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谷冷机在华南地区高大浅圆仓中的应用

Time:2014-11-04 15:38 Author:admin Click:
  谷冷机在华南地区高大浅圆仓中的应用
                           刘进吉,李松伟,曾卓,周延智
               (广东省储备粮管理总公司东莞直属库, 广东 东莞 523145)
    摘要: 利用谷冷机在高温季节对高大浅圆仓中所储玉米进行降温,研究了谷冷过程中粮堆各层粮温的变化规律。在谷冷的同时,结合粮堆局部处理机对局部高温点进行处理,研究了处理过程中高温点粮温随时间的变化规律,探讨了采取负压抽风破坏原通风路径对处理局部高温点的效果。
    关键词: 高大浅圆仓;谷冷;局部处理;负压抽风
    中图分类号: S 379.3 文献标志码: B 文章编号: 1007-6395(2011)04-0075-02
    浅圆仓作为一种新仓型,是20 世纪90 年代初由“利用世界银行贷款改善中国粮食流通”项目引入中国,自1998 年以来又相继在全国建造了一批用于粮食储备的浅圆仓。浅圆仓较原有仓型具有占地面积小、单仓容量大、机械化程度高、经济合理等诸多方面的优势,正逐渐成为许多新建粮库的主力仓型。但是,浅圆仓杂质聚集问题突出,自动分级现象严重[1],粮食自动分级导致杂质聚集在中心减压管附近,容易滋生虫害,造成粮堆局部发热。针对这一情况,采取局部处理机能够取得一定效果[2],但华南储粮区高温、高湿, 处理效果不理想, 并且容易反复。
    谷物冷却低温储粮技术在我国已经获得成功,并已经展现出广阔的推广应用前景[3],具有可观的经济效益。通过研究华南地区谷冷通风在高大浅圆仓中的整体降温效果,分析谷冷前后水分变化以及核算谷冷降温成本,发现谷冷降温在华南储粮区高温季节用以降低高大浅圆仓基础粮温,是行之有效的控温储粮方法[4]。
    通过在高温季节利用谷冷机对高大浅圆仓所储的玉米进行处理,研究了谷冷通风对高大浅园仓中不同层面的降温效果,并重点探索了谷冷机结合局部处理机处理局部高温异常点的效果[5]。
    1· 试验材料和方法
    1.1 试验仓房
    选取我库404 号浅圆仓作为试验仓房, 直径25m,设计装粮高度30.4 m,仓容11 000 t,配有23根测温电缆,分1、8、14 内中外三圈布置,垂直层面上每隔2 m 一个电子传感器。风道采用内中外三圈的环形地槽风道,仓内配有中心减压管,仓顶设有4个自然通风口和4 个机械通风口。
    1.2 试验用品
    谷冷机: 型号HLC-105II 和HLC-105III 各一台;测温电缆:数字式;局部处理机:直径110 挖掘(通风)管;扦样器:JDYS 型粮仓深层取样器;单管风机:ZYTS-3000 型。
    1.3 供试粮食
    供试粮食具体指标见表1。
              
    其中10#、12#、14#、19# 及21# 测温电缆在8~10 m 处局部粮温较高。
    1.4 试验方法
    利用谷冷机进行整仓通风降温, 谷冷机设定出风温度18.6 ℃, 相对湿度80%。在距离10#、12#、14#、19# 及21# 测温电缆0.5 m 处, 利用粮堆局部处理机打通风管至发热位置, 并在12# 和19# 采取单管风机负压吸取式通风。每天定时检测粮温,记录数据,2010 年9 月17 日开始进行谷冷作业,2010 年9 月28 日停止谷冷作业,2010 年9 月29 日熏蒸。
    2· 结果与分析
    2.1 降温效果
    从图1 可以看出,在谷冷过程中,随着谷冷时间的增加,上层粮温迅速下降,中层粮温与下层粮温较小幅度地下降,平均粮温下降趋势明显。在谷冷时间达到7 d 之后,上层粮温下降趋势明显变缓,下层粮温下降趋势增大,平均粮温呈缓慢下降状态。在谷冷时间达到10 d 之后,各层粮温以及平均粮温趋于稳定,主要有以下原因。
              
    (1)谷冷初期,冷空气与仓内粮食特别是上层粮食温差较大, 单位冷空气通过热交换带走的热量较多,降温效果明显。随着平均粮温的下降并逐渐趋近于冷空气温度,热交换效率降低,冷空气带走仓内热量的能力有所下降,平均粮温下降趋势变缓。
    (2)前期通风在粮堆内已经形成固定的路径,并且越往上层冷空气的穿透能力越小, 受通风阻力的影响,冷空气较少到达通风不彻底的位置,造成该位置降温效果不明显,致使降温趋势变缓。
    (3)当上层粮温趋近于中层粮温以及下层粮温之后, 冷空气通过下层粮温并与之进行热交换之后温度已经接近中上层粮温, 造成与中上层粮食热交换能力大幅度降低, 从而出现下层粮温相对于中上层粮温下降趋势明显。
    2.2 谷冷后平均粮温变化
    从图2 可以看出, 在停止谷冷作业之后10 d内, 各层粮温以及平均粮温随着时间的增加而缓慢回升1 ℃左右, 回升幅度随着时间的推移而逐渐降低, 在10 d 之后各层粮温以及平均粮温趋于稳定,平均粮温基本保持在22.6 ℃附近。原因可能是在停止谷冷作业之后, 仓内粮食与仓内空气之间存在一个热交换过程, 从而使仓内环境逐渐趋于平衡并稳定。由图2 还可以看出,本次谷冷通透较为彻底,未出现冷后复热情况,谷冷效果明显。
               
    2.3 各高温点粮温随时间粮温变化
    由图3 可以看出,在开始谷冷第一天,各高温点粮温变化不明显,原因可能是谷冷开始阶段,冷空气经过下层粮食到达发热位置时温度已经升高, 未能或较少地与高温点进行热交换。开始谷冷的2~12 d内,各高温点粮温迅速下降,12# 和19# 测温点粮温下降至20.2 ℃附近, 粮温降幅达到10~12 ℃;10#、14# 和21# 测温点下降至28℃附近, 粮温降幅达到6~8 ℃。停止谷冷后,12# 和19# 测温点粮温从20.2℃附近逐渐回升到22.0 ℃附近, 然后趋于稳定;而10#、14# 和21# 测温点粮温在停止谷冷后一直稳定在28 ℃附近, 并有小幅降低。可能的原因:12# 和19# 测温点经过谷冷之后粮温降至20.2 ℃, 已经低于整仓平均粮温,谷冷结束后,整仓粮温逐渐平衡,故该点粮温在出现小幅回升后稳定;10#、14#、19#测温点在谷冷结束之后粮温高于平均粮温, 在整仓粮温平衡过程中该点粮温仍然缓慢降低。
                  
    从图3 还可以看出,12# 和19# 测温点最高粮温下降幅度明显大于10#、14# 和21# 测温点, 原因可能是:12# 和19# 测温点不但打有通风管,在谷冷的同时还利用离心风机进行了负压抽取, 致使冷空气较多的通过该测温点, 从而使该点粮食热交换充分,粮温大幅下降。这一现象说明了采取负压抽风破坏原通风路径迫使冷空气更多的经过高温点, 对处理局部高温点有明显效果。
    2.4 成本核算
    2 台谷冷机谷冷288 h 后, 试验仓平均粮温从26 ℃降低至21.8 ℃, 本次试验共耗电21 460 kW·h,单位能耗为0.491 kW·h/(t·℃),单位能耗满足《谷物冷却机低温储粮技术规程(试行)》中关于浅圆仓冷却通风不高于0.65 kW·h/(t·℃)的要求。电费按0.88 元/kW·h 计, 本次谷冷降温试验共花电费18885 元,吨粮成本为0.432 元/(t·℃)。
    3· 讨论   
    (1)从试验结果可以看出,在高温季节利用谷冷机处理高大浅圆仓所储粮食,可以有效地降低各层粮温以及平均粮温,在华南储粮区是行之有效的控温储粮方法。
    (2)利用局部处理机结合谷冷作业可以有效地降低局部高温点粮温,降温迅速,效果明显,是处理高大浅圆仓局部发热的一种有效方法。
    (3)采取负压抽风破坏原通风路径迫使冷空气更多地经过高温点,对处理局部高温点有明显效果,这也为我们在谷冷通风以及冬季机械通风时处理通风死角提供了新的解决方法。
    (4)在谷冷结束后,迅速采取环流熏蒸,以达到杀死储粮害虫、抑制霉菌生长的目的。从试验可以看出,采取此方法能有效防止粮温复热。
    (5)目前谷冷作业均采用整仓谷冷方式。尽管单位能耗较低,但由于高大浅圆仓粮食基数较大,总能耗仍较大, 后续试验应探讨如何利用谷冷机采取局部谷冷的方法,从而大幅降低谷冷能耗。
参考文献:
[1]周延智,李松伟,曾卓. 浅圆仓杂质分布规律的研究[J]. 粮油仓储科技通讯, 2009(4):14-16.
[2]庞宗飞,颜志强,张初阳,等. 立筒仓采用粮堆局部处理机通风降温实验[J].粮油仓储科技通讯, 2005(1):12-13.
[3]姜义平,于洪海,王莉.二十一世纪谷物储存的革命———谷物冷却机[J].低温与特气,2001(2):13-14.
[4]曾卓,周延智,李松伟,等.华南地区高大浅圆仓谷冷降温实验初探[J].粮油加工,2009(11):
[5]李松伟,杨壮,刘进吉,等.浅谈高大浅圆仓不同风机通风降温效果[J].粮食加工,2010(6):84-87.(Responsible editor:admin)
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