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《糧食科技與經濟》雜志論文

淺圓倉谷冷機通風工藝研究測試

2019-5-31 16:22:38 | 瀏覽498次 | 《糧食科技與經濟》論文 | 全部雜志
  摘要:通過淺圓倉谷冷機一倉一機短時冷卻通風,全倉短時冷卻通風和冬季谷冷機通風等工藝試驗。經實倉試驗表明:夏季采用一倉一機短時谷冷或通風方式處理糧堆表層積熱和異常糧情。具有降溫效率高,冷通成本低和保水效果好等特點。在冬季使用谷冷機進行通風降溫,有良好的保水降溫效果。
  關鍵詞:淺圓倉,谷物冷卻機,通風工藝
  糧食在儲存過程中,當倉內環境濕度低于糧堆相對平衡濕度時,糧粒會釋放一定水分,使糧堆濕度與環境趨于平衡,由此導致糧食水分的自然散失,在正常情況下,一個輪換周期內糧食水分低于1%-2%.糧食的水分散失消耗不僅給國家財政增加負擔,同時給承儲企業造成巨大損失。
  谷冷機低溫儲糧是糧食倉儲領域當前普遍采取的一種保糧低溫措施,它不受自然條件限制,具有降低糧食損耗,預防糧食生蟲和發霉,平衡糧堆溫度和水分,保持儲糧水分等作用。但如果使用方法不當,就會造成能耗高,糧食水分散失嚴重,效果不佳等現象。為此,谷冷機冷卻通風工藝研究,對提高儲糧企業經濟效益,推動本行業在技能通風,綠色控溫儲糧,和糧食保水增效方面具有重要意義。
  廣東華南糧食交易中心和中央儲備糧廣東新沙港直屬庫合作開展在華南地區高溫高濕的特殊儲糧環境下,以解決淺圓倉儲藏玉米和大豆的水分散失,品質劣變速度快,糧堆局部發熱等問題為目的的谷冷機冷卻通風工藝研究,通過定性和定量分析各參數變化規律,探索谷冷機冷卻糧食保水降耗關鍵技術,總結出有效經濟的淺圓倉谷冷機冷卻通風工藝模式。
  1試驗材料
  1.1供實倉房
  選擇新沙港直屬淺圓倉Q11-48,Q51-Q75倉作為谷冷機通風工藝研究試驗倉,直徑25m裝糧高度15.0-18.0m.倉壁總厚度500mm。倉頂有現澆鋼筋混凝土錐形結構和彩鋼板結板,現澆鋼筋混凝土錐形結構層自下而上分別為厚200mm,120mm鋼筋混凝土結構層,15mm厚水泥砂漿找平層,2mm厚聚氨酯防水涂料層,30mm厚現噴聚氨酯硬泡體防水保溫層,2mm厚瀝青聚氨酯隔離涂料層,40mm厚混凝土防水層,鋼頂淺圓倉屋頂承重結構為內置的放射狀防腐鋼梁,每扇區均有內外兩層彩鋼扣板,中間填充玻璃絲隔熱棉與檁條栓連成一體,通過檁條將重量傳到剛梁,頂倉各通風口,進人空,進料空,采用氣密閘門,或改造后達到同等裝置效果,具有較好的隔熱密閉性能。
  實驗艙的通風系統為梳狀和放射狀等槽式通風系統,單倉通風系統分為2組子系統,子系統之間互相獨立,每組子系統有兩個進風口和6條支風道,為緩解局部分集問題,主風道采用間斷開孔的半封閉式混凝土預制板結構。
  1.2供試倉房儲糧情況
  項目采取11座倉房為實驗艙,具體結果見表。
  1.3實驗設備
  GLA80型谷冷機:煙臺冰輪股份有限公司,GLA85型谷冷機:北京東孚公司,糧溫檢測系統:北京金良安科技有限公司,百葉箱中安裝鐘表式電子溫濕度測定儀和干濕球溫度計,VASALA溫濕度檢測儀。
  2實驗方法
  2.1夏季谷冷機冷卻通風
  華南地區夏季最高氣溫可達38度,且持續時間長,糧溫隨之快速上升,易引起糧堆,糧面發熱,多年實驗嘗試表明,最有效的降低糧溫抑制糧食發熱的方法是谷冷機通風降溫,現在使用谷冷機通風發熱異常糧情的有效性已得到充分驗證,但對其經濟性尚未有深入研究,在以往的谷冷機冷卻作業基礎上,重點從谷冷機的時機選擇和方式革新等方面入手,嘗試在維持降溫效果的前提下,縮短谷冷機凈作業時間,探索更為有效,經濟的谷冷通風經濟運行模式。
  2.1.1一倉一機短時冷卻通風方法
  借鑒高大平房倉的分區谷冷機冷卻通風方法,淺圓倉僅使用一臺谷冷機,在充分利用糧堆冷心的基礎上,對糧堆表層進行快速降溫,均衡糧堆溫度。
  選取Q45.Q16.Q53,Q55-1等4個玉米倉進行試驗,將糧堆表層3m內高溫點積熱排出,實現降溫。
  (1)作業時間,各實驗倉的冷卻通風時間分別為Q45倉2012年5月23-25日,總冷通51h,16倉2012年7月16-20日,總冷通50h,Q53倉2012年6月5-7日,總冷通52h,Q55-1倉2012奶奶8月21-26日,總冷通38h。
  (2)環境情況,各實驗艙冷卻通風期間的環境平均溫濕度和天氣狀況為: Q45倉29.5℃/67.2%,大部分天氣為多晴到陰有雨,Q16倉31℃/62.5%,天氣多為晴天。Q53倉28.3℃/62%,大部分天氣為多云到晴,Q55-1倉11.5℃/17.0%。
  (3)送風溫濕度情況,各實驗艙冷卻通風期間的送風平均溫濕度為:Q45倉18.1℃/72.0%,Q16倉12.8℃/75.8%,Q53倉11.5℃/76.0%。Q55-1倉11.5%℃/76.0%。
  2.1.2全倉段時間冷卻通風方法
  充分利用糧堆的冷心,使用2臺谷冷機進行全倉快速冷卻降溫,處理糧面發熱異常的方法。
  選取Q51,,Q52-1,Q73等三個玉米倉進行試驗,將糧堆表層3m內高溫點和積熱排出,實現降溫。
  (1)作業時間,各實驗艙的冷卻通風時間分別為Q51倉2012年4月25-27日,總冷通34h.Q52-1倉2011年8月19-21日,總冷通38h,Q73倉2011年6月16-17日,總冷通29h。
  (2)環境情況,各實驗艙冷卻通風期間的環境平均溫濕度和天氣情況為:Q51倉28.3℃/65,8%,天氣為多晴到陰有雨,Q52-1倉31.3℃/56.8%,天氣多為晴天,Q73倉29℃/64.5%天氣多為多云到晴。
  (3)送風溫濕度情況。各實驗艙冷卻通風期間的送風平均溫濕度為:Q51倉13.1℃/73.2%,:Q52倉12.3℃/73.2%,Q73倉12.2℃/77.2%。
  2.2冬季谷冷機保水降溫通風
  以夏季谷冷機降溫為基礎,在冬季使用可調節送風濕度的谷冷機代替離心風機對糧堆進行冷卻降溫通風,以期達到降溫同時保水的目的,減少通風環境的糧食水分散失。
  選取Q14,Q52.Q55,Q62等4個大豆和玉米倉進行試驗和玉米倉進行試驗,將糧堆表層3m內高熱點積熱排出,全倉平均糧溫降至18℃左右,最高糧溫不超過25℃。
  (1)作業時間,各試驗倉的冷卻通風時間分別為Q14倉2011年12月8日-22日,總冷通139.5h,Q52倉2012年11月28日-12月1日,總冷通71.0h。
  (2)環境情況,各試驗倉冷卻通風期間的環境平均溫濕度和天氣情況為:Q14倉19.7℃/63,。7%,天氣為多云到晴。Q52倉15.0℃/87.6%,Q62倉16℃/87.3%天氣多小雨。
  (3)送風濕度溫度情況,各實驗艙冷卻通風期間的送風平均溫濕度為:Q14倉14.5 ℃/72.2%,Q52倉12℃/76.6%,Q55倉12.5%77.7%,Q62倉12.3%℃/77.6%。
  2.3數據的測試與分析
  2.3.1谷冷機的參數設置分析
  主要檢測谷冷機冷卻的送風溫濕度,用手持式溫濕度檢測儀每12h檢測一次,并做好記錄分析,如實際數據與谷冷機送風溫濕度相差1.0℃和5.%以上的范圍,需要對參數進行校正。
  2.3.2糧食質量檢測分析
  檢測項目主要是糧食的水分,每次冷卻前檢測一次,冷卻停機2d后扦樣檢測一次。
  2.3.3溫濕度檢測及分析
  檢測項目內容包括糧溫,倉溫,氣溫,倉濕和大氣濕度等,利用糧情測控系統進行定時巡查和連續跟蹤檢測,每12h至少測定一次。對溫濕度檢測結果做好記錄,并分析糧溫變化情況及各種冷卻方式的有效性。
  2.3.4成本統計分析
  詳細記錄谷冷機冷卻通風作業的能耗費直接費用,分析各種冷卻方式的經濟性。
  3結果與分析
  3.1降溫結果
  3.1.1一倉一機短時冷卻通風方法的降溫效果
  在冷卻通風后,各實驗艙的糧溫均有不同程度下降,其中高溫點平均降幅5.1℃,平均糧溫下降至20.0℃左右,糧堆表層(糧下面3m)溫度監督降低幅度尤為明顯,由平均28.8℃降到21.8℃。
  綜上分析,上述4個實驗艙經過單機谷冷降溫后,糧堆表層降溫明顯,其積熱高溫層均已通出糧面,糧堆局部的高溫點消除,糧溫均衡,基本達到預期作業目標,冷通效果較好。
  3.1.2全倉短時冷卻通風方法的降溫效果
  由表可知,各實驗艙冷卻通風前糧溫相對較低,糧堆存在較大冷心,經冷通后,實驗艙的表層糧溫降幅較大,達到10.9℃,表層積熱均已通出糧面,糧堆局部高溫點也明顯下降,其中最高溫由39.8℃降至29.1℃。糧堆各部位糧溫均降至正常水平,各層面糧溫相對均勻,基本達到預期作業目標,冷風效果良好。
  3.1.3冬季谷冷機通風方法降溫效果
  各實驗玉米倉在冷卻通風后糧食平均溫度達到18℃,糧溫最高點在25℃以下,各糧層溫度已達到了準低溫儲糧度標準,Q14大豆實驗艙的降溫效果降溫較差,糧堆的平均糧溫至17.5℃。局部高溫點仍有29.8℃,由于糧堆冷通前沒有明顯冷心,再之大豆入倉自動分級嚴重,糧溫均衡,通風效果良好,大豆實驗艙降溫效果較差,糧堆仍有局部高溫點存在。
  3.2水分變化情況
  在各實驗艙的冷通前后,分別在通風地槽的副進風口B4方位設置了取樣點,玉米實驗艙的糧食水分變化幅度為0.0%-0.1%之間,糧食水分沒有增加,減少也甚微,其中三個冬季冷通的倉基本達到保水降溫目的,分析原因主要是冷通時間較長,比玉米冷通時間多1-3倍,再之其冷通前糧溫相對玉米倉較高,平均為24.7℃,在冷通工程中會加速水分散失。
  3.3能耗情況
  一機一倉冷通各實驗艙的單位能耗比全倉短時冷通實驗略高,但其噸糧耗電比全倉短時的冷通實驗倉底32.3%,由此可見,一機一倉冷通法幣全倉短時冷通方法降溫速率稍高,但能耗更低。
  冬季保水冷通的試驗倉單位能耗范圍,大豆試驗倉的單位能耗范圍和噸糧耗電明顯比玉米實驗艙低高,其中單位能耗高達2倍,而噸糧耗電高出將近4倍,經分析,主要是大豆冷通前的糧溫偏高,為達到降溫目標溫度,所需通風時間較長,所以能耗方面偏高。
  綜上所訴,玉米倉實驗艙單位能耗遠低于淺圓倉冷卻通風規范要求。其通風降溫效率是高效的,而大豆實驗艙的單位能耗雖然略低于規范要求,但其噸糧能耗偏高,降溫效率稍差。
  3.4經濟效益分析
  從表可知,夏季短時谷冷通風的實驗艙冷通后的糧食水分降低平均為0.03%,噸糧能耗費用平均為0,39元,常規谷冷通風處理糧堆表層積熱噸糧能耗平均為3.12元,糧食水分降低平均為0.36%,冷通在噸糧能耗費用比以往谷冷方法降低87.5^%。水分降低減少0.33%,在夏季冷通過程中,通過對冷通方法方式的革新,能有效降低能耗,并產生可觀的經濟效益。
  3.4.2冬季保水冷通經濟效益分析
  在冬季保水冷通中,玉米實驗艙冷通后的糧食水分降低平均為0.03%,噸糧能耗平均費用為0.65元,常規冬季通風噸糧能耗平均為0.56元,糧食水分降低平均為0.36%,谷冷實驗艙的噸糧增加經濟效益約為9.88元,噸糧能耗費用僅比離心風機通風增加了0,09元。
  綜上所述,在冬季使用谷冷機對有一定冷心的玉米糧堆進行保水通風降溫具有較好的經濟效益,但此冷通方法對大都進行通風能耗高,且糧食散失水分較大.
  4結論
  試驗表明,冬季在華南地區對淺圓倉的有一定程度的冷心玉米使用谷冷機進行通風保溫,不僅有良好的保水,降溫效果,減少了糧食保管過程中水分散失,增加經濟效益,符合安全經濟有效的儲糧原則。
  夏季采用一倉一機短時谷冷或全倉短時谷冷通風方式,處理糧堆表層積熱和異常糧情,具有降溫效率高,冷通成本低,保水效果好等特點。
  冬季使用谷冷機綜合效果更好,主要體現在谷冷機通風效率高,其次輸出溫濕度穩定,保持通風連續性,第三可以根據保水通風需要,設定所需溫濕度,達到保水的目的。
  5存在的問題
  (1)冬季的環境氣溫相對較低,在某個時段大氣環境的絕對濕度有可能小于糧堆的平衡絕對濕度,此時谷冷機冷通作業受到限制,將會影響冷通效率和效果。
  (2)谷冷機冷通作業中,糧堆可能存在局部通風盲區,會存在局部高溫點,如淺圓倉糧面中心雜志聚集部位。
  (3)由于受庫存糧食的品種和糧情所限制,本次試驗多在有一定冷心的玉米倉進行,對系統,全面研究谷冷保水降耗的通風工藝仍缺乏一定試驗數據,還有待進一步試驗研究。
  (4)谷冷處理局部糧情異常時,處理大豆異常時的單位能耗處理玉米的高,主要是大豆局部異常處理所需時間更長,處理難度更大,水分散失因此增加,保水效果較玉米查。
  參考文獻:
  [1]LST/T1204-2002谷物冷卻機低溫儲糧技術規程[S]
  作者:胡斌1 2 ,施澤偉2 ,莊則敏2
  1.河南工業大學 河南 鄭州 450001
  2.廣東華南糧食交易中心 廣東 廣州 510620
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