祁正亞 夏永剛 賴新華 肖銘凱 馮 碩 胡 斌

(廣東省儲(chǔ)備糧管理集團(tuán)有限公司順德直屬庫(kù) 5283085)

谷物冷卻機(jī)作為一種綠色儲(chǔ)糧技術(shù),可以降低儲(chǔ)糧的基礎(chǔ)糧溫,排除糧堆內(nèi)的濕熱氣體,維持儲(chǔ)糧低溫狀態(tài),從而延緩糧食品質(zhì)劣變,實(shí)現(xiàn)保鮮保質(zhì)。其在儲(chǔ)糧中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,除對(duì)難以儲(chǔ)存的大豆、玉米等品種進(jìn)行降溫控溫處理外,近年來(lái)在其它品種中的應(yīng)用比例也逐漸增多。尤其在南方地區(qū),冬季低溫期較短,通風(fēng)期難以滿足降溫要求的,谷物冷卻機(jī)成為較好的降溫輔助設(shè)備。此外,谷物冷卻機(jī)較普通離心風(fēng)機(jī),還具有變頻、噪音低等優(yōu)點(diǎn),適于對(duì)降噪要求較高的庫(kù)區(qū)糧堆的降溫工作。為提高控溫儲(chǔ)糧水平,近年來(lái)我?guī)扉_始大力推廣應(yīng)用谷物冷卻機(jī),尤其針對(duì)筒倉(cāng)糧層厚,通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)以及外界低溫通風(fēng)時(shí)機(jī)短等不利條件,我?guī)鞂⒐任锢鋮s機(jī)應(yīng)用作為主要通風(fēng)降溫措施。本文通過(guò)對(duì)2021年我?guī)旃任锢鋮s機(jī)在筒倉(cāng)中應(yīng)用能耗跟蹤,對(duì)比在不同條件下的能耗,進(jìn)而分析影響谷冷機(jī)能耗的重要因素,為谷物冷卻機(jī)的高效應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)型

由于谷物冷卻機(jī)在我?guī)鞄追N筒倉(cāng)倉(cāng)型中均進(jìn)行了應(yīng)用,而各倉(cāng)型的結(jié)構(gòu)及通風(fēng)系統(tǒng)具有明顯不同,如表1。

表1 幾種不同的筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

上述倉(cāng)型均配備測(cè)溫系統(tǒng)、氣調(diào)及環(huán)流系統(tǒng)等。

1.2 試驗(yàn)糧種

除大直徑筒倉(cāng)儲(chǔ)存稻谷、小麥、玉米品種外,其余倉(cāng)型僅儲(chǔ)存小麥。入庫(kù)糧食的質(zhì)量均符合國(guó)標(biāo)三等以上的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3 主要試驗(yàn)設(shè)備

采用6臺(tái)YGLA-130型谷物冷卻機(jī)輪流試驗(yàn),谷冷機(jī)參數(shù)為:名義制冷量137 kW,額定總功率為67.8 kW,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2900轉(zhuǎn)(變頻控制),風(fēng)機(jī)風(fēng)量14500 m3/h,風(fēng)機(jī)全壓4300 Pa,風(fēng)級(jí)2級(jí),溫度控制范圍7℃～25℃,濕度控制范圍60%～95%,出風(fēng)口直徑DN600。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 谷冷方法 根據(jù)控溫需要,對(duì)糧堆進(jìn)行谷冷降溫。主要包括兩種方式:入庫(kù)時(shí),邊入邊谷冷,均溫、穩(wěn)糧情;整倉(cāng)處理,降低基礎(chǔ)糧溫。其中大直徑筒倉(cāng)谷冷時(shí),受風(fēng)壓過(guò)大限制,底部接3臺(tái)谷物冷卻機(jī)(a、b、c),其中1臺(tái)與通往內(nèi)圈的通風(fēng)口相連,另外2臺(tái)與通往外圈的通風(fēng)口相連。而其它筒倉(cāng)底部通風(fēng)口只接1臺(tái)谷物冷卻機(jī)。采用通風(fēng)保溫軟管與底部通風(fēng)口連接,連接時(shí)確保風(fēng)管無(wú)漏氣。谷冷時(shí),一般采用連續(xù)不間斷谷冷方式。

1.4.2 能耗核算 采用計(jì)算單位能耗方法。即:單位能耗(kW·h/℃/t)=總能耗/平均降溫差/糧堆數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同季節(jié)谷冷能耗對(duì)比

表2為2021年8月、9月、12月對(duì)大直徑筒倉(cāng)小麥、稻谷進(jìn)行谷冷降溫時(shí)的單位能耗,從表2中可看出,8月、9月的谷冷能耗明顯高于12月,且隨著外溫的下降,谷冷所需單位能耗逐步下降。主要因?yàn)?月、9月為高溫季節(jié),降低氣溫所需的能耗較高,而氣溫越低,所需的降溫能耗越小。圖1為小麥、稻谷8月、9月與12月平均能耗對(duì)比情況,其中稻谷的能耗12月僅是9月的45%,小麥12月是8月的56%,說(shuō)明冬季谷冷降溫可明顯降低能耗。

圖1 不同季節(jié)下大直徑筒倉(cāng)谷冷能耗情況

表2 不同季節(jié)下小麥、稻谷的谷冷能耗

2.2 邊入邊谷冷與整倉(cāng)谷冷的能耗對(duì)比

大直徑筒倉(cāng)由于倉(cāng)容量大,糧食入庫(kù)的時(shí)間跨度較長(zhǎng),為避免入庫(kù)過(guò)程中出現(xiàn)異常糧情,往往采取邊入庫(kù)邊谷冷的方式,如在入至一半倉(cāng)容時(shí)即開始谷冷均溫,既可以排除糧堆內(nèi)積聚的濕熱氣體,穩(wěn)定糧情,又可以降低糧堆的基礎(chǔ)糧溫。而對(duì)于其它筒倉(cāng)倉(cāng)型則在入完庫(kù)后才進(jìn)行谷冷。表3為不同時(shí)間段大直徑筒倉(cāng)采用邊入庫(kù)邊谷冷與整倉(cāng)谷冷的能耗對(duì)比情況。

表3 邊入邊谷冷與整倉(cāng)谷冷情況對(duì)比

圖2為8月～9月、11月～12月對(duì)小麥倉(cāng)采取邊入庫(kù)邊谷冷、整倉(cāng)谷冷的平均能耗對(duì)比,其中,采用邊入庫(kù)邊谷冷能耗是整倉(cāng)谷冷的58%、55%。分析其主要原因:采用邊入庫(kù)邊谷冷方式,糧層厚度尚未達(dá)到滿倉(cāng)高度,糧層阻力較小,能耗損失也小。另一方面,采用邊入庫(kù)邊谷冷往往在夜間氣溫相對(duì)較低時(shí)實(shí)施,谷冷的效率也更高。我?guī)煲话氵x擇在入糧接近一半(1萬(wàn)噸)時(shí)開始實(shí)施谷冷均溫。邊入庫(kù)邊谷冷方式除使谷冷能耗明顯下降外,還可以及時(shí)排除糧堆內(nèi)濕熱氣體,均衡糧溫,穩(wěn)定糧情,避免因入庫(kù)時(shí)間長(zhǎng),來(lái)糧濕熱不均等導(dǎo)致的發(fā)熱、蟲霉活躍現(xiàn)象。

圖2 邊入庫(kù)邊谷冷與入庫(kù)后谷冷能耗對(duì)比圖

2.3 不同筒倉(cāng)倉(cāng)型的能耗對(duì)比

針對(duì)我?guī)觳煌耐矀}(cāng)倉(cāng)型進(jìn)行谷冷降溫能耗跟蹤對(duì)比,表4為我?guī)齑笾睆酵矀}(cāng)、大小立筒倉(cāng)、星倉(cāng)的谷冷情況,除大直徑筒倉(cāng)采用3臺(tái)谷冷機(jī)處理外,其余均采用1臺(tái)谷冷機(jī)。為確保在相近的外界氣溫條件下進(jìn)行比較,選擇8月～10月同一時(shí)間段谷冷數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

表4 不同筒倉(cāng)倉(cāng)型下谷冷能耗使用情況

其中,大直徑筒倉(cāng)的平均能耗為0.427 kW·h/℃/t,星倉(cāng)的平均能耗為0.563 kW·h/℃/t,大立筒倉(cāng)的平均能耗為0.336 kW·h/℃/t,小立筒倉(cāng)的平均能耗為0.712 kW·h/℃/t。因此,我?guī)觳煌瑐}(cāng)型谷冷能耗從低到高順序?yàn)?大立筒倉(cāng)<大直徑筒倉(cāng)<星倉(cāng)<小立筒倉(cāng)。

谷冷能耗除與外界溫度有關(guān)外,還與谷冷通風(fēng)時(shí)糧堆的阻力密切相關(guān),而糧堆阻力除取決于糧堆厚度外,還與通風(fēng)道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān),小立筒倉(cāng)、星倉(cāng)由于底部通風(fēng)道設(shè)計(jì)得較窄,且風(fēng)道通風(fēng)面積小,不利于谷冷時(shí)風(fēng)量快速進(jìn)入糧堆,因而降溫的速度慢,谷冷時(shí)間長(zhǎng),能耗較高。

2.4 不同品種的谷冷能耗對(duì)比

2021年,我?guī)鞂?duì)儲(chǔ)存的小麥、稻谷、玉米等均開展谷冷降溫試驗(yàn),表5為不同品種的谷冷能耗情況。

表5 不同品種的谷冷平均能耗對(duì)比

從表5可看出,在同一時(shí)間段,不同品種的谷冷單位能耗相差不大。

3 結(jié)論與討論

3.1 谷冷降溫是控溫儲(chǔ)糧的重要方式,其能耗大小受外界溫度、糧堆結(jié)構(gòu)、使用方式影響而不同,本試驗(yàn)說(shuō)明,大直徑筒倉(cāng)采用邊入庫(kù)邊谷冷降溫的方式有利于降低谷冷能耗,其能耗僅為入庫(kù)后谷冷能耗的55%～58%。且邊入庫(kù)邊谷冷有利于均衡糧溫,穩(wěn)定糧情,避免因入庫(kù)時(shí)間長(zhǎng)造成的糧情異常現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 在外界溫度較低的季節(jié)或時(shí)段進(jìn)行谷冷降溫,可明顯降低能耗。本試驗(yàn)中,稻谷12月的谷冷單位能耗僅是9月的45%,小麥12月是8月的56%。冬季使用谷物冷卻機(jī)通風(fēng)降溫除可以彌補(bǔ)冬季低溫期短,通風(fēng)時(shí)機(jī)不足的問(wèn)題,還可以明顯降低谷冷能耗。日常應(yīng)盡量采用夜間等溫度相對(duì)較低的時(shí)段進(jìn)行谷冷降溫。

3.3 各倉(cāng)型因結(jié)構(gòu)和通風(fēng)道結(jié)構(gòu)不同,其谷冷能耗具有一定的差異。通風(fēng)道窄,通風(fēng)面積小的倉(cāng)型,谷冷能耗往往較高。因此,在倉(cāng)型設(shè)計(jì)方面也應(yīng)考慮到谷冷的使用要求,可進(jìn)一步優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計(jì)方式,從而降低谷冷能耗。

3.4 本試驗(yàn)中,對(duì)小麥、稻谷、玉米谷冷時(shí)的平均能耗相差不大。