东南沿海地区立筒仓升级改造及试验

2023-03-26卓先锋庄芸蕾林涛岳纲冬薛炜

粮食科技与经济 2023年6期

卓先锋庄芸蕾林涛岳纲冬薛炜

摘要：随着储粮科技创新的发展，特别是空调控温、富氮气调、机械通风和粮情测控技术的成熟应用，解决粮食立筒仓科学绿色储粮问题，不仅可以提高仓容利用率，缓解粮库因新增规模带来的仓容紧张问题，同时实现立筒仓常年储备功能具有现实可操作性，因此立筒仓功能转型升级试验很有必要。文章对立筒仓整体概况进行阐述，从气密性、环流熏蒸、氮气气调、空调控温等方面进行全面升级改造，并进行试验验证。结果表明，仓房气密性显著提升，延长了氮气气调保持有效浓度的时间，粮温变化幅度降低，同时也降低了后期保管人员的劳动强度和保管成本。

关键词：立筒仓；改造；空调控温；气调；安全储粮

中图分类号：S379.3 文献標志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230622

Upgrading and transformation of vertical silo in Southeast Coastal Area and experimental verification

Zhuo Xianfeng1， Zhuang Yunlei2， Lin Tao1， Yue Gangdong3， Xue Wei1

（ 1. Sinograin Putian Depot Co.， LTD， Putian， Fujian 351158； 2. Sinograin Jiangsu Quality Inspection Center Co. ， Ltd. . Fujian Branch， Fuzhou， Fujian 350007； 3. China Grain Reserve Management Group Co.， LTD Fujian Branch， Fuzhou， Fujian 350007 ）

Abstract： With the development of scientific and technological innovation in grain storage， especially the mature application of air-conditioning， nitrogen-enriched air-conditioning， mechanical ventilation， and grain situation measurement and control technology， the problem of scientific and green grain storage in grain silos can be solved， it can not only increase the utilization rate of storage capacity， alleviate the tension problem of storage capacity caused by the new scale of grain depot， but also realize the practical operability of vertical silos long-term storage function， therefore， it is necessary to test the transformation and upgrading of silo function. This paper expounded the general situation of the vertical silo， and comprehensively upgraded and remade the silo from the aspects of air tightness， circulation fumigation， nitrogen air conditioning， air conditioning temperature control， etc. The results showed that the air-tightness of the storehouse was obviously improved， the time of maintaining effective concentration of nitrogen was prolonged， the range of grain temperature change was reduced， and the labor intensity and storage cost of the storekeepers were also reduced.

Key words： vertical silo， transform， air conditioning temperature control， air regulation， safe grain storage

立筒仓是一种散装储藏粮食的大型粮仓[1]，具有机械化程度和土地利用率高，容量大，装卸粮食方便等优点，因此常被用作中转仓型，是储藏粮食过程中较完善的装置。近年来越来越多的粮库采用立筒仓进行储粮[2]。由于储粮技术的发展及粮食经济发展需要，逐渐向长期保管粮食的仓型转变，但仓房各方面储粮性能距离作为长期储粮的仓廒还有一定差距，尤其在高温高湿的东南沿海地区，立筒仓长期安全储粮问题亟待解决。

中央储备粮莆田直属库有限公司位于东南沿海地区，年平均气温18～21 ℃，冬季温暖湿润、夏季高温高湿。控温气调技术是一种综合运用氮气气调、空调控温的绿色储粮技术，该技术的运用可使高温高湿地区立筒仓内粮食长期保持准低温的安全状态，同时起到杀虫、防霉、抑菌和延缓粮食品质劣变的作用[3]。因此，有必要对立筒仓进行升级改造，全面提升储粮性能，逐渐符合长期储粮的标准，完成由暂存仓到长期储存仓廒的转型，对东南沿海地区的立筒仓长期安全储粮有重要的参考意义。

1 材料与方法

1.1 立筒仓概况

由18个内径为12 m，高38 m的钢筋混凝土圆形筒仓组成，18个仓分3×3两组，每组9个，并形成4个星仓，总体呈一字形排列，一侧为工作塔，两组筒仓之间间隔1.5 m，仓容量5万t。

上通廊：立筒仓在仓顶建有封闭式上通廊，门窗等设施符合采光、防爆等要求，有较为良好的防雨隔热性能。

仓顶：立筒仓仓顶板上入人口、入粮口、测温电缆和料位报警器均正常，且有可随时密闭的孔盖。

仓壁：立筒仓仓壁坚固、不漏雨、不透潮、气密性良好，入人口处设有5 m左右可上下的固定爬梯。

下通廊：立筒倉下部跟顶部一样建有全封闭式的下通廊，筒仓锥底和出粮口均高于地面，锥形角度大于粮食自流角角度，使仓内粮食能全部排出至气垫输送机上。

仓房内部：仓内安装多功能通风熏蒸装置，集筒仓的通风降温、环流熏蒸、减缓分级和卸粮减载等功能于一体，较好解决了筒仓通风降温降湿、深粮层熏蒸杀虫、减缓进出仓时的分级现象和卸粮减载等问题。

经过多年储粮总结出有以下几点安全隐患：一是粮堆高取样难，无法准确掌握底层粮食虫害情况，导致虫害防治操作不便；二是仓房建设存在工艺孔洞、测温电缆孔漏气，导致仓房气密性不佳；三是仓内未安装制冷系统，依靠移动式空调控温，控温效果不佳，导致表层粮温上升。

1.2 改造实施

1.2.1 试验仓房及储粮情况

试验仓房为505号仓、506号仓、305号仓、306号仓，仓房均为钢筋混凝土结构，总高度38.0 m，筒身高36.0 m，下锥底高6.0 m，直径12.0 m。储粮均为2021年进口大豆，单仓仓容2 500 t。其中305号仓和306号仓为试验仓房，均已进行气密性改造。

1.2.2 仓内气密处理措施

处理位置：密闭的主要处理位置为立筒仓仓顶、仓壁6 m部位及仓顶大梁。

一布四涂方案及性能：施工部位进行涂刷聚酰胺环氧树脂涂料，并粘贴涤纶布（即一布四涂工艺）。其配套方案见表1。

气密涂料性能：聚酰胺环氧树脂“一布四涂”用于大面积无形孔缝的处理，其特点气密性好，耐压力、无毒无污染，固化后有柔性，耐高低温、耐老化、耐酸碱腐蚀、耐磨、抗菌防霉、对混凝土、钢材、木材等具有较强的附着力。

1.2.3 施工工艺

在进行“一布四涂”密闭处理时，先对被涂面混凝土表面的松散砼、碎屑及粉尘进行清理，进行修补空洞水泥粉刷施工，再进行“一布四涂”密封处理，并对裂缝、气泡、砂眼进行修补。对螺丝、螺帽部位必须确保将涂料渗入缝隙内，以保证其气密性。

水泥粉刷施工工艺流程：遮盖粮面层等保护措施→铺设木板→清理积尘杂物→填满发泡聚氨酯填补空洞→拆除遗留模板及钢筋→高压气体吹扫→涂刷建筑胶两次→水泥粉刷→干燥→涂料粘贴涤纶布施工工艺。

涂料粘贴涤纶布施工工艺流程：涂刷聚酰胺环氧树脂（底涂）→粘贴涤纶布→涂刷聚酰胺环氧树脂（二道）→涂刷聚酰胺环氧树脂（面涂）→固化干燥养护（25 ℃，7 d以上）→投入使用。

1.2.4 表面处理

筒仓为钢筋混凝土结构，一般要求钢筋混凝土表面坚固、密实、平整，并且采用压缩空气清洗吹排，以确保基层表面干燥、洁净、无杂质、无异物，确保涂层与壁面有良好的附着力。

用铲刀和扫帚将基层表面的突起物，砂浆疙瘩及浮灰彻底清除干净，对转角或阴角和不规则部位更应认真清理，如发现油污、杂物之类应采用有机溶剂清洗，所有浮灰、杂物均采用压缩气吹排，基层表面经处理后且完整方可转入下一道工序。

1.2.5 各类管线口改造及密封

各熏蒸孔、测温电缆孔等穿墙管在筒仓建造时均可采用翼环的穿墙管预埋，用聚氨酯泡填实后，再用沙浆聚合物密实处理。所有管线间缝隙用发泡剂填充后，再用硅酮胶封堵密实。在测温电缆盒与盒盖之间加入高弹性密封胶，并在密封圈涂一层硅酮胶，再锁紧[4]。同时将一楼3个通风口其中一个改造为充氮入口并加装闸阀，其他2个更换新橡胶密封垫[5]。

1.3 环流熏蒸系统安装

立筒仓整仓设计1台1.0 kW保温环流风机，环流熏蒸管网主管道采用Φ 76 mm不锈钢主管。将立筒仓原有通风口风管、粮面风管切割后焊接Φ 76 mm法兰盘，通过三通、弯头、Φ 76 mm不锈钢主管连接至保温环流风机进风口、出风口。

1.3.1 操作及实现功能

通过蝶阀1～蝶阀4的开启/关闭配合保温环流风机实现对仓内粮食熏蒸杀虫。通冷气时蝶阀5开启，蝶阀2、蝶阀3关闭[6]。其环流熏蒸结构施工图见图1。

1.3.2 氮气气调控制系统

制氮设施设备：NP995-350B型制氮装置（产气量350 m3/h，氮气纯度99.97%，功率78.24 kW）：广州市维通工业气体技术有限公司。制氮机房到仓主供气管道采用暗埋敷设管道方式。开沟暗埋尽量选择最短路线的地坪开沟；经过主干道时，PPR管外套钢管保护。

浓度检测点的布置：仓顶排气口布置1个浓度检测点，充氮过程中，在仓顶排气口进行浓度检测[7]。根据检测浓度的变化情况，分析氮气气体浓度变化规律，掌握补气时机。

充气模式及方法：充氮模式采用下充上排工艺。首先检查仓房、管道气密及闸阀开关是否正确，然后依次将仓顶2#排气阀及进人孔、仓底1#进气阀、P10仓总阀开启，开制氮机送气充氮；同时定时跟踪粮堆氮气浓度，当粮堆及空间浓度达到设置浓度后停止充氮（根据检测粮堆内氧气浓度来计算氮气浓度）。

1.4 空调控温技术改造

粮仓专用空调对仓内空间气体进行循环制冷，用以延缓气调期间仓温及表层粮温的升高[8]。单仓采用上海云傲机电科技有限公司产YGLA-15SA/A型粮仓专用空调，制冷量15 kW，送风量3 000 m3/h，出风口射程可达12 m。专用空调局部安装构造见图2。

1.4.1 制冷机位置

在立筒仓仓顶墙壁安装2个三角支架采用膨胀螺丝与墙壁连接，空调底部用4个支脚固定在三角支架上，并采用螺栓连接固定，水平高度差不超20 mm。

1.4.2 进回风口改造

对环流管道口进行改造，增加三通安装气密蝶阀并连接空调送风口，对进粮口进行改造，进粮口开直径300 mm的圆孔，增加气密蝶阀并与空调回风口连接。

1.4.3 风管连接

进回风管采用PPS材质，采用热溶方式连接，风管直径为300 mm。

1.4.4 水管连接

冷凝水采用小口径PP塑料管DN32连接到立筒仓下水沟。

2 结果与分析

2.1 气密性改造效果

仓房改造前后压力从500 Pa降至250 Pa的压力半衰期如表2所示。改造前，供试仓房气密性基本相当；改造后，两个试验仓房气密性得到明显改善，且提升幅度超过180%。结果表明，经过改造后的仓房气密性得到显著加强。

2.2 气调杀虫情况

通过32 h下充上排模式，305号仓和306号仓仓内氮气浓度均已达到目标浓度值，仓内氧气浓度变化情况见图3。为了维持氮气浓度98%以上不少于30 d，中间对供试仓房进行12 h补气。由于立筒仓装粮高度高，存量较大，在拥有良好气密性能的情况下，粮堆中心一般处于缺氧状态，虫霉难以生长，入粮口、入人口、粮堆表面、底部通风口等部位相对容易发生虫霉危害。通过对上述部位进行虫霉筛查和检测，均未发现异常情况，确保储粮安全。

2.3 粮温变化情况

立筒仓粮堆底层和表层的温度变化幅度相对较大，安装仓储专用空调后在粮温控制方面效果显著（见表3），可延缓其变化和降低温度值，夏季高温季节开启空调，可实现对表层粮温的控制，使其变化幅度和温度值低于底层的幅度和温度，进而控制整仓粮温[9]。

2.4 品质变化情况

维持大豆良好的品质是其后续加工应用的基础[10]。为跟踪大豆品质变化情况，每年3月和9月均会对其进行质量和品质检测，结果见表4。根据GB/T 31785—2015《大豆储存品质的判定规则》，粗脂肪酸值是大豆储存品质的判定指标之一。由表4可知：粗脂肪酸值总体呈上升趋势，但改造后的仓房储藏的大豆的粗脂肪酸值变化幅度较小。