風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫的實(shí)驗(yàn)研究

馬德輝 魏紹濱 劉建波 黑龍江 黑河 164400

黑龍江遜克奇克國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)

糧食是熱的不良導(dǎo)體，糧粒中的熱量是慢慢傳遞到空氣中的。然而采取大風(fēng)量通風(fēng)不僅浪費(fèi)資源，而且通風(fēng)效率較低。因此，本研究針對(duì)節(jié)能、保水通風(fēng)，開展如下實(shí)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)型及風(fēng)機(jī)的基本情況

試驗(yàn)倉(cāng)為鋼結(jié)構(gòu)高大平房倉(cāng)，長(zhǎng)51.87m、寬33.93m，糧堆高6.9m，倉(cāng)頂及倉(cāng)壁為彩鋼板為面內(nèi)置保溫巖棉做保溫隔熱層，內(nèi)為擋糧網(wǎng)結(jié)構(gòu)，擋糧網(wǎng)距倉(cāng)壁0.6m，倉(cāng)房南北檐墻分別設(shè)有4個(gè)通風(fēng)口，每個(gè)風(fēng)口由風(fēng)源分配箱形成3條地上籠支風(fēng)道，單條風(fēng)道長(zhǎng)15m。主風(fēng)道開孔率為35%?？諝馔緩奖葹?.4。

本倉(cāng)儲(chǔ)糧品種為玉米，共儲(chǔ)糧數(shù)量量為9303t，入倉(cāng)水分為13.9%，含雜0.8%，容重766kg/m3，通風(fēng)前水分上層14.0%，中層13.9%下層13.8%；倉(cāng)溫13.9°C，中上層糧溫19.5°C，中下層0°C，全倉(cāng)最低-4.2°C，平均溫度9.2℃。

選用4臺(tái)風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)，單機(jī)風(fēng)量為6500m3/h，全壓375Pa，功率1.1kW。分別布置在東西兩側(cè)倉(cāng)窗中。

本地區(qū)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年日照時(shí)數(shù)2600小時(shí)左右，年平均氣溫0.5度，無霜期125天。

1.2 風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)降溫、保水情況

通風(fēng)區(qū)間為：10月11日至1月22日。作業(yè)期間，大氣溫度最高10℃，最低-29℃，大氣濕度58%。在通風(fēng)區(qū)間內(nèi)，嚴(yán)格按照《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，在內(nèi)外溫差≥8℃，且外界氣濕偏小的情況下，利用干燥、低溫的有利天氣通風(fēng)，為間歇式通風(fēng)，累計(jì)通風(fēng)23天，共552小時(shí)，平均降溫15.3℃。通風(fēng)結(jié)束時(shí)，倉(cāng)溫-14.0℃，中上層糧溫-2.3°C，中下層-9.7°C，全倉(cāng)最低-25.5°C，糧堆平均溫度-6.1℃。

整個(gè)通風(fēng)區(qū)間累計(jì)電耗（總耗電）2428kW·h，單位電耗（單位能耗）為0.02kW·h/℃·t。從實(shí)際通風(fēng)能耗來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》中地上籠降溫通風(fēng)單位能耗0.04kW·h/℃·t的要求，比風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)緩速通風(fēng)略高。

通風(fēng)前糧食平均水分為13.9%，通風(fēng)結(jié)束糧食水分上層為14.0%，下層13.6%，通風(fēng)水分下層平均損失為0.2%。上層無明顯變化。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

本次使用風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)對(duì)獨(dú)立的儲(chǔ)糧貨位進(jìn)行整體通風(fēng)。首先檢查風(fēng)機(jī)和電源線，保證其能安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)；檢查倉(cāng)壁有無縫隙、門窗能否閉合嚴(yán)密，保證其氣密性；主風(fēng)管內(nèi)有無雜物，保證其進(jìn)風(fēng)通暢；及時(shí)清理風(fēng)道口附近輕質(zhì)異物，防止在通風(fēng)時(shí)吸入風(fēng)管，影響其通風(fēng)效果。然后，通風(fēng)前還應(yīng)全面檢查一次糧情，異常糧情和有可能出現(xiàn)的通風(fēng)死角，重點(diǎn)標(biāo)記，通風(fēng)中應(yīng)加大檢查力度，確保其儲(chǔ)糧安全。最后依次開啟風(fēng)機(jī)，打開所有通風(fēng)管道，然后關(guān)閉門窗，在倉(cāng)內(nèi)形成負(fù)壓，倉(cāng)外低溫空氣由風(fēng)道進(jìn)入，從下至上通過糧堆，通風(fēng)開始。

2 結(jié)果

采用軸流風(fēng)機(jī)吸出式負(fù)壓通風(fēng)，冷空氣經(jīng)倉(cāng)底部的通風(fēng)口進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，從下至上經(jīng)軸流風(fēng)機(jī)出風(fēng)口排出倉(cāng)外，糧堆由下至上的層面依次降溫，降溫梯度與變化趨于均衡。由于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口在同一墻面，形成了由近風(fēng)機(jī)到遠(yuǎn)風(fēng)機(jī)糧溫由低到高的梯度，同一平面當(dāng)靠近擋糧網(wǎng)處糧溫達(dá)到-10.0℃時(shí)，中心離風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)的糧溫還是-8.0℃，高出平均糧溫2℃。如果在通風(fēng)過程中用鋪膜來改變通風(fēng)方向，應(yīng)該能夠有效解決糧溫梯度的問題。

在特殊部位降溫效果方面：采用風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)負(fù)壓通風(fēng)，流經(jīng)各點(diǎn)的空氣均勻、穩(wěn)定，由于溫差關(guān)系，糧溫高的部位易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，四個(gè)邊角不易受外界低溫影響，溫度較高。

在糧食底層溫度變化方面：通風(fēng)結(jié)束后，底層糧溫最低，是由于離風(fēng)道較近，最先接觸冷涼空氣，提高了通風(fēng)降溫的效果。

在糧食上層降溫效果方面：通風(fēng)結(jié)束后溫度最高，主要是糧食經(jīng)過一個(gè)夏季的存儲(chǔ)，上層受較高氣溫、倉(cāng)溫的影響，積蓄性溫度較高的原因。糧堆中層降溫最均勻，溫度梯度接近操作規(guī)范，說明經(jīng)過糧堆的干冷空氣均勻。

3 結(jié)論

整個(gè)實(shí)驗(yàn)的通風(fēng)作業(yè)用風(fēng)扇式軸流小功率風(fēng)機(jī)，采用緩速間歇式通風(fēng)方法，通風(fēng)時(shí)間相對(duì)于大功率離心風(fēng)機(jī)較長(zhǎng)，但通風(fēng)能耗低。儲(chǔ)糧水分損耗小。采用大功率風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入上行式通風(fēng)，用11KW/h風(fēng)機(jī)8臺(tái)，通風(fēng)周期5天，電費(fèi)：10560元，單位能耗ET≤0.04KW.h/（t°C）。用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)23天，電費(fèi)：2428.8元，單位能耗ET≤0.02 KW.h/（t°C）。通風(fēng)周期下來水分損失較小，除底部水分降低0.2外，中上層平均無明顯變化。與采用11kW風(fēng)機(jī)豎直通風(fēng)整體平均最少0.5%的水分減量相比效果明顯。同時(shí)，能夠達(dá)到通風(fēng)降溫的預(yù)定目標(biāo)。從通風(fēng)降溫、保水通風(fēng)的角度小功率軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的實(shí)踐效果能滿足安全儲(chǔ)糧，低溫儲(chǔ)糧要求。

按照空氣流動(dòng)方向，存在通風(fēng)過程中降溫滯后的現(xiàn)象，主要是雜質(zhì)聚集區(qū)，兩風(fēng)道中間區(qū)域，特別是離風(fēng)道口和風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)的糧堆中心地帶，在糧食入倉(cāng)鋪設(shè)地上籠時(shí)，選擇合適的風(fēng)籠開口率，控制進(jìn)風(fēng)量大小，應(yīng)該能夠有效降低糧堆糧溫梯度。

倉(cāng)房四角沿沒有安裝風(fēng)機(jī)的南北擋糧網(wǎng)方向有通風(fēng)死角，主要原因是負(fù)壓通風(fēng)有別于大功率通風(fēng)，大功率壓入上行式通風(fēng)受糧壓及擋糧網(wǎng)的影響，進(jìn)入糧堆的空氣充盈、全面。加大風(fēng)機(jī)功率或延長(zhǎng)通風(fēng)作業(yè)周期，能有效解決四角及兩邊通風(fēng)量不足，消除通風(fēng)盲區(qū)。

由于軸流風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)之初就在倉(cāng)窗內(nèi)安裝完畢，所以本次實(shí)驗(yàn)采用的是上行式通風(fēng)，本實(shí)驗(yàn)通風(fēng)周期長(zhǎng)，適用于北方冷涼氣候條件充裕的地區(qū)。

4 討論

上層糧食受外溫、倉(cāng)溫影響較大，過夏積熱導(dǎo)致糧溫高。通風(fēng)過程中和風(fēng)機(jī)停止后，應(yīng)著重檢查上層糧溫、糧情，出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，是由于熱空氣上行，聚集在糧面上部，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)通風(fēng)，或輔以人工翻動(dòng)糧面，直至結(jié)露消除。

在實(shí)際通風(fēng)過程中，糧堆上表面局部地方通風(fēng)不暢，糧食降溫效果不顯著，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)應(yīng)適當(dāng)考慮糧倉(cāng)裝糧的高度、風(fēng)機(jī)功率及風(fēng)道走向下的風(fēng)機(jī)位置等因素。