稻谷糧堆淺層排熱通風試驗報告

劉長生 ，高樹成 ，李 玉 ，董 梅 ，李 佳 ，楊曉鑫

（1.遼寧省糧食科學研究所，沈陽 110032；2.鐵嶺市糧食科學研究所，遼寧 鐵嶺 112000）

在北方地區(qū)秋末冬初,糧堆0.2～1.0 m左右深處容易“發(fā)熱”，局部糧溫較高，而且受環(huán)境溫度降低影響不明顯。糧食保管人員常采用離心風機整倉機械通風或多管風機局部排熱通風。這兩種通風方式各有優(yōu)勢，但存在風機功率較大、排熱通風效率低等問題。為此，我們對多管風機進行改進，研制了糧堆淺層排熱通風設備，設備選用軸流風機，可顯著降低功率消耗，同時增加了風機風量；排熱風管數(shù)量增加到9根以上，大幅增加排熱通風的糧食數(shù)量。為了驗證設備的排熱通風效果，我們開展了糧堆淺層排熱通風試驗。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 倉房及儲糧情況

鐵嶺糧食集團直屬庫有限公司P10倉為平房倉，東西朝向，凈長35.43 m，凈寬17.2 m，裝糧高度5.13 m，倉頂為人字支架的大型屋面板結(jié)構(gòu)，倉內(nèi)空間高度1.8～3.0 m。倉房內(nèi)安裝WPV4型糧情檢測系統(tǒng)。倉內(nèi)儲存2018年本地產(chǎn)稻谷1 787 t，雜質(zhì)0.6%。

1.1.2 糧堆淺層排熱通風設備

設備主要由0.75 kW軸流風機、空氣箱及底座、連接軟管（內(nèi)徑50 mm）、排熱探管、電源控制系統(tǒng)組成，見圖1。空氣箱端面設置軟管接口9個，見圖2。

圖1 糧堆淺層排熱通風設備示意圖

1.1.3 測試儀表

主要測試儀表：溫濕度儀、數(shù)顯溫度計、風速儀、畢托管、米尺等，測試儀表的性能參數(shù)見表1。

表1 主要測試用儀表性能參數(shù)表

1.2 方法

1.2.1 確定糧堆發(fā)熱部位

通過電子測溫系統(tǒng)檢測糧堆溫度，比較糧堆上層糧食溫度，取糧溫較高電纜對應的糧面位置為糧堆的發(fā)熱部位。

1.2.2 確定糧堆的發(fā)熱深度

在糧堆發(fā)熱部位附近取2點，用數(shù)顯溫度計檢測 0.2 m、0.4 m、0.6 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.4 m 深糧食溫度，測定數(shù)據(jù)見表2。由表2可知，糧堆發(fā)熱深度在0.2～1.0 m之間。

表2 通風前不同深度糧溫數(shù)據(jù)點

1.2.3 確定排熱探管插入糧堆深度

經(jīng)初步分析，排熱通風氣流的主要路徑為糧面至排熱探管開孔段，排熱探管開孔段長0.4 m，糧堆發(fā)熱深度在0.2～1.0 m之間，以此確定排熱探管開孔段位于糧面下0.6～1.0 m深度，即排熱探管開孔段中心位于糧面下0.8 m深度。

1.2.4 排熱探管的平面布置

將9個排熱探管按照圖3所示布置于糧堆發(fā)熱部位，點間距1.5 m，1.5 m為該設備的設計點間距，當采用排熱探管最大可探入糧堆深度1.5 m時，通風途徑比接近1.5。

圖3 排熱探管糧面布置示意圖

1.2.5 排熱通風

將排熱通風設備平穩(wěn)放置在糧堆發(fā)熱部位附近，熱風可以排出窗外。連接軟管緊密連接在排熱探管和空氣箱端面軟管接口上。連接電源，啟動風機通風。當風機出口溫度與倉內(nèi)空間溫度差值小于1.0℃后停止通風；當某個排熱探管0.8 m深處糧食溫度與倉內(nèi)空間溫度差值小于1.0℃后，結(jié)束該點通風，之后將該排熱探管轉(zhuǎn)移到其它需要排熱通風位置。

1.2.6 檢測通風數(shù)據(jù)

通風過程中檢測糧食溫度、空間溫濕度、倉外溫濕度、風機出口溫濕度及風速、連接軟管內(nèi)部風速、風溫及靜壓及糧食水分等。

2 結(jié)果與分析

2.1 糧溫變化

2.1.1 通風點糧溫變化

1、4、7點是靠墻的高溫區(qū)域，因此需要較長的通風時間。以7點為例，共通風48 h，通風期間各層糧溫逐步降低，0.4 m、0.6 m、0.8 m初始糧溫較高，通風降溫幅度較大，分別降低2.6℃、3.0℃、2.1℃；0.2 m深降溫幅度較小，降低1.5℃，見表3。點8初始糧溫適中，共通風48 h，各層糧溫隨通風的進行逐步降低，1.0 m、1.2 m、1.4 m深糧食通風降溫幅度較大，分別降低1.9℃、3.3℃、2.6℃；0.2 m深糧食降溫幅度較小，降低0.5℃，見表4。點9初始糧溫較低，通風24 h，通風期間各層糧溫逐步降低，1.0 m、1.2 m、1.4 m深糧食降溫幅度較大，分別降低1.4℃、1.7℃、1.5℃，其它深度糧食降溫幅度較小，見表5。通風前后7、8、9點的1.2 m、1.4 m深糧食溫度明顯降低，且低于倉內(nèi)空間溫度，降溫糧食最大深度位于通風探管開孔段下方0.4 m，說明該設備的有效排熱深度不小于通風探管開孔段下方0.4 m。

表3 通風降溫過程中點7溫度數(shù)據(jù)

表4 通風降溫過程中點8糧溫數(shù)據(jù)

表5 通風降溫過程中點9溫度數(shù)據(jù)

2.1.2 通風點中間位置糧溫變化情況

2～5點中間位置糧溫數(shù)據(jù)見表6。與7、8、9點糧溫比較，2～5點中間位置初始糧溫較低，通風降溫幅度不大，但通風后糧溫與7、8、9點糧溫相當；與其他深度比較，1.4 m深糧食降溫幅度較大，降低1.1℃，說明通風排熱范圍在通風管周圍0.75 m以上；0.8 m深糧食降溫幅度為0℃，說明該位置為通風死角，即點與點中間對應排熱通風管開孔段深度處可能出現(xiàn)通風死角。

表6 通風降溫過程中2～5點中間位置溫度數(shù)據(jù)

2.2 排熱通風糧食數(shù)量

由圖3及2.1.2的分析可知，排熱通風有效區(qū)域平面尺寸大于4.5 m×4.5 m。深度大于1.4 m，該區(qū)域稻谷體積大于28.35 m3，按稻谷容重0.6 kg/L計算，有效通風稻谷數(shù)量大于17 t。

2.3 用電情況

1、4、7、8 排熱探管位置通風 48 h，2、3、5、6、9排熱探管位置通風24 h后轉(zhuǎn)移到其它位置，平均通風 34.7 h，用電 0.75 kW×34.7 h×0.9=23.4 kW·h。通風區(qū)域每噸稻谷用電量1.38 kW·h。

2.4 風機風量

在風機出口截面上選取8點，用風速儀測風速2次，計算每次風速平均值，并計算風量。風速、風量數(shù)據(jù)見表7，平均風速4.51 m/s，平均風量2 899 m3/h。

表7 風機出口風速測試數(shù)據(jù)表

2.5 連接軟管內(nèi)部風速

對1、5、8、9號連接軟管內(nèi)的風速進行了測試，結(jié)果表明，與空氣箱端面四周下部接口連接的1、8號軟管內(nèi)的風速分別為2.78 m/s和2.85 m/s，偏低；與端面四周上部接口連接的9號軟管內(nèi)的風速為3.08 m/s，適中；與中心接口連接的5號軟管內(nèi)的風速為5.36 m/s，明顯偏高，見表8。

表8 連接軟管內(nèi)部風速測試數(shù)據(jù)表

2.6 連接軟管內(nèi)部靜壓

對1、5、8、9號連接軟管中心部位的靜壓進行了測試，結(jié)果表明，與空氣箱端面四周接口連接的1、8、9號軟管內(nèi)的靜壓-110 Pa，與中心接口連接的5號軟管內(nèi)的靜壓-450 Pa，明顯偏低。見表9。

表9 連接軟管內(nèi)部靜壓測試數(shù)據(jù)表

2.7 糧食水分變化

通風前后，對點7、點8、點9的0.8 m深（對應沖孔段中間位置）定點取樣，檢測稻谷水分，水分數(shù)據(jù)見表10，點7、點9的0.8 m深稻谷水分降低0.3%，點8的0.8 m深稻谷水分降低0.2%，平均降低0.3%。由于取樣點位于通風路徑匯聚點處，單位風量比其它位置大，因此糧食降水應該為整個通風區(qū)域的最高值。

表10 通風前后0.8 m深稻谷水分及變化 %

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）糧堆淺層排熱通風系統(tǒng)，采用0.75 kW軸流風機，排熱通風管9根，排熱通風試驗取得了明顯排熱降溫效果，48 h糧溫最多降3.3℃，24℃糧溫最多降2.3℃。初始糧溫較高的點，通風降溫幅度較大。該設備的有效排熱深度不小于通風探管開孔段下方0.4 m。一次排熱通風稻谷數(shù)量大于28.35m3或17 t。

（2）在糧面下0.8 m深即點與點中間對應排熱通風管開孔段中間深度處存在通風死角。

（3）通風期間通風區(qū)域用電23.4 kW·h，通風區(qū)域每噸稻谷用電1.38 kW·h。

（4）在風機出口平均風速4.51 m/s，風機計算風量2 899 m3/h。

（5）與空氣箱端面中心接口連接的5號軟管內(nèi)的風速為5.36 m/s，與其它軟管比較明顯偏高。5號軟管內(nèi)部靜壓-450 Pa，明顯偏低。

（6）通風前后0.8 m深即排熱通風管開孔段中間處深度稻谷水分平均降低0.3%，即通風區(qū)域稻谷水分最高降低0.3%。

3.2 建議

（1）空氣箱端面中心接口連接的軟管內(nèi)風量偏大，應該用于糧堆高溫點位置。

（2）通風過程中適當改變排熱通風管插入糧堆深度以減輕糧堆通風死角。