聂 煌

(中央储备粮南昌直属库有限公司 330006)

近年来,随着粮食专用空调、谷冷机的普及使用,南方地区粮食的低温或准低温保管成为现实,中储粮集团江西分公司也将仓内最高粮温、平均粮温作为储粮安全的重要考核指标。在粮温得到控制、出库质量大幅提升的同时,能耗成本急剧上升,在当前“降亏控亏”的工作要求下,节能降本是仓储科技工作的重要内容之一。中央储备粮南昌直属库作为科技储粮示范单位,在空调节能、通风节能、谷冷节能方面都有所探索,其中作为单位能耗最大的谷冷通风成为研究的重点。

近年来,通过仓内温度分布情况的研究发现,仓内高温点主要分布在墙角、四周,常规的整仓谷冷通风不仅四周降温缓慢,而且粮堆“冷心”破坏严重,能耗巨大。如果将谷冷通风分为多个阶段,先将粮膜覆盖粮堆中部,出风口设置温度略高使谷冷机产生较大输出风量,利用大风量先对粮堆四周的热皮进行通风,待粮堆四周和中心粮温相对均匀后,再设置较低温度整仓通风,可缩短通风时间,降低能耗,并最大限度保留部分“冷心”。同时通风尽量利用晚上低温环境及峰谷电价,白天停止通风让粮温自行均衡,减少功耗及电费。为此,分别选取了两个仓进行夏季复冷对照和两个入库新粮仓进行新粮入库初次谷冷对照试验。

1 试验材料

1.1 试验设备

谷冷通风机4台,型号:YGLA-85DA/A,功率:48 kW,制冷量:89 kW。电子测温系统。

1.2 试验仓房

18号仓(2020年产晚籼稻,2708 t)、23号仓(2020年产晚籼稻,3672 t),两仓同粮源同时入库,质量相近,进行夏季复冷操作能耗对照。

7号仓(2021年产早籼稻,3128 t)、8号仓(2021年产早籼稻,2560 t),两仓同粮源同时入库,质量相近,进行新粮谷冷操作能耗对照。

2 试验方法

2.1 新粮入库谷冷降温

7号仓为高温入库新粮,虽然在入库期间已经进行晚间通风降温,但粮温普遍在35℃左右,粮堆无“冷心”,谷冷分为三个阶段。

2.1.1 第一阶段:全仓通风谷冷 平整粮面后,谷冷机设定出风口温度24℃～25℃,将仓内最高温降到28℃～29℃。由于降温所需时间较长,粮堆温差较大,通风期间不做停机间歇。

2.1.2 第二阶段:覆膜通风 粮面中部离墙面1.5 m～2 m覆盖薄膜,谷冷机出风温度18℃～20℃,晚上开机运行,直至仓内周边粮温降到22℃左右后停机。

2.1.3 第三阶段:全仓谷冷降温 揭粮膜,对局部高温点进行翻扒,白天停机,晚上谷冷机出风口温度16℃～18℃,继续降温到仓内最高粮温降到20℃以下。

2.2 夏季复冷

以18号仓为夏季复冷试验仓,粮堆最低温度13℃,但表层最高温28℃,为安全低温度夏,仍需复冷。由于粮堆有“冷心”,谷冷通风从覆膜通风开始,仓内周边温度降低后,全仓通风至最高粮温20℃以下。

2.3 不间断谷冷对照

作为对照仓,23号仓、8号仓谷冷机长时间不间断开机,一次性通风直至仓内最高温降到20℃左右。

3 试验结果与分析

试验证明,分阶段通风的方式节能降耗效果明显。

3.1 能耗明显降低

从表1各仓谷冷效果及能耗对比数据可知,18号仓单位能耗比23号仓能耗降低了60%。作为新粮初次谷冷,7号仓单位能耗比8号仓能耗降低了25%。

表1 各仓谷冷效果及能耗对比

3.1.1 如图1和图2所示,18号仓粮膜压盖粮堆中部,减少通风初期相对高温对原有低温“冷心”的破坏,在有效降低表层粮温的同时保护了原有“冷心”的低温。而23号仓“冷心”经历了升温再降温所谓“通透了”的过程,在粮堆中下层消耗大量谷冷做功。

图1 18号仓谷冷温度变化曲线

图2 23号仓谷冷温度变化曲线

3.1.2 分阶段设置通风温度,在相对高温阶段冷风输出量大,有利于快速降低入库前期粮堆积累的高温或四周的热皮高温,18号仓通风时间比23号仓缩短了一半,谷冷通风效果更明显。

3.1.3 晚间低温环境运行谷冷风机,相同出风温度下,出风量增加,通风效率提高。受谷冷机运行环境的影响[1],出风口设置为温度12℃,湿度75%时,环境32℃时出风量只有3700 m3/h,27℃时出风量为5500 m3/h,增加了近50%,而22℃时冷风出风量13000 m3/h,是32℃条件下的3.5倍。

3.2 通风后温度更均匀

如表2、表3所示,18号仓降温点都在四周,而中间粮温仅有0.1℃～0.2℃的变化,而23号仓降温点遍布全仓,加大了粮堆的温差。通风后18号仓、23号仓最高温度、最低温度基本相同,但18号仓平均温度比23号仓高近2℃,说明18号仓温差较小,温度更加均匀。

表3 23仓降温效果 (单位:℃)

3.3 提高谷冷机的使用效率

每年夏季高温期,南昌库30多个仓需要谷冷通风,通过缩短单仓的通风时间,可以降低谷冷通风机投入成本[2],提高谷冷机的使用效率,缩短25%的单仓通风时间,相当于能少买一台谷冷机。

3.4 节约谷冷通风成本

南昌库每年夏季需要复冷的储备粮约10万吨,采取节能措施前能耗约1.8 kW/t;高温入库新粮约5万吨,采取节能措施前能耗约6.3 kW/t,每年谷冷通风用电量约50万kW·h,费用约30万元。从表1中可以看出,使用节能措施后电费至少节约10万元。

3.5 减少通风水分流失

谷冷通风后检测各仓水分,对比分阶段谷冷通风仓与不间断谷冷通风仓的失水情况,如表4所示,18号仓比23号仓水分丢失少0.2个百分点,新粮的7号仓比8号仓水分丢失少0.6个百分点。两种方式通风的水分流失差异主要来源是四周的水分流失差异,中间部分水分差异较小。

表4 谷冷通风后水分变化情况 (单位:%)

4 讨论及小结

4.1 通风作业时中间粮膜四周要压紧,防止跑风,保护“冷心”的效果。

4.2 通风作业时中间粮膜要留有气囊,防止表面温差结露。

4.3 分阶段通风需要有间歇期让粮堆温度、水分平衡,间歇期可针对局部高温点通过翻扒、打探管的方式进行人工干预,提高通风效果。

4.4 各阶段要对水分进行检测,调整出风口温湿度,特别是结束通风不能仅以温度达标为准,如果水分超出安全水分可以延长通风时间。

4.5 新粮入库水分符合国标要求的,入库期间可减少通风,避免水分损失。

通过分阶段、分部位、分时间等节能谷冷通风方式,能够有效减少能耗30%以上,减少通风水分丢失,实现降本目标。在南方逐步普及准低温仓、推广低温仓的形势下,掌握空调、谷冷等低温储粮技术要点,科学合理使用降温控温技术手段,储粮成本、降低用工成本、提高出库质量、销售价格,有利于实现高效、绿色、优质储粮目标。