江苏省储粮粮情检测及机械通风技术的应用情况

江苏省储粮粮情检测及机械通风技术的应用情况聂恒勇1黄熙荣杨国峰2宋伟（1.江苏省粮食局；2.南京财经大学）摘要江苏位于我国东南沿海，属亚热带湿润的季风气候。气候“湿热”，特别是霉雨季节，气候潮湿温度较高，非常适合粮食微生物和储粮害虫的生长发育，使得粮食保管工作具有明显的季节性。根据我省地理位置和气候条件的特点和我省保粮职工长期的工作实践，在新建库和地方库新建、改造中广泛应用了粮情检测、机械通风等新技术，使我省的保粮技术水平有了很大程度的提高。关键词粮情检测机械通风江苏是粮食主产区也是粮食主销区。随着粮食市场化的推进和人民生活水平的不断提高，粮食消费已从量的扩张向质的提高转变，出现了优质化、绿色化、多样化的趋势。在这一形势下，我省的储粮工作正在由过去单纯的保正数量向保质保量的方向发展。江苏位于我国东南沿海，属亚热带湿润的季风气候。在我国划分的7个储粮生态区域中，江苏省处于“热湿储粮生态区域”，冬温夏热，四季分明。1月份均温0～10℃（或0～12℃），寒潮南下，会引起气温大幅下降。夏季普遍高温，7月份均温28℃左右，5～9月常出现高出35℃的酷热天气，极端高温达40℃以上。雨量充沛，年降水在1000mm左右，春夏多雨（占年降水量70%），秋雨次之（占20～30%）冬雨少（10%）。6月份有显著的梅雨现象，梅雨历时一个月左右。由于我省气候“热湿”的特点，特别是霉雨季节，气候潮湿温度较高，非常适合粮食微生物和储粮害虫的生长发育，使得粮食保管工作具有明显的季节性。因此，在粮食保管过程中，把握各种储藏技术应用的时机是十分重要的。1998年以来，国家利用国债资金在全国建设了1000亿斤仓容的高标准仓房，在我省建设的这些仓房中，根据地理位置和气候条件的特点和我省保粮职工长期的工作实践，在新建库和地方库新建、改造中广泛应用了粮情检测、机械通风等新技术，使我省的保粮技术水平有了很大程度的提高。1粮情检测技术为了提高对储粮安全的监控能力和减轻保粮职工的劳动强度，我省于80年代后期开始研制粮情测控系统。首先在用于粮食收购结算的PC-1500计算机进行了开发，1聂恒勇，苏省粮食局，副处长，粮食仓储，南京市中山北路212-2号。2杨国锋，南京财经大学，副院长，粮食仓储，南京市铁路北街128号。研制成功了第一代以PC-1500计算机作为主机、模拟信号传输、测温元件为热敏电阻、仓内测温元件矩阵式排列的粮情检测系统。该项被评为江苏省粮食局科学进步三等奖。在此基础上发展成采用苹果机和PC机作为主机、模拟信号传输、测温元件为热敏电阻、仓内测温元件矩阵式排列的粮情检测系统。该系统初步具备了粮食温度检测、超温报警、自动生成粮温变化曲线等功能。在此之后，粮情检测系统在我省粮库中得到了推广应用。但该系统在应用中也反映出了较多的不足之处。主要有以下几个方面：一是由于整个系统为模拟信号传输，抗干扰能力差、工作不稳定，且系统精度较低。二是热敏电阻的温度变化曲线线性关系不是很好，所以元器件筛选较为困难，且精度也较低。三是该系统的分线器一般都置于仓内、热敏电阻和导线的连接是采用先连接后密封的方式，由于没有有效的密封方法防止磷化氢腐蚀，因此，分线器内线路板、电子元器件及热敏电阻和导线的连接处很容易被磷化氢腐蚀，造成系统不能正常工作。四是由于系统中没有采用SPD浪涌保护器，来自电网的高次谐波易击毁电子器件。加之分机、分线器金属外壳和通讯电缆的屏蔽层相互没有良好的电气通道，且防雷接地电阻达不到小于等于4Q的要求，防雷击效果较差。随着计算机、数字技术及集成电路的快速发展，为粮情检测系统的技术更新、换代、升级提供了技术保障。1998年在全国国债资金建库中为新建库统一配备了由模拟信号传输到数字信号传输的过渡型粮情检测系统，在此基础上制定了国家标准，为粮情检测系统的发展奠定了基础。我省及时总结了粮情检测系统在研制和应用过程中的经验教训，结合新建库粮情检测系统的应用情况，提出了粮情检测系统要向数字化、多功能、自动调控和数据远程传输的发展方向。目前研制出并推广应用了新一代的无线测控数字信号传输粮情检测系统。该系统不仅具备定时或不定时的巡测粮食温湿度、超温报警、自动生成粮温变化曲线等功能满足粮食温湿度检测的需要，而且在技术上较好地解决了旧系统无法解决的问题。主要特点是：一是该系统从理论上讲通过网络通讯距离可以达到无限远，避免了旧系统长距离数据传输的信号衰减而造成的数据误差。二是由于整个系统采用的是数字信号传输，避免了信号之间的干扰，增强抗干扰能力，确保了系统工作稳定和较高的精度。三是数字温度传感器的精度较高。四是在电缆制作过程中将温度传感器直接放入电缆之中，形成一体化的测温电缆，密封程度高，能有效地防止磷化氢腐蚀，且该系统无分线器，能有效地保证系统正常工作。五是由于系统采用了多级SPD浪涌保护，感应雷及电网的高次谐波产生的浪涌电压和电磁脉冲不易击毁电子器件。金属外壳和通讯电缆的屏蔽层相互有良好的电气通道和较为完善的接地保护系统，从而降低了系统的故障率。目前我省使用的数字信号测温系统虽然比模拟信号测温系统在技术上有了很大提高，但是在使用中数据采集较慢，整个系统没能形成规范化、标准化，功能上也比较单一。随着储粮技术发展，粮情测控系统在粮库中的应用将会更为广泛，对其技术要求将会更高，功能上也将需要进一步的扩展。因此，未来的粮情测控系统将向规范化、标准化、数字化、多功能集成化、自动调控和数据远程传输的方向发展。2储粮机械通风技术我省是储粮机械通风技术使用较早，开展较为普及的地区。目前在我省的中央储备粮管理总公司所属各直属库以及大多数的地方粮库都安装有机械通风设施。利用冬季外界低温，进行机械通风快速降低储粮温度，使粮食处于低温状态，为来年的安全储藏打好基础。江苏地处暖热带—亚热带，常年平均气温13～16℃，1月份均温0～10℃。冬季常有寒流经过江苏地区，使气温明显下降，一般冬季最低气温：苏北地区-10℃左右，苏南地区-5℃左右。冬季相对寒冷的气候条件使机械通风降温的应用成为可能。2.1冬季通风主要方式2.1.1自然通风自然通风是当寒流来时，将仓房门窗及风道口打开，使仓外冷空气和仓内热空气产生对流，从而达到粮堆降温。如果是仓外露天垛，需将覆盖物拿掉，以增加换热降温效果。自然通风的优点是：不消耗能源，粮堆水分变化很少，但通风所需时间长，粮堆降温慢，尤其是在江苏冬季寒流持续时间不是很长的情况下，仅仅依靠自然通风很难达到降温要求，且仓内粮堆下层的粮温很难降低。因此目前在江苏地区自然通风仅作为冬季通风的辅助手段。2.1.2机械通风机械通风是目前江苏冬季通风的主要方法。2.2机械通风的风网类型主要为地槽式和地上笼两种，风道的布置形式有一机一道、一机多道（二道、三道和四道），“土”字型、“主”字型等。对风网的要求：坚固耐用，风道内风速一般不超过7～8/m，尽量减少弯头、三通等管件数量。少数小型仓房采用箱式通风，其优点是投资省、安装简单，但应用箱式通风时必须配合揭膜操作，比较麻烦，粮堆降温均匀性差，能耗高。2.3机械通风的风机选择目前江苏所使用的通风机主要有三种：(1)7.5kW离心风机(风量5730～10580m3/h、风压2500～1700Pa)。采用7.5kW离心风机通风，降温、降水速度较快，但单位电耗较高，粮食水分也多。除了处理高温、高水粮使用较多外，一般在冬季降温通风中选用较为谨慎。(2)3kW混(斜)流风机(风量为7136～11993m3/h、风压为670～486Pa)。采用3kW混(斜)流风机通风，降温、降水速度次于7.5kW离心风机，而单位电耗是其30%～50%。所以采用该风机最为普遍。(3)0.55kW轴流风机(风量为8097m3/h、风压为156.1Pa)。此种微气流通风方式的降温、降水速度仅次于混流风机通风，但单位电耗仅为混流风机的50%左右。小功率风机微气流通风近年逐渐受到重视，并越来越被广泛应用。2.4机械通风的通风方式江苏粮食部门总结多年来储粮机械通风的经验，近几年在全省粮库普遍推广冬季通风降温三阶段作业的方法，即在粮堆降温过程中，根据秋冬季气温和粮堆温度的变化规律，充分发挥不同通风方式的特点，将其优化组合，把粮堆降温作业分解为三阶段实施。三阶段的时区划分：第一阶段，时间为10～11月，通风的目的主要是排除粮堆过夏或新粮入库形成的集热。该阶段昼夜温差明显，粮温高，夜间外温和粮温有较大的温差，通过通风可以将粮温降至15℃左右。通风方式一般可采用排风扇缓速通风和自然通风，以降低电耗。通风后可以有效防止气温骤降后粮堆结露。第二阶段，时间为12月。这一阶段气温已明显下降，尤其是夜间温度较低,并偶有低寒气流发生。通风方式仍可选用排气扇微气流通风，或用3kW混流风机通风。因12月份气温还未达最低，所以第二阶段目标温度以不低于10℃为宜。第三阶段，时间为1～2月。每年此段时间气温最低，是使粮堆降到最终目标温度的最佳时段，也是最为关键的阶段。通风方式可以继续选择排风扇微气流通风和混流风机通风。根据气温情况，为了争取时间，也可以采用大功率风机通风。最终目标温度根据具体粮情、具体环境气温和保管条件确定。2.5机械通风存在的问题江苏储粮机械通风的总体应用状况良好，但在局部地区的少数粮库也存在一些问题，主要有以下几方面：2.5.1风机选择不合理过去江苏不论何种仓型都使用7.5kW离心风机(风量5730～10580m3/h、风压2500～1700Pa)，这种风机用于平方仓通风的主要问题是风压太高，因此电耗大。现在仍有部分平房仓使用这种风机，这是不合理的。2.5.2通风形式单一采用何种通风形式，应根据具体情况确定。如果外界气温条件允许，可以采用排风扇缓速通风，如果是粮堆发热，或是要利用寒流过境的短暂时间降温，可采用大风量通风，但现在有些粮库一律采用大风量通风，即浪费能源，又增加了通风过程中的粮食水分损耗。2.5.3通风时机把握不准，造成粮食水分损耗过去从储粮安全的角度出发，冬季通风时都选择相对湿度低的干冷天气开机，强调不能因为通风造成粮堆水分增加。这样做的结果是经过一个冬季的通风后，粮食水分普遍降低，降低幅度一般在0.5%～1%之间，如果粮食在仓库存放几年，每年冬季都通风，则水分会降低更多。一个粮库如果有存粮2亿5千万kg，通风后水分降1个百分点，从14%降至13%，则粮食重量将减少287万4千kg，而这种无形的损耗往往不被注意。2.5.4无效通风粮温已达到或接近目标温度，或外温与粮温很接近，温差很小，仍在通风，造成粮温降低很慢或基本不降低，通风降温变成通风干燥。这种情况主要是管理不到位造成的。2.5.5部分风道设计有缺陷风道设计有问题会造成通风不均匀，出现降温缓慢区域，延长通风时间。3粮情检测技术和储粮机械通风的发展方向3.1粮情检测技术的发展方向目前我省使用的数字信号测温系统虽然比模拟信号测温系统在技术上有了很大提高，但是在使用中数据采集较慢，整个系统没能形成规范化、标准化，功能上也比较单一。随着储粮技术发展，粮情测控系统在粮库中的应用将会更为广泛，对其技术要求将会更高，功能上也将需要进一步的扩展。因此，未来的粮情测控系统将向规范化、标准化、数字化、多功能集成化、自动调控和数据远程传输的方向发展。3.2储粮机械通风的发展方向(1)开展保湿通风技术的研究通风造成的粮食减量会给企业造成经济损失，因此应积极开展有关保湿通风技术的研究。要真正做到保湿通风，首先应根据粮食的实际水分含量，合理选择通风时机，尤其是对于安全水分粮或水分已经明显偏低的粮食，不能单纯强调只能在干冷天气开机，应有目的的选择阴天雨后或其它空气相对湿度较高的情况下通风。其次是风机的配置，大风量风机更容易加剧粮堆水分的丢失。第三是加强管理，避免无效通风。保湿通风是一项综合性很强的技术，必须在理论研究和实践经验的结合方面进行深入的探讨，以形成符合江苏地区实际情况的机械通风操作规范和实施细则。(2)研究和推广机械通风的智能控制机械通风的智能控制可以充分利用有利的气候条件，防止无效通风，减轻操作人员的劳动强度，发达国家已普遍采用智能控制，但目前江苏乃至