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高大平房仓不同功率轴流风机通风降温降水效果分析

发布者:admin  时间:2018-10-01 21:42  浏览:�?/p>

王明州1 徐留安2 张宏宇3曲永建1栗克1
(1.山东鲁北国家粮食储备库,山东 禹城 251200
2.山东齐河国家粮食储备库,山东 齐河 251100
3.山东费县鲁南国家粮食储备库,山东 费县 273400)
                        
    [摘要] 选择不同功率的轴流风机对分别存放玉米的高大平房仓,在相同的自然环境条件下实施通风降温降水作业,评估不同功率的轴流风机对粮堆降温效果、粮堆水分分布均匀情况及能耗情况。结果表明,采用不同功率的轴流风机通风降温,均取得较好的降温效果;与2.2kW功率轴流风机通风效果比较,1.1kW小功率轴流风机通风后,玉米水分损耗减少更少,通风失水率、单位水耗、通风失水速率较小,使用时间较长,但总体能耗无显著性差异。因此,长时间利用小功率轴流风机更易降低高大平房仓储藏玉米的温度和减少玉米水分因通风造成的损失。
    [关键词] 通风降温;不同功率;轴流风机;节能低耗
 
    储粮机械通风是利用风机产生的压力,将外界低温、低湿的空气送入粮堆,促使粮堆内外气体进行湿热交换,降低粮堆的温度与水分,增进储粮稳定性的一种储粮技术[1]。机械通风可对粮食进行降温、降水、调质和杀虫,是整个粮食储藏的过程来说是十分重要的环节。机械通风的主要目的是对粮堆进行降温,通风时间长就意味着能耗的增加,能耗的增加则会导致粮食仓储企业效益的降低[2]。准确把握降温通风时间、科学合理地选择通风时机、正确选择合适的通风机械,达到高效且低耗能则是粮食仓储企业利润最大化的重要环节。
    山东鲁北国家粮食储备库地处华北平原,属中温干燥储粮区。我库在2013年之前,仓内全部储存小麦,对小麦的各项储粮技术有比较丰富的管理经验。在机械通风方面,为了更好的节能,降低因通风造成粮食水分损失,在确保粮食安全的基础上,对各种类型,多种功率风机运用过程中的各项数据有了一定的积累,总结出正常通风降温过程中,运用小风量、缓速均衡降温可以有效节约电能、减少水分损耗。
针对玉米通风过程中水分损耗大的特点,在相同的自然环境条件下实施通风降温作业,选择不同功率的轴流风机对存放玉米的高大平房仓,评估不同功率的轴流风机对粮堆降温效果、粮堆水分分布均匀情况及能耗情况,为选择合适的通风机械提供技术支持。
 1  材料与方法
    1.1  试验仓房
    山东鲁北国家粮食储备库11号、24号平房仓均建于2002年,试验仓房详细信息如表1所示。11号仓房设置4个通风口,风道为一机两道设计;24号仓房设置2个通风口,风道为一机三道。两仓均为地上笼通风方式,风网设计、风网间距等系数均符合通风技术要求。存储粮食品种为玉米,通风前其品质和存储条件如表2所示。
表1 仓房基本情况

仓号 长/m 宽/m 存粮线高/m 风道数 空气途径比
11 40 24 5 8 1:1.5
24 28 24 5 6 1:1.49
 
表2 通风前玉米存储基本情况

仓号 品种 水分/% 容重/g/L 数量/t 仓温/℃ 平均粮温/℃
11 玉米 14.0 686 3357 10.3 16.7
24 玉米 13.9 688 2337 10.8 16.3
 
1.2 试验设备
T35-11-5.6B型轴流风机和SF-4-2型轴流风机,郑州未来机电设备有限公司生产,分别应用在11仓和24仓,其参数见表3所示。
LDS-1G水分快速测定仪,测量范围为3%-35%,误差±0.5%,上海精科仪器有限公司生产;
Bsc-1200A电动扦样器,功率1200W,三洋家用电器(苏州)有限公司生产;
WDR-V7.1.9x粮情测控系统,温度检测精度±0.5℃ ,相对湿度 RH 检测精度±5%,河南同创高科模拟电子测温系统。
表3风机参数

仓号 风机 功率/km 通风量/ m³/h 转速/ r/min 风压/Pa
11 T35-11-5.6B 2.2 11528 2900 456
24 SF-4-2 1.1 5758 1450 286
1.3 试验方法
11号仓采用4台2.2kW轴流风机,按照下行吸出式降温通风,通风时间为2017年10月11日至2017年10月14日,合计96h;24号仓采用2台1.1kW轴流风机,打开仓底通风口,采用上行吸出式降温通风,通风时间为2017年10月11日2017年10月20日,合计200h,整个通风过程均严格按《LS/T 1202-2002 储粮机械通风技术规程》规定操作。
玉米水分检测点设置如图1所示,11仓和24仓两仓均布置8个点,每点分上、中、下3层,共取24个样品,对比11仓和24仓各层粮食水分变化和整仓失水率。通风后每隔48h,检测玉米水分,粮温每隔4h检测1次,达到通风目的时停止。

 
①               ④              ⑦
 
 
         ③               ⑥
 
 
②               ⑤              ⑧
                           图1 扦样点示意图
1.4参数计算
通风失水率[3],Ms=(w1-w2)/(1-w2),w1,w2,粮堆通风前、通风后的平均水分;
通风单位水耗[3],Mt=MS/( t1-t2),t1,t2通风前粮堆平均温度、通风结束24 h 后粮堆平均温度;
通风失水速率[3],ω =MS/t,t,累计通风时间。
2 结果与分析
2.1通风前后温度变化情况
11仓和24仓通风前后粮温变化情况如表4所示,ll号仓从通风开始到结束,粮堆平均温度下降6.9℃,幅度达41.3%;24号仓粮堆温度下降10.6℃,降幅达65%。结果表明,11仓和24仓采用不同功率的轴流风机通风降温,均取得较好的降温效果,其中24仓采用1.1kw的轴流风机通风,由于降温时间长,降温效果更佳明显。
表4 供试仓房通风前后粮温变化情况

仓号   最低粮温/℃ 最高粮温/℃ 平均粮温/℃ 降温范围/℃ 降温幅度/%
11仓 通风前 3.8 21.9 16.7 6.9 41.3
通风后 6.7 16.2 9.8
24仓 通风前 3.5 22.8 16.3 10.6 65.0
通风后 2.1 12.6 5.7
 
 
2.2通风前后水分变化情况
11仓和24仓通风前后粮堆水分变化情况如表4所示,11仓通风后整仓平均水分由之前的14.0%下降到12.9%,损耗1.1%;24仓通风后整仓平均水分由之前的13.9%下降到13.3%,损耗0.6%。11仓和24仓通风失水率、单位水耗、通风失水速率评估如表6所示。结果表明,与2.2kW轴流风机比较,采用1.1 kW轴流风机通风后,玉米水分损耗少,通风失水率、单位水耗、通风失水速率小。
表5供试仓房通风前后玉米水分变化情况 (单位:%)

仓号 扦样点 上层 中层 下层 全仓
通风前 通风后 通风前 通风后 通风前 通风后 通风前 通风后
11仓 1 13.5 11.8 14.1 12.9 14.3 13.8 14.0 12.9
2 13.8 11.9 14.0 13.1 14.2 13.2
3 14.2 12.4 14.4 12.9 13.9 13.2
4 14.0 12.3 14.6 13.1 13.7 13.7
5 13.6 12.0 14.2 13.0 14.1 13.7
6 14.1 12.2 13.7 13.0 14.2 13.4
7 13.9 11.9 14.7 13.1 14.3 13.6
8 13.4 12.0 13.8 13.2 14.0 13.4
24仓 1 14.3 13.9 14.1 13.6 13.8 13.7 13.9 13.3
2 14.0 12.4 13.8 13.5 13.9 13.8
3 13.8 12.6 14.4 13.2 14.0 13.4
4 13.5 12.8 14.2 13.4 13.8 13.5
5 13.6 13.1 13.9 13.6 14.3 13.4
6 13.4 13.2 14.3 13.7 14.2 13.1
7 13.5 12.5 13.7 13.3 14.3 13.5
8 13.6 13.1 14.0 13.4 13.9 13.6
 
表6 11仓和24仓通风失水率、单位水耗、通风失水速率评估

仓号 通风失水率Ms/% 通风单位水耗Mt/%/℃ 通风失水速率 ω/%/h
11仓 0.0126 0.00183 0.0000191
24仓 0.0069 0.000653 0.00000326
 
2.3能耗对比
11仓和24仓能耗对比见表7所示,11号仓通风时间共用96小时,24号仓共用200小时。可见,2.2 kW轴流风机通风时间显著减少,但吨粮能耗显著增加。结明表明,1.1kW轴流风机通风降温能耗小于2.2 kW轴流风机。
表7能耗对比表

仓号 通风时间/h 用电量/kW·h 电价/元/ kW·h 吨粮能耗/kw.h/t.℃ 总电费/元
11仓 96 845 0.8 0.25 676
24仓 200 440 0.8 0.19 352
3 结论
    试验结明表明,1.1kW小功率轴流风机风压低,长时间缓速均衡降温,用电费用较低,并且降低通风过程中的水分损耗,在储粮正常降温通风完全可以代替大功率风机,符合安全、经济、有效的保粮宗旨,符合节能减排的环保要求,是绿色储粮的有效措施,因此,使用小功率轴流风机进行通风降温储粮作业是一项值得大规模推广的绿色储粮技术。同时,1.1kw轴流风机风量小,通风时间长,降温效果明显,降水效果不明显,高水分粮不宜用低功率轴流风机进行通风。我库利用轴流风机对小麦的缓速通风降温,小麦水分损耗为0.16%,本研究中玉米水分损耗为0.6%-1.1%,这表明玉米在通风过程中比小麦水分损失幅度更大,应引起重视。
 
参考文献:
[1] 路茜玉. 粮油储藏学[M].  中国财政经济出版社, 1999.
[2] 丁超. 储粮机械通风技术拓展研究[D]. 食品科学与工程, 南京: 南京财经大学, 2009.
[3] 张云峰, 石天玉, 王建民, 等. 平房仓横向与竖向通风降温失水率研究[J]. 粮油食品科技, 2015, (S1): 51-55.
[4]王艳梅,陈旭,季一顺,李皖光,胡斌.我国储粮技术的发展与应用现状[J].粮食科技与经济,2016,41(6):62-64.
[5]王广,张晓培,梁剑飞,何文.小功率轴流风机不揭膜通风技术试验[J].粮食科技与经济,2015,40(3):60-61.
 
 
王明州,男,本科,工程师,主要从事粮食储藏工作。
联系地址:山东省禹城市工业园工业南路 山东鲁北国家粮食储备库
邮编:251200
电话:0534-7426555   手机:15092571216
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