平房仓稻谷储藏膜下内环流通风试验报告

◎刘长生，赵 旭，李 佳，高树成，曹 毅，白亮华

（1.辽宁省粮食科学研究所， 辽宁 沈阳 110032；2.凌海市粮食储备库有限公司，辽宁 锦州 121002）

内环流通风控温储粮技术，可以充分利用夏季粮堆“冷心”冷量，控制上层粮食温度升高，实现全仓夏季低能耗安全储粮。该项技术在我国北方地区大型仓储粮研究和应用较多。张美丽等[1]在河南新乡地区平房仓应用内环流和稻壳压盖技术开展稻谷储存试验，6—8 月最高粮温为24 ℃，上层平均粮温为22 ℃。陈明伟等[2]在山东淄博地区平房仓应用内环流技术开展小麦控温储藏试验，将粮温控制在25 ℃以下，夏季通风单位能耗0.211 kW·h·t-1。吴镇等[3]在天津地区平房仓应用内环流技术开展小麦控温储藏试验，高温季节试验仓粮温明显低于对照仓。祁智慧[4]等在吉林延吉地区平房仓应用内环流技术辅以棉被压盖技术，开展了粳稻控温储藏试验，有效控制粮仓内和粮堆温湿度,延缓稻谷品质下降,减少储藏期间水分损耗。吴广[5]在辽宁阜新地区浅圆仓应用内环流技术开展控温储藏玉米试验，高温季节有效控制粮温升高，玉米水分基本不变。李佳[6]在辽宁本溪地区平房仓应用内环流技术开展控温储藏稻谷试验，实现高温季表层平均粮温19.5 ℃。内环流技术对仓房隔热性能要求较高，如果仓房隔热性能差，会影响控温效果和减少控温持续时间，增加电能消耗。刘长生等[7]开展了粮仓表面温度测试与分析，研究结果表明，仓顶是仓房夏季热量传入的主要部位。为了解决储粮仓房隔热性能差，提高控温储粮效果，对凌海市粮食储备库9 号平房仓安装了膜下内环流通风控温系统并开展了膜下内环流通风控温试验。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仓房及储粮

试验仓9 号平房仓，储藏稻谷1 000 t，粮堆尺寸31.68 m×14.73 m×3.5 m，仓内空间高度2 ～3 m 。仓房前后两侧对称分布仓窗8 对，仓前设置大门1 个，配有隔热门窗。仓下一侧设置不锈钢快开式隔热机械通风口2 个，分别连接仓内仓房地上笼通风道1 机4道和1 机3 道。前后两侧上部仓墙对称设置2P 空调各2 台。粮情检测系统型号CK2004。仓内储粮具体情况见表1。

表1 9 号仓储粮基本情况表

1.1.2 环流通风管道

与仓下2 个机械通风口分别连接的环流通风系统各1 套，环流风机功率1.1 kW，仓外不锈钢环流管道内径为90 mm，外径为130 mm，隔热层厚度为20 mm。粮面上膜下布设PVC 通风管道2 套，都是1 机4 道，主风管直径为110 mm，开孔支风管直径为75 mm，支风管间距为4 m。PVC 通风管道及测点分布图见图1。

图1 膜下PVC 通风管道及测点分布图

1.1.3 检测仪表

试验期间开展技术参数测试所用主要仪表见表2。

表2 主要测试用仪表性能参数表

1.2 方法

在通风前后对粮堆分3 层，每层8 点取样检测稻谷水分，见图2。

图2 水分检测扦样点分布图

2 上层粮温检测点分布图

（1）粮面用单层0.12 mm 厚塑料薄膜压盖，塑料薄膜与墙壁之间用薄膜专用卡槽卡簧固定。

（2）在仓外环流管道入口、仓内出口布设温湿度记录仪检测点。在左侧支风管布设检测点8 个，见图1。

（3）开启环流风机通风。

（4）用测温系统每日早晚各检测粮温1 次。

（5）通风期间，在检测点检测风速、温湿度、静压。

（6）对粮堆左侧半仓，粮面取5 点，见图3，人工检测空间温湿度、上层粮温。

图3 温湿度及上层粮温检测扦样点分布图

3 结果与分析

3.1 风速及静压测试

3.1.1 主风管风速及静压

主风管仓内出口风速及静压检测数据见表3。由表3 可知，主风管出口平均风速23.2 m·s-1，根据主风管直径90 mm，计算风机（主风管出口）实际风量为531 m3·h-1。主风管出口平均静压345 Pa，风机入口静压-273 Pa。

表3 主风管出口风速及静压数据表

3.1.2 支风管风速

每根支风管分等长3 段，每段开孔数量不同，连接主风管的第1 段开孔数量少，远离主风管的第3 段开孔数量多。为了减少测试点开孔对通风系统运行的影响，测试只选定图1 中左侧环流通风系统，支风管测点8 点分布见图1，风速检测数据见表4。由表4 知：同一支风管中点风速比较，以支风管1 为例，平均风速别为8.3 m·s-1、4.6 m·s-1和2.5 m·s-1，呈依次降低趋势，风速比值分别为1.80 和1.84，比值相当。4 个支风管第1 段中点平均风速：支风管1 的平均风速为8.3 m·s-1，与支风管4 的平均风速8.5 m·s-1相当。支风管2、支风管3 的平均风速分别为6.4 m·s-1和5.7 m·s-1，明显低于支风管1 和支风管4。支风管第2 段中点风速：支风管1 的平均风速为4.6 m·s-1，明显高于支风管3 的平均风速2.9 m·s-1。支风管第3 段中点风速：支风管1 的平均风速为2.5 m·s-1，高于支风管3 的平均风速1.5 m·s-1。对支风管同一截面的2 个检测点风速进行比较，以支风管第1 段中点风速为例，靠近粮面的截面第2 点风速8.04 m·s-1，明显低于远离粮面的截面第1 点风速8.52 m·s-1。

表4 环流通风系统1 支风管风速数据表

3.1.3 支风管静压

表5 为环流通风系统1 支风管静压数据表。由表5 知：同一支风管3 段中点静压比较，以支风管1 为例，静压为7.5 Pa、2.5 Pa 和1.0 Pa，呈依次降低趋势。4 个支风管第1段中点静压：支风管4的平均静压为8.0 Pa 最高，支风管1 至支风管3 的平均静压为7.5 Pa、5.5 Pa、5.0 Pa，支风管2、支风管3 的平均静压接近，明显低于支风管1 和支风管4。支风管第2 段中点静压：支风管1的平均静压为2.5 Pa ，略高于支风管3 的平均静压2.0 Pa。支风管第3 段中点平均静压相当，都为1.0 Pa。

表5 环流通风系统1 支风管静压数据表

3.2 粮温变化

3.2.1 上层粮温变化

用数显温度计检测粮堆上层1.0 m 的粮食温度，用探子温度计检测粮堆上层1.5～2.5 m 的粮食温度，检测数据见表6。由表6 可知：经过24 h 环流通风，粮面平均温度降低1.9 ℃，0.5 m 深平均粮温升高1.0 ℃，1.0 m深平均粮温升高0.6 ℃，1.5～2.5 m 深粮温变化不明显。上层粮温以14 日为例，粮面、0.5 m 深、1.0 m 深粮食温度温差分别是0.5 ℃、0.2 ℃和0.6 ℃，粮温均匀性较好；1.5 m 深、2.0 m 深、2.5 m 深粮食温度温差分别是3.0 ℃、2.0 ℃和4.5 ℃，粮温均匀性较差。仓内膜上空间温差较高，达到2.6 ℃。

表6 上层粮温测试数据表

3.2.2 全仓粮温变化

通风期间，用粮仓的电子测温系统每天8:30 检测粮温，对数据进行汇总并绘制粮温曲线，粮温变化曲线见图4。由图4 可知，在环流通风期间，仓外温度在25 ℃以上，粮食最高温度与仓内空间温度相当。1 层粮温18 日前明显降低，降低3.3 ℃；18 日后明显升高，升高2.6 ℃；3 层平均粮温在整个通风期间有明显升高，升高5.4 ℃； 2、4 层平均粮温、最低粮温和全仓平均粮温略有升高。

图4 环流通风期间粮温变化曲线图

3.3 粮食水分变化

将通风前后粮堆稻谷水分检测数据汇总并进行统计，形成表7。由表7 可知：上层稻谷平均水分升高0.2%，中层稻谷平均水分不变，下层稻谷平均水分降低0.1%；全仓稻谷平均水分不变。1、2、7、8 点上层水分升高，其他点各层水分有升有降。全仓最高水分降低0.2%，最低水分升高0.1%。

表7 粮食水分测试数据表

4 结论

（1）膜下环流通风控温效果明显，通风4 d，上层平均粮温从22.5 ℃降低到19.2 ℃。

（2）粮面下0 m、0.5 m、1.0 m 深粮层粮食温度均匀性较好，最大温差分别是0.5 ℃、0.2 ℃、0.6 ℃；1.5 m 深、2.0 m 深、2.5 m 深粮层粮食温度均匀性较差，最大温差分别是3.0 ℃、2.0 ℃和4.5 ℃。

（3）从仓内膜上空间温差较高及1 层粮温变化明显看，单层塑料薄膜隔热效果一般。

（4）采用下行式环流通风，未出现塑料薄膜鼓包现象，说明采用这种粮面上支风管道的膜下环流通风可行。

（5）支风管中间两根管比两侧两根管的风速偏低，说明这种“一机四道”布管形式存在风速不均的系统缺陷。