浅圆仓智能通风系统研究

向征　施国伟　庄泽敏　江列克　罗正啟

[摘要]本文对进行改造的浅圆仓智能通风系统进行生产性实验，研究结果表明该系统环境温湿度检测、监控和判定准确，硬件可靠、執行到位，通风效果达到预期。

[关键词]浅圆仓；智能；通风；改造

中图分类号：TB4 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180415

储粮机械通风已成为业界公认的降低粮食温度、提升储粮稳定性的技术，是“四合一”储粮技术中应用广且效果显著的储粮技术。智能通风技术在传统的机械通风技术基础上具有节省人工、判断准确和数据信息化管理的优势。目前智能通风储粮技术已在全国大范围推广应用，但仍存在一些不足，如缺乏即时检测粮堆温度、湿度、水分、气体等参数检测系统，缺乏建立在综合粮情基础上的分析决策系统，无法做到精准通风。中央储备粮广东新沙港直属库有限公司尝试对浅圆仓进行智能通风改造，在测温软件内嵌以实时整仓粮食温度和环境温、湿度数据为依据，根据《储粮机械通风规程》判定方式执行算法，对硬件运行状况实时反馈监控，在硬件方面改造仓顶通风孔洞开关机构和仓底风机控制方式，经过生产性实验，其检测、监控和判定准确。

1材料

1.1试验仓房

供试仓房为彩钢板拼接屋面（简称钢屋盖）结构的浅圆仓，直径25m，檐高16.0m，装粮线15.6m，设计仓容6 500t。屋顶承重结构为内置的放射状防腐钢粱，每扇区均由内外2层彩钢扣板、中间填充玻璃丝隔热棉与檩条拴接成一体，通过檩条将重量传至钢梁，梳状地槽式通风系统，仓顶具有直径600mm轴流风机孔、自然通风孔各4个。

1.2试验用粮

试验用粮均为2017年4月份入库的吉林产二等玉米，详见表1

1.3设备情况

1.3.1软件情况

软件系统为北京金良安科技有限公司所生产的GGS粮温自动检测系统，控制软件具有三种通风方式：一是“整仓降粮温通风”，二是“整仓保水降粮温通风”，三是“手动控制”。“整仓降粮温通风”和“整仓保水降粮温”是智能通风模式，是根据《储粮机械通风技术规程》规定编写的。其中“整仓保水降粮温通风”的设计要求是：气温低于平均粮温6.0℃，空气相对湿度介于该温度与粮堆水分所平衡的解吸相对湿度和吸附相对湿度之间，才可开启通风设备，空气条件不满足时将关闭设备；“整仓降粮温通风”设计要求是：气温低于平均粮温6.0℃，空气绝对湿度不高于当前粮温与粮堆水分相平衡的相对湿度，才可开启通风设备，空气条件不满足时将关闭设备。启动、停止通风的粮温与气温差值可依生产需要更改。

设计需求及已经实现的功能详情见表2、图1，内置参数详见图2、图3。

1.3.2硬件情况

仓顶轴流风机孔和自然通风孔闸板为电动液压形式，西北、东南通风地槽接两台离心风机，各通风孔已安装好电动液压闸板，其中四个自然通风孔闸板的共用一路控制和状态反馈，四个轴流风机和四个轴流风机孔闸板可单独控制、反馈工作状态，闸板开启和风机启动间有自锁功能，各电动闸板均有打开、关闭、动作三种状态反馈信号，各信号通过闸板动作触动限位开关产生；离心风机通过无线信号控制，在接收到仓顶各闸板到位后动作。控制方式开关安装在仓顶栈桥部位，有现场控制、远程电脑控制、关三个档位，可在现场控制状态下，通过控制面板上的按钮操作仓顶各通风孔洞闸板及轴流风机。

离心风机为四川资中产4-72×6c型7.5kW型，风压1764～1215Pa，风量8 520～15 800，转速1800r/min，仓顶通风孔液压气密蝶阀为江门市输送机械设厂有限公司制造。

2试验方案

2.1智能通风模式试验

2.1.1设定通风条件

设定目标粮温14.0℃，输入粮食品种为玉米，平均水分13.9%，检测粮温19.7℃，系统根据水分和气温变化，自动生成外湿下限和外湿上限控制值。由于天气条件有限，综合考虑保证粮食安全和实验需要，设定启动粮温与气温差值为4.0℃时启动，2.0℃时停机。

2.1.2设备运转情况跟踪

选择启动通风后，派专人跟踪气温、气湿检测情况，跟踪各闸板、风机启是否严格按照设置动作。通风开始及通风期间，气温、气湿变化后，检查软件自动生成的“温差选择设定”是否为设定值，通风期间的“温差选择设定”是否大于4.0℃，停止通风的“温差选择设定”是否为2.0℃；检查随气温变化的通风外湿下限和外湿上限控值，是否为与该温度条件下，与粮堆水分所平衡的吸附和解吸相对湿度值。

2.1.3试验变更

2017年11月28-12月24日新沙港地区两次降温，开展通风试验。由于空气湿度根本无法满足保水需要，整仓保水降粮温模式无法开机，为了保证储粮安全，为来年奠定粮温基础，改为尝试整仓降粮温通风。于11月28日9：04开机，12月24日自动停机，天气不再适宜，终止通风。

2.1.4设定通风条件

设定目标平均粮温15.0℃，自动生成温差选择设定（默认为6.0℃起，4.0℃停），设置外湿下限为0，外湿上限为系统自动计算的安全水分平衡相对湿度。

2.1.5设备运转情况跟踪

选择启动通风后，派专人跟踪气温、气湿检测情况，跟踪各闸板、风机启是否严格按照设置动作。根据《储粮机械通风技术规程》，检查软件自动生成的“温差选择设定”是否为6.0℃，通风期间的“温差选择设定”是否大于4.0℃，停止通风的“温差选择设定”是否为4.0℃，通风过程详细记录见表3。

4试验数据与分析

经过生产性测试，认为该系统可快速准确地计算出绝对湿度、露点温度，并迅速地做出正确的判断，由执行机构执行到位，设备运行情况反馈快速准确，可随时存储、检索通风时长、能耗等数据，准确计算通风能耗、绘制三温曲线图等功能。达到设计要求。本次试验总能耗2 435.25kW·h/℃·t，单位能耗0.052kW·h/℃·t，为推荐标准0.075kW·h/℃·t的70%，详见表4。

5结论

5.1智能通风系统明显有利于降低劳动强度、保障安全生产

新沙港地区的人工操作冬季通风作业模式，通常为夜间开机，早晨关机。开机时间经常是深夜22：00以后，关机时间是早上7：00之前，操作人需要逐一走到各仓开启离心风机，劳动强度大，严重影响通风操作人第二天的精神状态，存在一定的安全生产隐患，智能通风的运用对这方面的改善是显而易见的。

5.2保水降粮温通风模式的局限性

经统计近10年的天气情况，新沙港地区气温低于15.0℃的天气平均每年不足200h，同时空气湿度条件达到“保水”要求的概率极低，故该通风模式大体不适用于整个华南地区。

5.3本系统需完善的内容

若通风期间出现高于同圈、同层各点位平均温3℃的粮温异常点，应视为通风不畅，需要给予警示；能耗统计功能仍需人工填入设备功率，更好的选择为直接读取设备电表数据。