祁正亚 冯 硕 范渭东 夏永刚

(广东省储备粮管理总公司顺德直属库 528308)

浅圆仓因机械化程度高，占地面积小，容量大，储粮性能好等特点，在现代粮仓建设中，越来越受到储粮企业欢迎，它也成为近年来粮仓建设的主要仓型之一。通常将筒仓仓壁高度与内径之比小于1.5的圆筒仓称为浅圆仓，早期的浅圆仓仓容量一般在1万吨以下，随着粮仓建设技术的发展以及对土地节约化使用要求，仓房高度、容量等不断扩大，出现了单仓仓容达到2万吨左右，筒体超过50 m的仓房，我们将这种体积容量明显增大后的“浅圆仓”，给予了新的名字“大直径筒仓”。体积的增大，也带来了仓房储粮性能的变化，如防潮、保温、通风、气密性能。因此，该仓型所呈现的一些储粮特性，值得我们深入研究。

我库地处珠三角中心地带的佛山市顺德区，2017年以后建设并投入使用一批大直径筒仓，单仓仓容为19700 t，直径28 m，装粮高度为42.4 m，为架空式结构。从目前的使用情况来看，大直径筒仓能够综合应用通风、谷冷、气调、控温等储粮技术，保证储粮效果的同时，还能进一步提升储粮效率。目前，我库部分储粮已经过一个储存周期并顺利出库，从整个储存周期以及轮换出库品质情况看，粮情较为稳定，品质保持较好，保管损耗较低。为进一步掌握大直径筒仓的储粮特点，不断提升该仓型的管理水平，我们对该仓型储粮性能进行探讨。

1 防潮性

大直径筒仓与外界相连的部位主要有通风系统、进出粮口。通风系统包括：仓上部4个自然通风口、4个轴流风机口与外部连通，底部设有4个通风管道、2个回风管道与仓内地槽相连，以及仓上1个进人孔。进出粮口包括：仓上1个入粮口、仓下14个出粮口、2个侧壁发放口，均采用双层闸阀密封。大直径筒仓采用架空式设计，整体离地面3 m，底部混凝土地台厚度为1.2 m，内含环形通风地槽、出粮口。侧壁厚0.25 m，采用混凝土整体浇筑。出粮口、侧壁发放口等闸阀部位受外界冷热影响易形成结露，因此在入仓前上述部位采用大糠填充。表1为部分储粮仓房1年中仓内相对湿度变化情况。

表1 不同仓房一年中相对湿度变化情况

由于采用整体滑膜浇筑，且与外界相连的仅是一些孔洞部位，大直径筒仓整体防潮性能较好，仓内相对湿度较为稳定。但仓门、侧壁发放口由于是二次浇筑部位，施工时易产生蜂窝现象，外界湿气渗入，造成局部防潮性下降，日常工作中，要加强检查，若上述部位的湿度明显改变，可采取灌浆填充，解决局部防潮性不足的问题。

2 保温性

大直径筒仓仓壁采用整体模技术，但仓壁仅厚25 cm，保温性能一般，由于粮食是热的不良导体，热量对外层1 m～2 m范围影响较大，易于形成“热皮”效应，同时大直径筒仓容量较大，内部粮温受外部影响又较小，又具有明显的“冷心”作用，整体粮温上升的速度较为缓慢。单个大直径筒仓设置了33条测温电缆，分为三圈，其中内圈6条，距离仓壁12 m，中圈10条，距离仓壁 7 m，外圈17条，距离仓壁2 m。图1表明，大直径筒仓外圈易受外界影响，中圈、内圈温度较为稳定且趋于一致。

图1 大直径筒仓1年中不同圈层粮温变化

表2对比了我库大直径筒仓、高大平房仓、立筒仓2020年度平均粮温变化情况。从表2中可看出，大直径筒仓保温性能最好，全年粮温上升幅度最低。利用其较大“冷心”作用，可最大程度延缓整体粮温上升的速度，实现控温储粮。

表2 大直径筒仓、高大平房仓、立筒仓1年内平均粮温变化情况(单位：℃)

3 通风性能

3.1 通风均匀性

我库大直径筒仓采用环形地槽通风，地槽分为三圈风道，并设有4个通风口，其中2个通风口连接内圈、中圈风道，2个通风口连接外圈风道。由于粮层较高，通风阻力较大，低功率风机往往达不到克服风阻要求，因此采用大功率风机进行通风降温。

由于风机的风压较大，在通风过程中，我库采用表3中的风机进行通风。表4为大直径筒仓通风后，内圈、中圈、外圈以及上、中、下层的平均粮温情况。从粮温情况看，大直径筒仓地槽结构通风，内圈、中圈、外圈温度相差不大，均匀性较好。而受粮层高，阻力大，降温传导慢的影响，上下层粮温存在一定的差距，上层较下层温度明显偏高，但由于粮层高，折算成温度梯度差则并不高，因此，这一温度差在允许范围内。总体来看，大直径筒仓整体通风均匀性较好。

表3 大直径筒仓所使用的三种降温风机

表4 大直径筒仓分层、分圈温度情况(单位：℃)

3.2 通风能耗

从表5通风能耗看，谷物冷却机能耗在0.54 kW·h/℃·t～0.67 kW·h/℃·t，离心风机能耗在0.20 kW·h/℃·t～0.32 kW·h/℃·t，因为谷冷机单位能耗输出较高，除风机能耗外，还包含降温能耗。而我库地处南方地区，冬季利用外界低温通风时机较少，日常主要依靠谷物冷却机降温通风。

表5 大直径筒仓通风能耗情况

4 气密性能

大直径筒仓采用整体滑膜施工，整体气密性主要受孔洞部位的影响。如仓顶部有33条测温电缆线口穿过，仓底有14个出粮口，仓底部的出粮口在粮食入仓前要进行彻底检查清洁，防止出现粮粒堵塞关闭不严情况，给后期补漏带来较大困难。粮食入库完成后，气调作业前，必须进行气密性检测，用肥皂水对不同部位进行检查，对发现的渗漏部位采用中性硅酮结构胶、韧性防水涂料等进行补漏，直到达到气密性要求。经上述处理，我库大直径筒仓实仓气密性检测结果见表6。

表6 大直径筒仓实仓气密性检测结果(单位：s)

由表6可以看出，大直径筒仓整体气密性较好。但各仓之间检测结果也存在一定差异，主要是对于各个孔洞处理效果不同而造成。通过不断优化施工工艺，如在孔洞部位使用预制件，减少测温电缆穿过仓顶的数量等，可以进一步提升大直径筒仓的气密性效果。气密性能得到保证，有利于提升充氮气调储粮技术的效果。

5 气调技术应用

目前我库所有大直径筒仓实现了气调储粮全覆盖，基本杜绝了使用磷化铝等化学药剂进行虫害防治。从防治的效果看，无论防虫，还是杀虫方面，均取得较好的防治效果。

5.1 气调浓度

大直径筒仓采用氮气气调防治，浓度主要分三个区域，即杀虫、防虫及防护区，上述区域的氮气分界浓度为98%、95%，为保持在杀虫浓度区以上，需多次充补氮，一般充补氮3～4次，可使氮气维持98%的时间达45 d以上，彻底杀灭粮堆内各种虫态害虫。随后，氮气浓度逐步衰减，当浓度超过95%，对虫害仍具有较好抑制作用，低于95%，进入物理防护阶段。Q1仓氮气浓度变化见图2。

图2 Q1仓氮气浓度变化情况

大直径筒仓整体氮气浓度较为稳定，但在局部区域，如大门口、侧壁发放口、底部区域等孔洞部位，气体易于渗漏，上述部位浓度较其它部位低，因此，气调期间，要加强孔洞部位的浓度检测，适时开启环流，弥补浓度不均的问题。

5.2 气调效果

大直径筒仓的气调工艺多样，可采用上充下排，下充上排等充氮工艺，根据虫害发生的不同部位选择不同的充氮工艺，都可以达到较好的防治效果。2020年度，我库部分仓房一年仅开展单个周期的气调充氮，密闭时间超过半年以上，密闭期间，保持一定的氮气浓度，并加强定期检测。散气后入仓检查，未发现活虫。说明大直径筒仓较适用于气调储粮技术应用。

5.3 气调能耗

制氮机为高能耗设备，大直径筒仓体积大，需要充氮的时间较长，我库对单个大直径筒仓采用2台350 m3/h的制氮机组同时充氮，以减少整体充氮时间，单个大直径筒仓的充氮时间大约需要90 h左右。表7为我库大直径筒仓和高大平房仓2020年充氮能耗情况。

从表7中可看出，大直径筒仓全年充氮能耗要高于高大平房仓，这主要是因为大直径筒仓整体体积较大，装满粮后，上部留出的空间也较高大平房仓气囊体积要大很多，要将上部空间氧气完全置换出来，所需要的氮气浓度总量较大。如何进一步优化工艺，降低充氮成本，是大直径筒仓应用气调储粮技术需要继续研究的方向。

表7 大直径筒仓、高大平房仓全年充氮气调能耗对比

6 储存品质及损耗情况

我库大直径筒仓自2017年投入装粮使用以来，部分仓已经过一个储存周期，目前已顺利出库。从整个储存周期看，大直径筒仓储存的粮食品质较为稳定，储存指标变化缓慢(见表8)，出库损耗较小。尤其是采用气调、控温储存等技术，出库时粮食外观色泽较为新鲜，品质保持较好，与其它储粮仓型相比，市场的受欢迎程度更好。为轮换出库创造了一定效益。

表8 大直径筒仓一个储存周期粮食品质变化情况

表9说明，大直径筒仓储存一个周期的总体损耗率较低。这与大直径筒仓粮层大，通风均匀，粮情稳定，水分散失少等因素有关，体现了大直径筒仓在节损降耗方面的明显优势。

表9 2020年大直径筒仓粮食出库损耗情况(总损耗)

7 小结

大直径筒仓是进一步扩大的“浅圆仓”，其体积、容量等大幅增加，使其逐渐成为一种新仓型。从储粮性能来看，大直径筒仓具有较好的防潮性、保温性能，其较大的“冷心”效应有利于延缓粮温上升，使粮情长期保持稳定。其粮层较厚，阻力较大，需要采用大功率风机长时间进行通风，但总体看通风后温度梯度较小，均匀性较好，能耗可控。大直径筒仓整体气密性较好，有利于推广应用气调储粮技术，且气调防治效果较好。从储存品质来看，大直径筒仓储粮可使粮质更加稳定，色泽更新鲜。其储存平均损耗率较低。从管理的角度看，大直径筒仓占地面积小，同时人工管理成本低，是一种节约又高效的仓型。但大直径筒仓又是新出现的仓型，其需要配置大功率风机、制氮机等设备，所需要的能耗需求较高，只有通过优化工艺，完善管理流程，不断提高单位能耗利用率，才能发挥其在绿色储粮、规模化储粮、节损降耗方面的优势。