无梁拱高大平房仓准低温库改造的应用*

吴光明 李 军 袁华清

(1 宜昌粮食集团有限公司 443000) (2 宜昌市储备粮管理有限公司 443000)

当阳属于亚热带季风气候，夏季最长130 d，全年日照时数1850 h，从5月下旬日均气温最高25℃，8月日均气温最高达到32℃以上，粮温也随气温上升而上升。在高温季节，仓顶受外界的阳光辐射对粮温的影响占80%，但是墙体及其它附属设施受阳光辐射，对粮堆的影响占20%也不容忽视。仅靠单一控温措施难以实现低温储粮，为确保储备粮储存安全，努力使储粮工作向“低成本、低损耗、低污染、高品质、高营养、高效益”发展，我公司淯溪分库对无梁拱高大平房仓进行准低温仓改造，寻找解决仓内隔热吊顶途径，降低装粮后空间体积，发挥粮用空调的最大效率，降低成本。

1 试验材料

1.1 试验仓房

试验仓房墙体为砖混结构，屋面为无梁拱形，选用1 mm防腐处理钢板卷边，吊装后锁边(打密封材料)，内顶喷60 mm厚发泡高密聚氨酯做隔热层处理，单仓长60 m，宽24 m，装粮线高6 m，内顶高12.6 m，设计容量6500 t，储存主要品种是中晚籼稻。

1.2 储粮基本情况(见表1)

表1 储粮基本情况

仓号品种数量(t)杂质(%)水分(%)黄粒米(%)脂肪酸值[(KOH/干基)/(mg/100g)]储存方式6中晚籼稻45920.6128015.2散装

2 单项准低温改造技术

2.1 仓内钢结构施工

2.1.1 仓内钢结构选材 主材料管架采用Φ76×2.5焊管，副支撑为Φ40×2.5焊管。

2.1.2 管架制作工艺 管架放样→下料→制作→检验校正→预拼装，保证其挠度(起拱1∶1000)防止下挠变形，确保焊接质量(图1)。

图1 仓内钢结构管架示意图

2.1.3 牛腿制作工艺 牛腿厚度采用±16 mm钢板制作、确定标高之后用±14 mm化学螺栓与墙体固定，再与墙体原有预埋件焊接(图2)。

图2 牛腿制作示意图

2.1.4 对接安装工艺流程 牛腿复验→管架吊装→檩条、支撑系统安装→主体初验→补漆→验收。

2.2 仓内隔热保温

2.2.1 仓内吊顶 施工工艺流程：钢结构下弦与仓房四周找出最高吊顶水平线，仓房四周吊顶水平线→布设吊筋→安装主、副、四周龙骨→对龙骨结构进行拉线、找平、紧固→安装聚氨酯板(板尺寸1200×2700×30 mm)→打胶密封→验收。

2.2.2 仓墙隔热 施工工艺流程：基础清理→弹出水平线→安装轻钢龙骨要拉线找平→对龙骨结构进行拉线、找平、紧固→轻钢框架内填充30 mm厚的隔热材料(岩棉板)→6 m以上安装30 mm厚聚氨酯铝板(6 m以下安装菱镁发泡板)→刮腻子找平刷乳胶→验收。

2.2.3 安装双隔热门窗 门窗选用了密闭隔热性能良好材料，密封保温门门框用材按GB 6728-86选用冷弯空心型钢，门扇选用保温及防腐性能良好的复合板(门50 mm厚、窗外30 mm厚、窗内30 mm厚)，复合板门扇四边采用热镀锌槽钢，用三元乙丙制造的密封条对门缝及缝隙外表面密封处理。门扇采用热镀锌角板，其它附件要求采用镀锌螺栓紧固;仓房的气密性指标为：仓内气压500 Pa降至250 Pa的半衰期不小于40 s，气密性能达标。

2.3 安装喷淋系统

我公司淯溪分库建在丘陵与平原过度地带，地下水资源丰富,凿井60多米取地下水,开展喷水控温，管材选用PE材料，呈“丰”字形排列。

2.4 配置粮仓专用空调

计算装粮后空间体积，根据夏季作业时环境温度为35℃～39℃，单台控温体积900 m3确定需4台，同时为防止熏蒸作业被磷化氢腐蚀及熏蒸时正是高温季节而不能使用问题，选用TS-LS051S粮仓专用空调。

2.5 机械通风外接口和环流熏蒸系统进口等隔热处理

机械通风外接口与墙体交接处采用300mm厚泡沫板封堵隔热，环流熏蒸系统外管进口也采用200 mm厚泡沫板封堵隔热。

3 试验方法

3.1 冬季通风降温蓄冷

在11月底寒潮来临时节，分阶段逐步降低粮食温度，并在次年1月份将平均粮温降到10℃以下。

3.2 春季隔热保温

库存粮食利用冬季低温通风降温达标后，在次年气温回升前按“严、紧、密、实、平”的要求覆盖稻壳250 mm～300 mm。最后在稻壳上铺上PVC走道板，便于检查“两个安全”。

3.3 夏季控温储粮

3.3.1 屋面喷淋降温 2019年5月25日～2019年8月30日在太阳辐射较强时开启，通过水雾遮蔽太阳的辐射，20多度地下水直接作用于仓库屋面降低屋面温度，控制了影响仓温程度最大的源头。

3.3.2 开启专用空调控温 2020年5月25日～8月30日开启专用空调，为降低运行成本利用夜间22：00～次日6：00电费低谷时段降温，制冷温度设定为20℃，设置设备运行其他参数自动控制系统完成操作。

4 结果与分析

4.1 粮温变化情况

从图3中可以看出，通过准低温库改造，形成“多位一体”立体控温储粮，各仓5月底表层粮温开始微弱上升，平均10℃,最高19℃;6月平均12℃,最高22℃;7月平均14℃,最高25℃;8月平均16℃,最高24℃;至9月平均16℃,最高不超过24℃。因此“多位一体”立体控温储粮，实现全方位阻隔外界气温影响的所有途径，有效控制粮堆温度，减少了粮食“热皮”厚度，增加了粮食“冷心”的体积，实现低温绿色储粮。

图3 粮温变化情况

4.2 仓温变化情况

从图4中可以看到7月20日气温最高一天仓温变化情况，6号仓仓温从关闭空调后到下午16：00 上升幅度为5℃，“多位一体”控制仓温上升幅度慢，同时记录7月19日4台粮用空调的总用电为78 kW·h，电价0.4元/kW·h，电费31.2元。

图4 2019年7月22日仓温(时间)

4.3 脂肪酸变化情况

脂肪酸值是判断稻谷在储藏过程中品质变化的重要项目。试验仓储粮脂肪酸值6月上升0.1(KOH/干基)/(mg/100g)～0.2(KOH/干基)/(mg/100g);7月上升0.2(KOH/干基)/(mg/100g)～0.3(KOH/干基)/(mg/100g);8月上升0.3(KOH/干基)/(mg/100g)～0.5(KOH/干基)/(mg/100g);9月上升0.5(KOH/干基)/(mg/100g)～0.6(KOH/干基)/(mg/100g),经过一个夏季，脂肪酸值控制在1.6(KOH/干基)/(mg/100g)以内。通过“多位一体”立体控温储粮，延长粮堆保持低温时间，有效地延缓粮食品质劣变速度，更好地保证粮食品质。

4.4 投资及运行成本

无梁拱高大平房仓每栋仓仓内钢结构施工、仓内隔热保温(吊顶、仓墙、门窗)、安装屋面喷淋、配置粮用空调、附属设施隔热等改造时一次性投入96万元，使用周期15年，6.4万元/年；开启屋面喷淋系统，单仓每年维护费400元，单仓电费每年680元，小计1080元；稻壳粮面压盖，单仓稻壳装包、转运、入库及铺平4500元，按保管2年计算每年稻壳压盖费用2250元(稻壳来源分库米厂未计算费用)；开启粮仓专用空调用电7020 kW·h，电价0.4元/kW·h，单仓每年排积热电费2808元，开展“多位一体”控温储粮单仓每年需直接开支6138元，实际保管每吨粮食每年只需1.4元，一次性投资13.9元/t·年，合计15.3元/t·年。因此费用合理、经济效益高，操作简单。

5 结论与讨论

无梁拱高大平房仓在准低温库改造后，通过“多位一体”立体控温储存的粮食因出库品质好，其销售价格同比储存粮食高出0.06元/kg～0.10元/kg；且在储存期间，低粮温可降低通风降温达标能耗，减少粮食水分减量；抑制虫害的生长，减少害虫的发生，实现每年不超过一次低剂量熏蒸，确保粮食品质，推动我库准低温储粮发展，有效延缓粮食品质劣变速度，更好地保证粮食品质。

本次“多位一体”立体控温储粮用电考虑到运行成本采用阶梯计费，粮用空调使用设定为夜间22：00～次日6：00电费低谷降温，若气温高时开启，则控温效果将更好，实现低温绿色储粮迈进。