山东地区平房仓横向通风技术与竖向通风技术的应用对比研究

徐留安，张瑞迪，杨 枫

（1.鲁粮集团山东齐河国家粮食储备库有限公司，山东 德州 251100；2.山东聊城鲁西国家粮食储备库，山东 聊城 252000）

储粮机械通风技术是目前粮食储藏的一项重要技术，该技术的实施改善了储粮条件，增强了储粮稳定性，延缓了粮食陈化程度，保持了粮食品质，降低了粮库保管费用，具有操作简单、容易掌握等优点，储粮机械通风技术的应用为安全储粮奠定了良好的基础[1-2]。

竖向通风是目前粮仓最常见的通风方式，其中平房仓中较为常用的主要有地上笼通风系统，地上笼系统通过在储粮仓房的地坪上铺设通风管道对粮堆进行通风[3]。由于通风途径比大，实际生产实践过程中，通风作业时会存在不同程度的通风死角，且铺在地坪上的通风笼会严重影响粮食出入库机械化作业的顺畅程度[4]，为解决竖向通风存在的问题，寻求更加合理先进的通风方法，曹阳等[5]研究了新型储粮通风技术，即横向通风技术。

横向通风是一种全新的储粮通风方式[6]。横向通风技术是将通风笼固定于房式仓相对两侧内壁上，对粮面实施薄膜密封，通风时使气流从一侧风道吸入并横向穿过粮堆后从另一侧风道排出，实施过程中整个粮堆不揭膜进行通风作业[7]，由于该通风方式使气流横向水平穿过粮堆，故称为粮仓横向通风[8]。

目前，关于山东地区横向通风系统与竖向通风系统实仓对比分析研究文献不多。因此，本试验在鲁粮集团山东齐河国家储备库进行，试验将对比横向通风系统与竖向通风系统的降温降水效果，为实仓更好应用横向通风技术提供参考。

1 材料与方法

试验地点：鲁粮集团山东齐河国家粮食储备库有限公司；试验仓：28号平房仓，采用横向通风技术；对照仓：27号平房仓，采用地上笼竖向通风技术；两个仓房内部尺寸相同，均为长40 m，宽20 m，粮堆高度5 m；仓墙为砖混结构，厚度0.5 m。横向通风时粮堆使用聚氯乙烯薄膜进行覆膜处理，竖向通风时粮面不做覆膜处理。

1.1 试验粮种

27号仓和28号仓储备粮品种均为小麦，储存小麦品质指标见表1。

表1 储存小麦品质指标

1.2 通风系统

1.2.1试验仓通风道

28号试验仓采用横向通风系统，仓房南北面墙体底部均配置有4个通风口，檐墙内两侧均设置有直径0.6 m的主风道4个，每个主风道连接有4个支风道，横向通风系统通风管道布置如图1、2所示。

图1 横向通风系统通风管路平面布置图

27号对照仓采用竖向通风系统，仓房配置有5个通风口，有5个直径ϕ 0.5 m的主风道，每个主风道连接有2个支风道。

1.2.2试验通风设备

27号仓选用4-72-6C离心风机5台，电机功率5.5 kW，全压1 290～1 500 Pa，风量6 820～12 360 m3/h，主轴转速1 650 r/min。

28号仓选用与27号仓相同的离心风机4台。

1.2.3通风系统参数

27号仓和28号仓通风设施主要参数见表2。

表2 横向通风和竖向通风风道及风机等主要参数

图2 横向通风系统通风管路立面布置图

1.3 粮情检测系统

27号仓和28号仓均安装有郑州鑫胜电子科技有限公司研制的粮情检测系统。

粮情检测系统：每根测温电缆有测温点4个，上下两点间距1.47 m，全仓50根测温电缆共200个检测点，检测精度±0.2℃，布点符合LS/T 1203—2002的规范要求。

1.4 试验方法

1.4.1通风时间的选择

根据储粮机械通风技术规程（LS/T 1202—2002）中7.1条款的规范性要求进行通风。开始降温的通风条件：粮堆平均温度≥仓外大气温度8℃时，可进行通风。结束降温的通风条件：粮堆平均温度≤仓外大气温度4℃时结束通风。当满足开始降温通风条件、结束降温通风条件时，同步打开或关闭安装于试验仓、对照仓通风口的离心风机。

1.4.2数据采集

当粮堆和外界环境符合通风条件时，同时对试验仓和对照仓进行通风作业，记录通风开始和结束的时间。

降温通风过程中，每天对试验仓和对照仓的小麦粮堆不同部位温度变化情况进行检测。

2 结果与分析

2.1 横向通风与竖向通风系统降温试验对比情况

通风期间两仓粮温变化情况如表3。

表3 通风期间粮堆平均粮温变化

28号仓从10月9日开始横向通风，至10月15日结束通风，共计通风144 h，平均粮温由28.1℃降至15.4℃，降温幅度12.7℃，降温速率0.088℃/h；27号仓从10月9日开始竖向通风，至10月12日结束通风，共计通风72 h，平均粮温由28.8℃降至15.6℃，降温幅度13.2℃，降温速率0.183℃/h。通过分析可知，通风结束后，28号仓和27号仓平均粮温、降温幅度基本相同，但竖向通风的降温速率是横向通风的两倍。

2.2 横向通风与竖向通风系统降温降水试验对比

降温通风时粮堆通风失水率、通风失水速率、通风单位水耗计算公式参考张云峰等[9]的方法。

粮堆在通风过程中，单位质量粮食的水分损失称为通风失水率，用符号Ms表示，定义式为：

式中:Ms为通风失水率，%；w1为粮堆通风前平均水分，%；w2为粮堆通风后平均水分，%。

粮堆在通风过程中，单位质量粮食每小时所损失的水分称为通风失水速率，用符号ω表示，定义式为：

式中：ω为通风失水速率，%/h；Ms为通风失水率，%；t为累计通风时间，h。

粮堆在通风过程中，单位质量粮食温度降低1℃所损失的水分称为通风单位水耗，用符号Mt表示，定义式为：

式中：Mt为通风单位水耗，%/℃；T1为通风前粮堆平均温度，℃；T2为通风结束24 h后粮堆平均温度，℃。两仓通风降温失水情况如表4。

表4 两种通风技术通风降温失水情况

从表4中可以看出，装有横向通风系统的28号平房仓，其通风失水率是装有竖向通风系统的27号平房仓的47.8%，通风失水速率是27号仓的23.8%，通风单位水耗是27号仓的49.7%。试验表明，降温通风过程中，横向通风系统具有比竖向通风系统更好的保水效果。

3 结论

（1）实仓应用中，横向通风系统相较于竖向通风系统，更加安全、高效、卫生。横向通风系统做到了风道上墙，无需拆装地上笼，利于大型机械设备进出仓作业，提高进出粮效率，延长设施的使用寿命，降低工人的劳动强度，有利于实现粮食进出仓全程机械化作业；横向通风系统通风途径比小，气流穿过粮堆的路径长，几乎没有通风死角，通风均匀性大大提高，总体上降温效果要优于竖向通风。

（2）试验证明，横向通风系统与竖向通风系统可以达到相同的降温效果，但横向通风系统降温速率慢，通风时间较长。由于山东地区属于温带季风气候，冬季时间长且寒冷干燥，有充足通风降温时间。

（3）试验证明，横向通风系统保水效果比竖向通风系统好。横向通风系统的通风失水率、通风失水速率以及通风单位水耗均低于竖向通风系统。故在降温通风过程中，横向通风系统的保水效果更好。但这也是横向通风系统的劣势，对于高水分小麦的降水处理，竖向通风系统效果更好。

（4）横向通风系统覆膜处理，可以有效减少麦蛾等储粮害虫与粮食接触的机会，对粮食起到一定的保护作用，且熏蒸杀虫过程中膜下环流熏蒸，降低磷化铝药剂的使用量，而且熏蒸效果较好。但是横向通风系统的安装费用较高，一般是竖向通风系统的2倍多，且粮面覆膜，增加了保管费用和保管员的劳动强度。

本试验通过横向通风系统与竖向通风系统应用情况对比，说明横向通风技术适用于山东地区储存小麦通风降温，对于其它地区、其它品种应视情况而定。我国南方大部分地区储粮保管都需覆膜，所以横向通风技术在南方地区更有优势。