王涛
中央储备粮泰安直属库有限公司（泰安 271000）
为贯彻落实新发展理念，做到“藏粮于技”，中国储备粮管理集团有限公司在科技创新与应用上下足功夫，近年来研发了一大批科技储粮技术，其中最有代表性的是“内环流控温储粮技术与应用开发”，目前已经在中储粮系统甚至整个粮食储备领域全面推广，通过实际应用，粮仓内达到准低温甚至低温储粮技术标准的概率明显上升。粮堆蓄冷是使用内环流控温技术的先决条件，冬季通过风机将自然冷源送入粮堆，将粮堆的平均温度降到5 ℃以下，最高温度降至15 ℃以下，确保“冷芯”充足[1]。为更好地指导粮堆蓄冷作业，寻求既能适应各种外界天气、快速达到降温效果又能降低能耗、减少水分损失的通风措施，中央储备粮泰安直属库有限公司结合前期工作经验首先对通风机械进行了选择，舍弃了能耗较高的离心风机，选择了节能型强力轴流通风机，通过对上行压入式、下行吸出式两种通风方式试验效果的分析，提出了较好的蓄冷措施。
1.1 仓房及储存规模
选取仓房基本情况与粮食储存情况相同的19号、29号两口仓房为试验仓房，均为1999年建成，砖混结构、折线形屋架和预制混凝土板屋面，保温措施是保温门窗和仓顶菱镁板架空隔热，每仓有8个通风窗，平均分布在南北两侧[2]。
1.1.1 19号仓仓房基本情况和储粮情况
仓型为高大平房仓，长39.22 m、宽20.22 m、装粮线高6 m，设计仓容3 547 t，储存品种为小麦，装粮3 540 t，产地山东，2021年6月22日入库，粮堆高5.64 m，等级一等，容重794 g/L，杂质0.3%，不完善粒6.7%，水分12.5%。
1.1.2 29号仓仓房基本情况和储粮情况
仓型为高大平房仓，长39.22 m、宽20.22 m、装粮线高6 m，设计仓容3 547 t，储存品种为小麦，装粮3 545 t，产地山东，2021年6月27日入库，粮堆高5.67 m，等级一等，容重793 g/L，杂质0.2%，不完善粒6.5%，水分12.4%。
1.2 通风道配置（图1）
图1 风道布置图
两个试验仓房同为4个通风口，全部在仓房的北侧，采用地上笼通风系统，一机三道，通风途径比1∶1.3，支风道间距3.27 m，采用半圆形鱼鳞式热轧镀锌板，直径0.8 m、高0.4 m，开孔率30%，符合Q/ZCL T2—2007《机械通风降温储粮技术规程》[3]的有关要求。
1.3 风机配置
两个试验仓房均配备4台相同的节能型强力轴流通风机（图2和图3），型号CZTY-315，额定风量5 100～8 100 m3/h，额定功率2.2 kW，额定风压590～790 Pa，每个通风口安装一台，使用防爆型航空插座，通风开始前按照各仓确定的通风方式调节好风叶转向。
图2 风机配置图
图3 风机铭牌
1.4 粮情检测系统
两个试验仓房均使用的是北京佳华科技生产的JHOPI-II型粮情检测系统（图4）。仓内测温电缆采用“四层五行八列”设置，层间距1.8 m、行间距4.75 m、列间距5.4 m，全仓共有电缆40根、检测点160个，符合LS/T 1203—2002《粮情测控系统》[4]的有关要求。
图4 粮情测控系统主机
1.5 电能表
两个试验仓房均使用的是青岛青表电器仪表有限公司生产的DTS2026型三相四线电子式有功电能表，符合GB/T 17215.321—008《交流电测量设备 特殊要求 第21部分：静止式有功电能表》[5]的有关要求。19号仓初始电表读数7 140 kW·h；
29号仓初始电表读数7 073 kW·h。
2.1 19号仓通风方案
19号仓采用上行压入式通风，开机前再次复核风机气流方向，打开8个通风窗，同时开启4台节能型强力轴流通风机，使自然冷气流从风机、通风道进入粮堆，从下往上经粮堆、粮面、通风窗排出仓外，带走粮堆内的热量，对粮堆进行降温蓄冷。在通风过程中，密切关注仓内滴水、粮面结露的情况。
图5 上行压入式通风示意图
2.2 29号仓通风方案
29号仓采取下行吸出式通风，开机前再次复核风机气流方向，打开8个通风窗，同时开启4台节能型强力轴流通风机，使自然冷气流从通风窗、粮面进入粮堆，从上往下经粮堆、通风道、风机排出仓外，带走粮堆内热量，对粮堆进行降温蓄冷。
图6 下行吸出式通风示意图
3.1 通风目标
两个试验仓冬季蓄冷控温目标：平均粮温不超过5 ℃，局部最高粮温不超过15 ℃。
3.2 确定通风时间和结束时间
2021年12月16日，天气晴，气温2.5 ℃、湿度62%，满足开始通风的条件，可以进行通风蓄冷，通风过程中根据粮温及天气情况采取间歇式通风方式，每天记录开、停机的时间，累计通风时长。12月16日至12月22日两个试验仓同时进行通风、同时开停风机，12月22日29号仓达到蓄冷目标结束通风，19号仓继续通风至12月28日（其中12月24日—26日因雨夹雪未进行通风）。
19号仓2021年12月28日，最高粮温13.2 ℃、平均粮温4.4 ℃，达到蓄冷目标，结束通风，电表读数8 144 kW·h；
29号仓2021年12月22日，最高粮温13.6℃、平均粮温4.5 ℃，达到蓄冷目标，结束通风，电表读数7 841 kW·h。
3.3 汇总试验结果
通风过程中，每天8时30分对试验仓的粮温进行提取，进仓进行检查有无结露、滴水等现象，对两个试验仓的粮温变化进行了汇总统计，方便比较[6]。
表1 19号仓蓄冷粮温变化汇总表 单位：℃
表2 29号仓蓄冷粮温变化汇总表 单位：℃
4.1 19号仓通风结果分析
以19号仓单个试验仓粮温变化分析，通风采用上行压入式，气流自下而上，初始第4层的温度变化较其他层明显，降温幅度大，随着通风的进行，相对高温区逐渐上移，直至移除粮面，期间在粮面因湿热空气与外界冷空气接触发生结露的可能性比较大。通风结束后，粮温比较均匀，4层平均粮温相差较小，通风共累计132 h，平均降温速度为0.054 ℃/h，总用电量1 230 kW·h，单位能耗0.039 kW·h/（℃·t）。通风结束后，经综合扦样并105 ℃恒重法水分检测，通风后综合水分为12.5%，与通风前保持不变。
4.2 29号仓通风结果分析
以29号仓单个试验仓粮温变化分析，通风采用下行吸出式，气流自上而下，初始第1层的温度变化较其他层明显，降温幅度大，随着通风的进行，相对高温区逐渐下移，直至移除仓外，通风结束后粮温比较均匀，第4层平均粮温相对较高。通风共累计96 h，平均降温速度为0.079 ℃/h，总用电量768 kW·h，单位能耗0.028 kW·h/（℃·t）。通风结束后，经综合扦样并105 ℃恒重法水分检测，通风后综合水分为12.4%，与通风前保持不变。
4.3 19号仓和29号仓通风结果对比分析
对两个试验仓进行对比分析，29号仓明显降温速度快、效率高，总耗电量和单位能耗明显低于19号仓，但各层平均粮温的温差相对较大，通风后粮温相对不均匀[7]。
分析认为上行压入式轴流风机通风适用于气温较低、能长时间进行通风作业的天气条件，通风效果均匀、水分损失少，但通风效率不高，容易在粮面、墙边、屋顶产生结露，能耗因通风时间长而显著增加[8]。下行吸出式轴流风机通风在冬季蓄冷中优势比较明显，能在外界天气多变的情况下抓住有利气温完成快速通风，并能最大限度地减少水分损失，能耗低、效果佳，不易发生结露，但也部分存在通风后各层粮温相对不均匀、仓房内尘土较多等情况，综合判断认为下行吸出式轴流风机通风在冬季粮堆蓄冷中应用推广价值较高。
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