关于横向通风工艺技术集成的新探索
时间：2022-12-06 21:20:02 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
周 刚，李胜盛
（1.新疆维吾尔族自治区粮油科学研究所，乌鲁木齐 830004；
2.永登山河粮食机械有限责任公司，甘肃 永登 730300）
平房仓横向通风作为储粮新的通风技术正在国内推广应用，其工艺特点是“风道上墙、粮面覆膜、负压通风”。和垂直通风相比较，具有出入库作业方便，单位通风阻力小，空气途径比小，空气路径增大，粮堆热交换更加充分等优点。
1.1 横向通风的结构
主要由支风道和主风道组成， 改变竖直通风方式中通风管网在仓房地面铺设的形式， 将支风道竖直安装在仓内墙体上， 支风道上末端低于粮面500 mm 左右，主风道安装在墙体与室内地坪的墙角处，支风道下端和安装在墙角的主通风道连通， 同时主通风道又与通风口连通，前后沿墙对称布置。图1 为仓房横向通风图。
图1 仓内横向通风图
1.2 横向通风的原理
首先，粮食装至堆粮线后，平整好粮面后进行粮面覆膜处理，为了保证通风效果，粮膜接缝及粮膜与墙体之间的密封必须达到气密性要求。其次，将风机进风口用加筋软连接与A 面墙体上的通风口连接，打开B 面墙体外的通风口密封门， 开启风机进行负压通风，风机经A 面墙通风口、主风道及支风道将仓内空气吸出，使仓内形成负压，仓外空气从B 面墙的通风口主风道及支风道进入仓内， 水平穿过粮层，经A 面墙支风道汇入A 面墙主风道，由风机经A 面墙通风口送出另一边仓外， 达到置换粮堆内空气的目的。
1.3 环流熏蒸原理
横向通风环流熏蒸原理如图2 所示， 采用横向通风时环流熏蒸结构也有所改变， 环流风机安装在仓房A 面墙体外侧，环流风机进风口连接负压环流管，出风口连接正压环流管，负压环流管穿过墙体与仓内A 面墙体的主风道连通，正压通风管穿过墙体连接至预埋在仓内地坪下的管道与B 面墙体主风道连通，如此构成一个闭合横向环流系统。开启环流风机，A 面墙体主风道及支风道为负压状态，B 面墙体主风道及支风道为正压状态， 气流经过粮堆从正压向负压方向横向流动， 实现了内部气流穿过粮堆闭环循环流动的目的。
图2 横向通风环流熏蒸原理图
利用冬季仓外自然低温空气对粮堆进行通风降温和蓄冷，是粮食仓储业抑制粮食虫害、保障粮食品质实现绿色储粮的主要手段之一， 也成为粮食储备库的广泛共识。
2.1 内环流设备构成
和环流熏蒸一样，内环流同样由环流风机、正压风管、负压风管构成，使其成为一个闭路环流系统，为了减少外界温度的影响， 风管通常要做保温隔热处理，设备数量配置根据通风管网的排布而定。比如48×24 m 仓房一般采用一机三风道， 共三组通风管网组成内环流系统。
2.2 内环流控温原理
冬季通风降温在粮堆中储备冷源是内环流控温技术的前提，当夏季外界温度升高时，粮堆表层及四周温度随之上升，为了抑制该区域粮温升高，利用内循环系统使粮堆内空气循环流动而达到仓内粮食“均温”，粮堆中心大量的“冷心”低温空气送到粮堆的“热皮”，从而达到抑制表层及四周粮温上升过快的目的，实现准低温储粮，图3 为纵向通风内循环原理示意图。
图3 纵向通风内循环原理示意图
2.3 纵向通风控温应用效果
从纵向通风实际应用情况来看， 距四周墙面800~1 000 mm 的位置，控温效果并不显著，分析原因主要是采用地上风道垂直通风时， 因空气途径比大，四周墙面附近风量微小或存在通风死角现象等。
利用空气温湿度调节器进行保水降温通风是近几年探索的新储粮技术手段之一， 这为北方干燥地区粮食存储环节的降耗减损、保障粮食品质，尤其是对提高稻谷的加工品质提供了简单、实用、经济的技术方法。
其原理如图4 所示：
图4 粮食储粮保水降温通风示意图
在北方干旱地区， 往往很少有适合保水通风的自然条件， 利用空气调节器将外界干热空气增湿降温后经通风口送入粮堆，置换粮堆中干热空气，实现保湿降温的目的。
4.1 技术集成背景
目前，横向通风、内环流控温及保水降温通风处于推广应用阶段，技术及设备工艺缺乏有机衔接，技术分散，设备零乱，表现出如下几方面的问题：
（1）缺乏系统规划，技术路线及设备选型零乱。
（2）安装在仓房的设备繁多，管道及控制柜重复设置。
（3）影响仓房整洁性和美观性。
（4）重复投资，加大了储粮成本。
（5）各技术体系相对独立，为实际操作带来诸多不便。
4.2 集成方案
（1）横向通风在前后墙内壁上对称布置了通风笼，在粮面压膜进行密封，这为内环流技术提供了基础保障，利用对称排布在相对墙体上的通风风道，省去了PVC 回流管的铺设，改变原来纵向环流技术为横向环流技术。
（2）单面沿墙通风笼贯通一体的特性，使得整仓采用一组内环流设备即可实现以前多组设备功能。
（3）内环流控温和环流熏蒸虽然工艺目标不同，但工作原理完全一致，合理计算气流管道通径，兼顾各自工艺特点可将二者合二为一。
（4）将空气温湿度调节器串联接入环流管道中，循环气流经空气温湿度调节器增湿降温后， 再送入粮堆， 如此往复循环有利于提高保水降温通风工作效率。
（5）横向通风仓内储粮结构形式，由于空气途径比小，空气流动更加均匀，气流在粮堆中的流动路线是纵向通风的3~4 倍，使得空气与粮食的热交换更加充分，有利于提高通风工艺效率。
4.3 集成后设备构成
横向通风工艺集成主要由横向通风系统1 套、环流风机1 台、正负压环流管及阀门各1 套、空气温湿度调节器1 台、控制柜1 套组成。横向通风工艺技术集成仓外安装示意如图5。
图5 横向通风技术集成仓外安装示意图
4.4 设备选型原则
集成后环流风机为内环流控温、环流熏蒸、保水降温通风的公用风机，由于3 种模式风量大小不一，必须按照最大风量模式要求的参数选择风机型号；
环流管通径根据风量进行计算， 内环流控温及保水通风单位通风量选择1.5~2 m3/（h·t），环流熏蒸单位通风量选择0.5 m3/t，按照前者参数计算，5 000 t 仓房通风量为：
总风量Q=7 500~10 000 m3/h，通风管风速按照10 m/s 取值，通风管通径D≈210~280 mm。
4.5 横向通风技术集成的优越性
横向通风技术集成的优越性表现在：
①避免设备重复购置；
②减少设备数量，降低储粮成本；
③仓房墙面整齐，避免系统分别安装造成的乱象；
④简化操作，降低管理人员劳动强度。
2019 年我们应用横向通风集成技术，在新疆喀什市国家粮食储备库选取一栋5 500 t 散装小麦库做了实验， 仓房为25 m × 54.8 m， 空气途径比为1.5。
仓房前后沿墙配有7 个通风口，支风道开孔率为50%。
横向通风设备按照要求将支风道竖直安装在仓内沿墙上，支风道上端低于粮面500 mm 左右，主风道安装在沿墙与室内地坪的墙角处， 支风道下端和安装在墙角的主通风道连通， 同时主通风道又与仓外各通风口连通， 主风道及支风道前后沿墙对称布置。在仓房墙角增加支通风道，彻底消除粮堆通风死角。
仓房进粮为硬质白小麦，数量5 000 t，小麦入库水分：10.9%，容重：785 g/L,杂质0.7%，堆粮高度：4.95 m，最高粮温27.3 ℃，最低粮温15.3 ℃，平均粮温：25.4 ℃。选用4 台风机，型号为SWF-5 型移动式保湿均温专用风机，风量9 824 m3/h,全压510 Pa，功率3.0 kW。
通风时间：2019 年10 月17 日开始通风， 通风结束时间：2019 年12 月18 日， 通风结束后最高粮温1.7 ℃，最低粮温-0.6 ℃，平均粮温1.4 ℃，水分10.6%。经过横向通风最高粮温下降25.6 ℃，最低粮温下降15.9 ℃，平均粮温下降24.0 ℃。
2020 年度冬季机械通风前粮情：
水分10.4%，最高粮温22.5 ℃， 最低粮温10.9 ℃， 平均粮温：12.9℃， 通风时间：2020 年11 月24 日开始通风，通风结束时间：2021 年1 月19 日，通风结束后最高粮温11.8 ℃，最低粮温-6.5 ℃，平均粮温-1.1 ℃，水分10.9%。经过横向通风最高粮温下降10.7 ℃，最低粮温下降17.4 ℃，平均粮温下降14.0 ℃。
2020 年度夏季开启内环流前粮情；
水分10.7%， 最高粮温27.6℃，最低粮温0.3 ℃，平均粮温：14.6 ℃，内环流开启时间：2020 年6 月5 日开始启动， 结束时间;2020 年8 月10 日，通风结束后最高粮温25.2 ℃，最低粮温4.6 ℃，平均粮温19.5 ℃，水分10.9%。
经过开启内环流最高粮温下降2.4 ℃， 最低粮温上升4.3℃，平均粮温上升5.0 ℃。
2021 年度冬季机械通风前粮情：
水分10.5%，最高粮温16.6℃，最低粮温-0.4 ℃，平均粮温：8.4℃，通风时间：2021 年12 月13 日开始通风， 通风结束时间：2022 年2 月5 日， 通风结束后最高粮温12.3℃， 最低粮温-4.9 ℃， 平均粮温0 ℃， 水分11.2%。
经过横向通风最高粮温下降4.3 ℃，最低粮温下降4.5 ℃，平均粮温下降8.4 ℃。
2021 年度夏季开启内环流前粮情；
水分10.6%，最高粮温24.3 ℃，最低粮温-2.8 ℃，平均粮温：10.6 ℃，内环流开启时间：2021 年5 月11 日开始启动， 结束时间：2021 年8 月20 日，通风结束后最高粮温26.4 ℃，最低粮温4.2 ℃，平均粮温17.7 ℃，水分10.9%。经过开启内环流最高粮温上升2.1 ℃，最低粮温上升7.0 ℃，平均粮温上升7.1 ℃。
横向通风实现了通风道上墙、 便于机械入仓作业， 减少了纵向通风时通风道布置或拆卸的工作劳动强度，改善了作业环境，减少了安全隐患。
横向通风对保水有一定作用， 根据3 年储存期间的降温通风效果来看，仓温下降效果良好，进风口粮温下降较快，风机侧粮温下降较慢，冬季通风结束后，最高粮温与最低粮温差距较大。
实验库实验期间没有发生虫害， 整仓粮食安全渡夏， 横向通风实验取得了成功，说明横向通风技术集成是可行的。
适时利用内环流通风系统， 将粮堆内的积冷交换到粮仓其它空间，解决冷心热皮问题，保证粮堆整体都低于20 ℃，抑制储粮害虫繁衍，保障粮食安全。
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