浅谈储粮机械通风降温的节能降耗

浅谈储粮机械通风降温的节能降耗通风降温是储粮机械通风的一种主要技术功能，其应用频率高，效果显著。随着粮食企业体制改革的快速发展及市场经济观念的日益增强，储粮机械通风技术实现由应用效果型向应用效益型转变，走技术效果与经济效益并重的发展之路，已成必然趋势。所以，当前对储粮机械通风降温节能降耗途径与措施开展研究探讨，具有积极的现实意义。1优化系统工艺设计通风系统工艺设计的规范与优化能保证通风过程中引进的外界冷空气按照合理的线路，克服最少的阻力，均匀地流动并与粮堆及粮粒发生高效的热交换，既提高了通风效果，又保证了最低通风费用与能耗。1.1途径比的确定机械通风系统设计中，合理的途径比是保证通风效果的重要参数，对节约能耗具有密切关系。无论是地上笼还是地槽通风系统，无论是采取压入式还是吸出式通风，在两条风道间的底层都会产生通风无效区（也称通风死角），该区降温缓慢。空气途径比（K）越大，该区面积越大。一方面易导致粮堆内部结露，另一方面延长通风时间，增加电耗。笔者建议：K温1.5为宜。这样，既符合《规程》设计要求（K温1.5-1.8），又能最大限度减小通风无效区面积，并且，还可满足通风降水的空气途径比要求（K水1.2-1.5）。[1]1.2单位通风量的选择不同的单位通风量会产生不同的阻力损失。单位通风量的选择对单位能耗的影响较大。单位风量的选择有多种：一是大风量。风量大，风速高，换气次数多，湿热交换机会多，降温快，通风效果好，但风网阻力大，能耗高，水分损失较大，设备投资也大。试验表明，单位通风量为19.9m3/h.t时，地上笼出现漏粮现象[2]，轻则影响降温效果，重则导致风道报废。二是小风量。风量太小，降温缓慢，通风系统存在空气分布不均匀现象，储粮高温点消除较难。三是《规程》推荐值：房式仓降温通风；q20m3/h.t（不包括排风扇低压缓速降温通风q=8m3/h.t）。综合降温效果与经济效益考虑，建议：房式仓以降温为目的的单位风量宜在12—15m3/h.t范围选择。1.3风道与空气分配器的布置空气分配系统向粮堆内送风一定要满足均匀、有效的要求，否则一方面延长通风作业时间，增加能耗，另一方面可能造成粮堆内出现通风死角，导致局部结露。在风道与空气分配器的布置设计中，一要考虑《规程》上提出的风速参数（V主＜12m/s，V支＜6m/s，V分0.1~0.15m/s,二要考虑送入(或吸出)粮堆的空气沿风道长度均匀分布。经系统阻力，降温速率、幅度、均匀性及风道造价等降温通风性能测试比较，从优选及实用性考虑，地槽通风系统首选变截面（等风速）各空气分配器面积由小到大的送风道，其次也可选用变截面（等静压）各空气分配器面积相等的送风道。地上笼通风系统空气分配器按照开孔率从小到大的顺序安装。[3]地槽通风降温系统在其分配器上增设空气分配网罩后，降温速率、降幅度和均匀性均优于不加罩送风道。加罩后单位能耗仅为不加罩的一半。[3]主要原因是加罩后风道开孔面积增大，气流分配更趋于均匀，风道表观风速降低，系统阻力减小。1.4支风道风量的均衡“一机多风道”通风系统中，各支风道与通风孔的距离不等，阻力大小不同，通风时易造成各支风道风量不一致。距离近的支风道风量大，与通风孔在一条直线上的支风道风量最大，导致降温不均衡，延长通风时间，增加电耗。因此，采用“对一机多风道”的平房仓通风机械通风系统，应安装风量调节阀，在装粮前将各支风道的风量调节均匀。2合理配备风机风机是提供粮堆通风降温所需气流量和空气通过粮层所需压力的关键设备。合理选用风机，是保证通风系统正常运行的前提，同时也是降低能耗和提高储粮稳定性的重要一环。配备风机首先要根据生产和《规程》要求，合理选择所需风量（Q）和风压（H）的风机。通入粮堆的风量应能满足通风降温目的，风机静压应能克服通风系统的总阻力。用计算后的两个参数Q和H选择风机是合理的，否则，盲目选择风机，既满足不了通风目的的需要，又要增大能耗。其次是合理选择风机类型。目前，降温通风系统配备的风机主要是离心风机和轴流风机，少数采用混流风机。离心风机适用于风网阻力较大场合的通风，功率大，压力高，降温快，但噪音大，能耗高，水分损失较大。轴流风机适用于风网阻力较小，风量较大的通风系统。功率小，性能好，造价低，体积小，安装方便。经生产实践对比，在降温效果相同情况下，轴流风机单位能耗要比离心风机节省50%左右，同时使用轴流风机通风，水分损失较小。根据试验，江苏省一些储备库在冬季储粮降温通风中采用3KW混流风机与7.5KW离心风机对比，降温效果相同，降温速度无显著差异，但单位能耗比离心风机节约一半以上。[4]因此，笔者建议，在一个以平房仓为主的粮库内，以储粮降温为目的通风系统应主要配备轴流风机或混流风机，同时可适量配备离心风机。一般以轴流风机或混流风机通风为主；在紧急降温、处理局部发热粮或降水时采用离心风机。另外，也可将轴流风机或混流风机与离心风机结合使用；通风初期使用大功率离心风机，随着粮温降至15℃左右，再使用轴流风机或混流风机继续通风。只要使用得当，也能达到低能耗的降温效果。3排风扇低压缓速降温排风扇降温通风是根据设计要求，在仓房房檐墙上，安装若干排风扇，仓房地面设置通风道（地上笼或地下槽），仓房门窗严格密封（塑料薄膜或其它材料）。在外界气温达到降温通风要求时，打开通风道口，启动排风扇吸风，使仓内粮堆上部空间形成负压，迫使仓外冷空气从仓底通风管道进入仓内，穿透粮堆带走积热，排出仓外。密闭性能较好的仓房，排风扇安装在仓房南墙房檐下，进行负压上行式通风；密闭性能较差的仓房，排风扇安装在风道口进行负压下行式通风。排风扇安装数量，可根据仓房面积、储粮数量及排风扇风量等条件综合考虑。一般储粮2500t的高大平房仓安装2—3台即可。排风扇低压缓速降温通风与其它机械通风降温比较，具有以下特点：一是冷空气得到充分利用，降温均匀，风网阻力小，耗电少。单位能耗仅为离心风机地上笼压入式通风的1/3；[5]二是操作简便，投资小。绝大多数储粮单位的仓房已配备地下通风道和安装排风扇设备，无需另外增加投资费用开支。排风扇可用220V电压电源；三是有效防止储粮因通风大量失水。与其它机械通风比较，水分损耗最低；四是应用范围广。无论中小型仓房还是高大平房仓均可应用。排风扇通风与自然通风、机械通风相配合，既可达到降温目的，又能缩短整体粮堆通风时间，降低能耗，是一种较为合理、具有发展前途的通风方式。4分阶段间歇式通风降温4.1阶段式通风是根据当地不同季节的气候特点、通风设施及仓储条件，结合粮食保管有利性原则，有目的、分步骤地合理选择有利的通风时机，对储粮进行的降温通风方式。采用阶段式通风可在增强储粮稳定性的基础上提高通风效果，降低通风能耗。我省储粮的阶段式降温通风可分两种情况：一是对当年春季或保管期已满一年以上的储粮分两个阶段进行降温通风。3—10月，由于气温比粮温高，一般不进行机械通风降温；11月下旬至12月中旬，利用人工对粮堆进行翻扒挖沟，以自然通风为主，并辅助实施排风扇通风，使上层粮温降低至20℃以下，主要是防止秋冬季转换期的粮堆结露，同时为下一段机械通风降温做准备；12月下旬至翌年2月为最佳通风期，采用吸出式或压入式机械通风降温，将粮温降至0~5℃；二是对于夏季新入库的储粮，分三个阶段进行通风降温。除上述情况的两个阶段外，应在8月底至9月中旬增加一次降温通风。主要目的是排出仓顶三角区和粮堆上层积热，消除粮食后熟期产生的热量，使储粮尽快脱离高温环境，可选择夜间零时至次日6时采用排风扇负压降温通风。4.2间歇式通风是根据降温通风气候条件的要求，符合条件则通，不符合条件则停；采取开机数小时，停机数小时的通风方式。间歇式通风给粮堆的粮粒与空隙间发生热量交换转移留有一定时间，通风时气流载走粮堆内热量的效率大大提高，因而间歇式通风比连续式通风降温效果好，节省能耗。但须注意，采用一次性通风降温时，若粮温与气温温差过大，则要采用连续通风，不宜采用间歇式通风，否则易造成结露。各阶段降温通风均可采用间歇式通风方式。同时应充分发挥机械通风、排风扇通风和自然通风三者结合的协调作用。通风前期先用自然通风和排风扇通风进行降温，待粮温降至一定程度后，再利用风机加以巩固并消除通风死角。这样，既能达到降温的目的，又能降低通风能耗，还可减少粮食水分损耗、经济有效。5加强通风技术管理通风技术的管理也是影响通风效果、费用和能耗的一个重要因素，因此，必须给予充分重视。5.1确保空气分配系统完好粮食入仓前，要全面检查通风系统是否完好。通风道内是否存有异物。地上笼通风道的衔接部位要牢固合缝。地笼与地坪结合部要用薄膜覆盖，再用不干胶带粘牢。入粮过程中，要防止输送机在仓内搬移时，碰伤已安装好的地笼，避免地笼接合部产生大于粮粒的空隙以及扭曲变形，不然轻则增加通风阻力，影响通风效果，重则导制风道报废。5.2合理选择通风方式通风系统总体上可分为压入式和吸出式两种通风方式，在实际应用中应根据不同地区、不同时段的气候特点，结合各自的储粮条件及目的要求，合理选择操作方式。若水分符合安全储粮要求，则采用吸出式通风可避免水分流失过大。仓内粮温高，水分偏大时，采用压入式通风；仓房条件好时，则采用压入式或正压通风，仓房条件差时，如密封不良，仓房老化，应采用吸出式或负压通风；粮堆中、上层粮温较高（或发热）时，采用压入式通风、散热快、效果好，否则采用吸出式通风降温慢，能耗也较大。5.3防止低效或无效通风通风降温的先决条件是掌握最佳低温天气和通风时机。通风开始和结束均须满足降温通风条件要求，严格按照《规程》操作。如果违犯规定，任意作业，则会导制低效或无效通风，甚至是有害通风。5.4科学选择目标粮温所谓目标粮温是指预定的通风降温完成后要达到的最低粮堆温度。从粮食保管有利性的角度看，粮温降得越低越好，但为此必然要延长通风时间，增大电耗。就目前储粮仓房的隔热性能条件来看，粮温越低则其随气温上升而回升的速度越快，这就意味着有一部分电耗和费用被浪费。因此，综合气候、仓房条件等诸多因素，笔者建议，机械通风降温的目标粮温定为0~5℃较科学，一方面可满足低温储粮要求，另一方面可克服盲目追求最低温度而造成的浪费。5.5提高技能，科学管理一支素质过硬的专业队伍，一套科学有效的管理制度是实现“安全、有效、经济、节能”通风的根本保证。因此，笔者建议，各储粮单位应做好以下几项工作：一是提高从业人员专业技能，加强专业知识与技能培训，熟悉掌握《规程》要求；二是建立健全储粮通风作业管理制度，严格规范操作；三是制定有效的奖罚措施，把机械通风降温工作中的节能降耗与浪费纳入仓储管理工作的考核范围，并与工资奖金挂钩，奖优罚劣，以增强仓储工作人员的工作责任心和节能意识。参考文献[1]国家粮食局.储粮机械通风技术规程[S].LS/T1202—2002,6[2]易世孝、王丰富、游红光等.储粮机械通风中常见的问题及解决办法[J].粮食储藏，2002（1）.P43[3]严以谨、王金水、苏云平.机械通风储粮技术[M].郑州：河南科学技术出版社,1996.8.P107[4]江燮云.对高大房式仓及配套设施的改进建议[J].粮食储藏，2002（2），P43[5]束旭强，江汉忠，缪庆朝.排气扇通风降温对比试验报告[J].粮食储藏，2002（4）.P35