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高大平房倉不同功率軸流風機通風降溫降水效果分析

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王明州1 徐留安2 張宏宇3曲永建1栗克1
(1.山東魯北國家糧食儲備庫,山東 禹城 251200
2.山東齊河國家糧食儲備庫,山東 齊河 251100
3.山東費縣魯南國家糧食儲備庫,山東 費縣 273400)
                        
    [摘要] 選擇不同功率的軸流風機對分別存放玉米的高大平房倉,在相同的自然環境條件下實施通風降溫降水作業,評估不同功率的軸流風機對糧堆降溫效果、糧堆水分分布均勻情況及能耗情況。結果表明,采用不同功率的軸流風機通風降溫,均取得較好的降溫效果;與2.2kW功率軸流風機通風效果比較,1.1kW小功率軸流風機通風后,玉米水分損耗減少更少,通風失水率、單位水耗、通風失水速率較小,使用時間較長,但總體能耗無顯著性差異。因此,長時間利用小功率軸流風機更易降低高大平房倉儲藏玉米的溫度和減少玉米水分因通風造成的損失。
    [關鍵詞] 通風降溫;不同功率;軸流風機;節能低耗
 
    儲糧機械通風是利用風機產生的壓力,將外界低溫、低濕的空氣送入糧堆,促使糧堆內外氣體進行濕熱交換,降低糧堆的溫度與水分,增進儲糧穩定性的一種儲糧技術[1]。機械通風可對糧食進行降溫、降水、調質和殺蟲,是整個糧食儲藏的過程來說是十分重要的環節。機械通風的主要目的是對糧堆進行降溫,通風時間長就意味著能耗的增加,能耗的增加則會導致糧食倉儲企業效益的降低[2]。準確把握降溫通風時間、科學合理地選擇通風時機、正確選擇合適的通風機械,達到高效且低耗能則是糧食倉儲企業利潤最大化的重要環節。
    山東魯北國家糧食儲備庫地處華北平原,屬中溫干燥儲糧區。我庫在2013年之前,倉內全部儲存小麥,對小麥的各項儲糧技術有比較豐富的管理經驗。在機械通風方面,為了更好的節能,降低因通風造成糧食水分損失,在確保糧食安全的基礎上,對各種類型,多種功率風機運用過程中的各項數據有了一定的積累,總結出正常通風降溫過程中,運用小風量、緩速均衡降溫可以有效節約電能、減少水分損耗。
針對玉米通風過程中水分損耗大的特點,在相同的自然環境條件下實施通風降溫作業,選擇不同功率的軸流風機對存放玉米的高大平房倉,評估不同功率的軸流風機對糧堆降溫效果、糧堆水分分布均勻情況及能耗情況,為選擇合適的通風機械提供技術支持。
 1  材料與方法
    1.1  試驗倉房
    山東魯北國家糧食儲備庫11號、24號平房倉均建于2002年,試驗倉房詳細信息如表1所示。11號倉房設置4個通風口,風道為一機兩道設計;24號倉房設置2個通風口,風道為一機三道。兩倉均為地上籠通風方式,風網設計、風網間距等系數均符合通風技術要求。存儲糧食品種為玉米,通風前其品質和存儲條件如表2所示。
表1 倉房基本情況

倉號 長/m 寬/m 存糧線高/m 風道數 空氣途徑比
11 40 24 5 8 1:1.5
24 28 24 5 6 1:1.49
 
表2 通風前玉米存儲基本情況

倉號 品種 水分/% 容重/g/L 數量/t 倉溫/℃ 平均糧溫/℃
11 玉米 14.0 686 3357 10.3 16.7
24 玉米 13.9 688 2337 10.8 16.3
 
1.2 試驗設備
T35-11-5.6B型軸流風機和SF-4-2型軸流風機,鄭州未來機電設備有限公司生產,分別應用在11倉和24倉,其參數見表3所示。
LDS-1G水分快速測定儀,測量范圍為3%-35%,誤差±0.5%,上海精科儀器有限公司生產;
Bsc-1200A電動扦樣器,功率1200W,三洋家用電器(蘇州)有限公司生產;
WDR-V7.1.9x糧情測控系統,溫度檢測精度±0.5℃ ,相對濕度 RH 檢測精度±5%,河南同創高科模擬電子測溫系統。
表3風機參數

倉號 風機 功率/km 通風量/ m³/h 轉速/ r/min 風壓/Pa
11 T35-11-5.6B 2.2 11528 2900 456
24 SF-4-2 1.1 5758 1450 286
1.3 試驗方法
11號倉采用4臺2.2kW軸流風機,按照下行吸出式降溫通風,通風時間為2017年10月11日至2017年10月14日,合計96h;24號倉采用2臺1.1kW軸流風機,打開倉底通風口,采用上行吸出式降溫通風,通風時間為2017年10月11日2017年10月20日,合計200h,整個通風過程均嚴格按《LS/T 1202-2002 儲糧機械通風技術規程》規定操作。
玉米水分檢測點設置如圖1所示,11倉和24倉兩倉均布置8個點,每點分上、中、下3層,共取24個樣品,對比11倉和24倉各層糧食水分變化和整倉失水率。通風后每隔48h,檢測玉米水分,糧溫每隔4h檢測1次,達到通風目的時停止。

 
①               ④              ⑦
 
 
         ③               ⑥
 
 
②               ⑤              ⑧
                           圖1 扦樣點示意圖
1.4參數計算
通風失水率[3],Ms=(w1-w2)/(1-w2),w1,w2,糧堆通風前、通風后的平均水分;
通風單位水耗[3],Mt=MS/( t1-t2),t1,t2通風前糧堆平均溫度、通風結束24 h 后糧堆平均溫度;
通風失水速率[3],ω =MS/t,t,累計通風時間。
2 結果與分析
2.1通風前后溫度變化情況
11倉和24倉通風前后糧溫變化情況如表4所示,ll號倉從通風開始到結束,糧堆平均溫度下降6.9℃,幅度達41.3%;24號倉糧堆溫度下降10.6℃,降幅達65%。結果表明,11倉和24倉采用不同功率的軸流風機通風降溫,均取得較好的降溫效果,其中24倉采用1.1kw的軸流風機通風,由于降溫時間長,降溫效果更佳明顯。
表4 供試倉房通風前后糧溫變化情況

倉號   最低糧溫/℃ 最高糧溫/℃ 平均糧溫/℃ 降溫范圍/℃ 降溫幅度/%
11倉 通風前 3.8 21.9 16.7 6.9 41.3
通風后 6.7 16.2 9.8
24倉 通風前 3.5 22.8 16.3 10.6 65.0
通風后 2.1 12.6 5.7
 
 
2.2通風前后水分變化情況
11倉和24倉通風前后糧堆水分變化情況如表4所示,11倉通風后整倉平均水分由之前的14.0%下降到12.9%,損耗1.1%;24倉通風后整倉平均水分由之前的13.9%下降到13.3%,損耗0.6%。11倉和24倉通風失水率、單位水耗、通風失水速率評估如表6所示。結果表明,與2.2kW軸流風機比較,采用1.1 kW軸流風機通風后,玉米水分損耗少,通風失水率、單位水耗、通風失水速率小。
表5供試倉房通風前后玉米水分變化情況 (單位:%)

倉號 扦樣點 上層 中層 下層 全倉
通風前 通風后 通風前 通風后 通風前 通風后 通風前 通風后
11倉 1 13.5 11.8 14.1 12.9 14.3 13.8 14.0 12.9
2 13.8 11.9 14.0 13.1 14.2 13.2
3 14.2 12.4 14.4 12.9 13.9 13.2
4 14.0 12.3 14.6 13.1 13.7 13.7
5 13.6 12.0 14.2 13.0 14.1 13.7
6 14.1 12.2 13.7 13.0 14.2 13.4
7 13.9 11.9 14.7 13.1 14.3 13.6
8 13.4 12.0 13.8 13.2 14.0 13.4
24倉 1 14.3 13.9 14.1 13.6 13.8 13.7 13.9 13.3
2 14.0 12.4 13.8 13.5 13.9 13.8
3 13.8 12.6 14.4 13.2 14.0 13.4
4 13.5 12.8 14.2 13.4 13.8 13.5
5 13.6 13.1 13.9 13.6 14.3 13.4
6 13.4 13.2 14.3 13.7 14.2 13.1
7 13.5 12.5 13.7 13.3 14.3 13.5
8 13.6 13.1 14.0 13.4 13.9 13.6
 
表6 11倉和24倉通風失水率、單位水耗、通風失水速率評估

倉號 通風失水率Ms/% 通風單位水耗Mt/%/℃ 通風失水速率 ω/%/h
11倉 0.0126 0.00183 0.0000191
24倉 0.0069 0.000653 0.00000326
 
2.3能耗對比
11倉和24倉能耗對比見表7所示,11號倉通風時間共用96小時,24號倉共用200小時??梢?,2.2 kW軸流風機通風時間顯著減少,但噸糧能耗顯著增加。結明表明,1.1kW軸流風機通風降溫能耗小于2.2 kW軸流風機。
表7能耗對比表

倉號 通風時間/h 用電量/kW·h 電價/元/ kW·h 噸糧能耗/kw.h/t.℃ 總電費/元
11倉 96 845 0.8 0.25 676
24倉 200 440 0.8 0.19 352
3 結論
    試驗結明表明,1.1kW小功率軸流風機風壓低,長時間緩速均衡降溫,用電費用較低,并且降低通風過程中的水分損耗,在儲糧正常降溫通風完全可以代替大功率風機,符合安全、經濟、有效的保糧宗旨,符合節能減排的環保要求,是綠色儲糧的有效措施,因此,使用小功率軸流風機進行通風降溫儲糧作業是一項值得大規模推廣的綠色儲糧技術。同時,1.1kw軸流風機風量小,通風時間長,降溫效果明顯,降水效果不明顯,高水分糧不宜用低功率軸流風機進行通風。我庫利用軸流風機對小麥的緩速通風降溫,小麥水分損耗為0.16%,本研究中玉米水分損耗為0.6%-1.1%,這表明玉米在通風過程中比小麥水分損失幅度更大,應引起重視。
 
參考文獻:
[1] 路茜玉. 糧油儲藏學[M].  中國財政經濟出版社, 1999.
[2] 丁超. 儲糧機械通風技術拓展研究[D]. 食品科學與工程, 南京: 南京財經大學, 2009.
[3] 張云峰, 石天玉, 王建民, 等. 平房倉橫向與豎向通風降溫失水率研究[J]. 糧油食品科技, 2015, (S1): 51-55.
[4]王艷梅,陳旭,季一順,李皖光,胡斌.我國儲糧技術的發展與應用現狀[J].糧食科技與經濟,2016,41(6):62-64.
[5]王廣,張曉培,梁劍飛,何文.小功率軸流風機不揭膜通風技術試驗[J].糧食科技與經濟,2015,40(3):60-61.
 
 
王明州,男,本科,工程師,主要從事糧食儲藏工作。
聯系地址:山東省禹城市工業園工業南路 山東魯北國家糧食儲備庫
郵編:251200
電話:0534-7426555   手機:15092571216
郵箱:wangmingzhou831224@126.com

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