3所示。

图3 通风各仓温度变化图

通过图3可以看出：25号仓平均粮温下降比较均匀、平缓，26号仓平均粮温下降比较快，29号仓在通风到13d后平均粮温下降缓慢，随着实时外温影响反而有上升趋势。

3.2 各仓小麦水分变化情况

通风降温前后25号仓、26号仓取样点小麦水分见表4、表5。

表4 25号仓通风前后各点水分(单位：%)

表5 26号仓通风前后各点水分(单位：%)

将25号仓通风前各点样品混合后采用近红外谷物水分检测仪进行测量，测得小麦水分为11.8%，通风后各点样品混合后采用近红外谷物水分检测仪测量水分为11.6%，25号仓在累计通风496h后水分由原来的11.8%降至通风后的11.6%，降幅为0.2个百分点。

将26号仓通风前各点样品混合后采用近红外谷物水分检测仪进行测量，测得小麦水分为11.8%，通风后各点样品混合后采用近红外谷物水分检测仪测量水分为11.4%，26号仓累计通风248h后水分由原来的11.8%降至通风后的11.4%，降幅为0.4个百分点。

3.3 通风单位能耗与效益分析

25号仓经过496h的轴流风机降温后，平均粮温降幅为12.3℃，总耗电量为4365kW，单位能耗为0.045kW·h/℃·t，按电均价0.8元/kW·h计算，电费3492元，吨粮费用为0.44元；26号仓经过248h的离心风机降温后，平均粮温降幅为11.4℃，总耗电量为5456kW，单位能耗为0.061kW·h/℃·t，按电均价0.8元/kW·h计算，电费为4364.8元，吨粮费用为0.55元。

4 结论与探讨

4.1 试验结论

4.1.1采用小功率轴流风机通风必须根据小麦的原始粮温确定通风方案，针对当年新入粮粮温比较高的宜采取两个阶段通风，否则在通风间歇期由于温差较大，湿热气体交换频率低，湿热气体不能及时排出仓外，通风期间易在粮堆表层、杂质聚集处、通风死角等形成大面积的结露，影响粮食储存安全和粮食品质(25号仓、26号仓、29号仓在本次试验前已于11月初使用离心风机进行第一次均衡粮温，粮堆通透性较好)。

4.1.2采用轴流风机缓速降温操作简便、安全可靠、劳动强度低、通风过程中粮温下降更均匀，单位能耗比离心风机要低，能够有效控制粮食水分流失，两仓试验结果表明使用轴流风机通风小麦水分仅降低了0.2个百分点，仅一次通风可减少粮食损耗15.77t，按照当地小麦价格2400元/t，可为粮库增收37848元。

4.2 问题探讨

4.2.1从试验总体来看，使用轴流风机对浅圆仓进行降温是可行的，能够取得理想的通风效果，但是因其粮层高、粮堆表层下人口易结露、降温慢、通风时间长等不足，如果在通风过程中发现仓内外温差过大时，要及时开启自然通风口通风，翻动粮面，把表层粮堆内的湿热空气释放出来,避免粮堆表层发生结露现象。

4.2.2试验过程中29号仓单独使用的混流风机进行降温通风，温度降低至第3层时，表层粮温下降缓慢，初步判断一是因为粮堆高度在16m左右时，混流风机的风压小于粮堆阻力，达不到继续通风降温的条件；二是浅圆仓采用滑膜施工过程中上层墙体密闭性差，风量外溢、风压不够，因此29号仓采用混流风机进行降温通风未达到目的。

4.2.3本次试验为确保底层粮食安全，全部采用上行式通风方式，下行式通风是否可行、两阶段通风均采用轴流风机通风是否可行均可继续试验探讨。