南方散装楼房仓储粮应用初探*

张初阳 栗 婷

(广州天河粮食储备管理有限公司 510500)

粮食储备是粮食供需平衡的一个调节器,是粮食季产年销的“时间调节器”,同时也是产销区间平衡“空间调节器”,是粮食供给一个重要来源,粮食安全储藏关系军需民食,关系国家安全和社会生活稳定,同时粮食储存安全是全世界的难题。据联合国粮农组织的调查统计,全世界每年粮食霉变及虫害等损失约占粮食总产量的8%左右。2022年《经济日报》报道:据估算我国每年在储藏、运输、加工等环节损失的粮食在700亿斤以上,餐桌浪费食物价值高达2000亿元,按年产1.3万亿斤的粮食产量,损失率5.4%。要做好粮食储备,良好的仓房是必不可少的基础条件。中国建国后从利用民房、祠堂储粮,到“苏式仓”“机械仓”,“世行项目”的高大平房仓、立筒仓、浅圆仓等新式仓型,在此发展过程还逐渐出现大直径筒仓、气膜仓,以及楼房仓、散装楼房仓等特色仓型。由于城市经济的发展,土地资源使用集约化,加上储备任务获得不确定性,使用灵活的散装楼房仓成为南方部分粮食储备企业新建仓型的首选。

1 散装楼房仓发展简况

1.1 初步发展阶段——包装楼房仓改用或改造

楼房仓由于用地节约,在缺地的城市比较常见,上世纪80年代广州地区东圃粮库就建设有4座3层楼房仓,1990年代初续建了4座3层楼房仓,区域内其他粮库陆续建设,其中深圳平湖粮库甚至建设有4栋5层楼房仓,原中央储备粮新沙港直属库作为“世行项目”也配套了4层框架结构楼房仓群,但这些楼房仓都是设计为存储包装粮仓型,虽然也配套一部分机械化作业设备,如上楼皮带输送机、楼面平行输送机等,但粮食进出仓效率低,同时也不符合散装、散运、散卸、散存“四散”的粮食现代化物流发展的趋势,所以仓容占比非常小。20世纪末国家大面积建仓选定的高大平房仓、浅圆仓和立筒仓,平房仓仓容比例就将近占了80%。国家“八五”期间的机械化库建设中,楼房仓的仓容比例仅有5%,主要用于存放包装粮。楼房仓没有被推广的原因之一,就是楼房仓单层存放包装粮要预留通道,单仓面积有近1/3被浪费[1]。因此尝试将楼房仓储存粮食改造成大堆“包打围”“包改散”存放[2],或者直接散装存放储粮,虽解决了仓容利用率低的问题,但还没有解决出入库效率的问题。后续的科技工作者开始了散装楼房仓的研究。

1.2 专业化散装楼房仓发展情况

2009年全国首例散存楼房仓在天津建成[3],2015年,云南首例、全国第二例散粮楼房仓投入使用[4]。而广州地区从2013年国家要求地方要增加储备后,就开始新仓建设,其中不少单位选择了散装楼房仓这类仓型,2016年后新型散装楼房仓陆续出现投产,该仓型相对以往楼房仓除了解决仓容用地问题,更是解决出入库机械化和仓房通用性问题。2022年5月深圳龙岗西坑粮库建设的散装楼房仓凸显了“五个高”:土地利用率高、装粮高度高、楼房仓建筑高度高、自动化程度高、节能减排高。其中,散装楼房仓装粮高度实现了两个“最高”:单层装粮高度最高17 m,目前国内其他粮库装粮线一般为8 m;粮仓总装粮高度可达56 m,国内其他粮库装粮最高约21 m。

2 散装楼房仓储粮技术应用

2.1 散装楼房仓进出仓

2.1.1 利用原出入库设备 将原来包装粮使用的设备改为散装粮使用,费用较低。利用出入库设备配合人力,将散装粮食入库后,利用自溜出库。由于部分储备粮出入库不频繁,要经过2或3年储存期后才会出库,此方式可避免设备闲置,相对经济、简单实用。

2.1.2 配套专门出入库机械设备 粮食入库工艺,类似于立筒仓群或浅圆仓设置工作塔,将粮食提升到作业层,通过自溜管道配送到每层仓房内。设备层的下一层,类似立筒仓或者浅圆仓的设计,再往下则通过设置封闭自溜管道与上一层隔开进行“注入”。而出库工艺,同样设计自溜管隔开各层,流到底层输送带后,通过工作塔出库。部分还利用侧口自溜,如广州番禺港口粮库。广州白云区良田粮库采用了“管链提升机”技术[6],该项目是全国第一家在储备粮库应用管链提升机的智能粮库。

2.2 散装楼房仓储粮保管技术

2.2.1 常规保管方式 散装粮楼房仓大部分的底层粮温相对较低,粮情稳定,但最高层粮温相对偏高,通过在最高层以上设置设备层,顶层增加空调设备,来解决这个问题。在广州地区部分企业结合自身运作特点,将仓容量降低,类似高大平房仓进行内部分隔,有效减少单仓入库时间,加快满仓,保障同仓粮食同期入库,确保粮食质量均匀;同时增加隔墙作为承重,单个仓房面积小,在同楼层处于中间位置的粮温相对较低、粮情也相对稳定。

2.2.2 新时期绿色储粮方式 随着其他仓型应用绿色储粮技术,如低温储粮、充氮气调技术等,不少散装仓开始进行相应配置,如广州番禺港口库配置了低温设备,并形成一套行之有效的管理方法,该套方法也形成了企业标准。2022年投产的广州白云区良田粮库增加了充氮气调设备。

3 问题与讨论

3.1 建设需求即建设必要性情况

楼房仓是土地集约化的需要,具有存放灵活性的特点,不放粮食时可以放其他物品,可以改为冷藏库、低温库等,也可以作为其他物流仓,散装楼房仓由于其楼面良好承重,甚至可作为重物存放或改为厂房和立体自动仓房等。广州地区根据其储备粮管理及当地的粮油市场环境,储备任务多通过公共交易平台公开承储招标的方式落实到承储企业,即承储企业获得储备任务具有不确定性,所以部分企业建仓就不能考虑仅单一存放粮食的仓型。

3.2 建设成本即经济可行性情况

2022年10月投产的广州白云区良田粮库项目总投资4.42亿元,不仅应用了绿色储粮、准低温储粮、气调储粮等绿色生态的先进储粮技术,还配备了智能粮情监控、机械通风技术、环流熏蒸技术和谷物冷却机低温储粮技术的“四合一”应用,全方位实现了粮库的过程可管控、数据可追溯和远程可视化管理。深圳龙岗区西坑粮库总投资5.1亿元,占地76.5亩(5.10万m2),含地价造价3333元/t,地价按3500～4000元/m2估算,折算建设成本2000元/t。番禺港口粮库二期总投资3亿元,包括3栋楼房仓及相关配套,配有低温、一站式服务中心等,不含地价,造价2688元/t。按当地储备粮吨保管费收入,10年～15年可实现建设成本回收。

3.3 散装楼房仓储粮存在的若干缺点及对策

3.3.1 散装楼房仓占地面积大,外立面面积大,增加建筑成本及保管成本。从建筑的角度分析,同样占地面积,方型的周长大于圆形,也就是同样建筑高度下,方形仓外立面的面积更大,更容易受到外部环境影响。

3.3.2 散装楼房仓存在仓房内壁受力不均衡问题,导致建筑成本增加。而从仓房内壁受力即受粮食侧压力的情况看,圆筒仓各点受到的只是径向力,同高度界面仓壁受力均衡,而方型仓仓壁受力不同,出现某一点受力相对较大,为保障安全必然要加大建筑安全系数,从而增加了建筑成本。从建筑学角度分析,方形仓由于储存粮食内压产生的弯曲作用,需要较大的截面积来抵抗,相对圆形的筒仓来说,缺少经济性。

3.2.3 仓壁、仓底受力不均衡易导致仓房倾斜风险加大 圆筒仓内受力是轴向对称的,但散装楼房仓由于仓型的原因,多数不对称,所以在进出设计的时候,出入口同截面要有对称的出入口,降低粮食自重以及出入库时带来的侧压力不均衡,从而导致对地基传导压力长期不同而倾斜。所以散装楼房仓存粮要注意平衡对称,出入库口使用频率也要均衡对称。具体可以参照立筒仓群的出入库对称原则以及新仓第一次入库需“压仓”要求进行,以便于均衡向下传导,减少倾斜风险。

3.4 对新建散装楼房仓有关工艺建议

3.4.1 尽量通用化设计 如采用现有浅圆仓、立筒仓、高大平房仓的常用参数,便于设备选择方便,减少专门的设计,降低建设成本及运营成本。

3.4.2 单仓仓容不宜太大 单仓仓容应结合出入库输送设备输送能力、来粮速度、粮源筹措情况,单仓仓容不宜太大。考虑供应商的供货能力,汽车来粮进度、广州地区建议2000 t或以2000 t为模式,单仓或廒间采用500 t,1000 t,4000 t进行设计即可。

3.4.3 出入设备应结合储备粮品种及轮换模式进行选配。考虑使用频率、保养需求、投入成本等,出入库固定设备结合储备品种的轮换模式进行设备选择。若是常轮常新的动态轮换模式,可加大出入库的自动化、机械化、出入库产能,提高市场应对能力;若是静态存放的模式则减少固定的自动化、机械化设备,减少固定资产投入,减少入库后设备闲置及保养。

总之,散装楼房仓的建设经济性、保管成本、出入库要求等均不具备相对优势,其得到推广的主要原因,除了与筒仓相同的用地节约外,最主要的就是其使用的灵活性,可以存放散装粮食,也可存放包装粮,在某些特定情况下还可以存放其他物资,应急状态下可以多面作业,提高出仓效率。灵活性需求的实质对应的问题根源就是储备任务获得的不确定性,从专业储粮需求化的角度而言,散装楼房仓是特殊时期建设单位为应付不确定承储任务而进行的创新和选择。