Vertical silo solid warehouse discharge pipe ventilation and food conversion device test

◎史鋼強(qiáng)，孫興科（中央儲(chǔ)備糧哈爾濱直屬庫(kù)　黑龍江　哈爾濱　150069）

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立筒倉(cāng)實(shí)倉(cāng)卸料管通風(fēng)及排糧轉(zhuǎn)換裝置改造試驗(yàn)

Vertical silo solid warehouse discharge pipe ventilation and food conversion device test

◎史鋼強(qiáng)，孫興科
（中央儲(chǔ)備糧哈爾濱直屬庫(kù)黑龍江哈爾濱150069）

1　前言

目前各種類(lèi)型倉(cāng)房中，立筒倉(cāng)是機(jī)械化程度最高的，由于其全部采用散糧工藝，具有上倉(cāng)快，倉(cāng)底不存糧，周轉(zhuǎn)速度快的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于糧食加工企業(yè)和各種散裝物料儲(chǔ)存、加工行業(yè)，例如水泥、煤炭行業(yè).哈爾濱直屬庫(kù)前身為哈爾濱糧油綜合加工廠，擁有植物油加工廠和面粉加工廠，上料倉(cāng)全部采用工藝先進(jìn)的立筒倉(cāng).在國(guó)家進(jìn)行機(jī)械化骨干庫(kù)的建設(shè)中又增加一些立筒倉(cāng).目前哈爾濱直屬庫(kù)共有未進(jìn)行通風(fēng)改造立筒倉(cāng)47座.由于這些立筒倉(cāng)當(dāng)初設(shè)計(jì)用途為中轉(zhuǎn)之用或生產(chǎn)車(chē)間的上料倉(cāng)，一般儲(chǔ)糧周期為2～3個(gè)月，最長(zhǎng)不超過(guò)半年，并未按長(zhǎng)期儲(chǔ)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，均未安裝機(jī)械通風(fēng)裝置，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也存在諸多問(wèn)題.隨著哈爾濱直屬庫(kù)儲(chǔ)備業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，這些立筒倉(cāng)在長(zhǎng)期儲(chǔ)糧中弊端逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，為確保儲(chǔ)備糧長(zhǎng)期儲(chǔ)存安全，必需對(duì)立筒倉(cāng)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)改造.

2　改造前的弊端

2.1糧溫較通風(fēng)倉(cāng)高

由于筒倉(cāng)對(duì)入倉(cāng)糧溫?zé)o法利用機(jī)械通風(fēng)進(jìn)行溫度控制,所以入倉(cāng)時(shí)的原始糧溫基本決定了整個(gè)儲(chǔ)存期的溫度范圍.相對(duì)而言，溫度比通風(fēng)倉(cāng)高5～10℃，這非常不利于糧食品質(zhì)保持和糧情穩(wěn)定.

2.2糧食溫差大,易結(jié)露影響儲(chǔ)糧安全

糧食入倉(cāng)季節(jié)對(duì)糧情穩(wěn)定程度有相當(dāng)大的影響.如果冬季入倉(cāng)，情況還不錯(cuò)，糧情能夠基本保持穩(wěn)定，結(jié)露程度也相對(duì)小許多.但夏季來(lái)糧，情況就會(huì)完全不同，在進(jìn)入秋冬時(shí)就會(huì)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的內(nèi)結(jié)露現(xiàn)象，糧堆上層水分嚴(yán)重偏高，如果是大豆可達(dá)到發(fā)芽程度.要想避免這種高溫差結(jié)露，就必須在結(jié)露期到來(lái)之前進(jìn)行倒倉(cāng)控制，利用輸送帶上糧流與冷空氣充分接觸達(dá)到降低糧溫，控制溫差的作用.

2.3倒倉(cāng)成本高,動(dòng)力消耗大

倒倉(cāng)需輸送機(jī)，斗提機(jī)、埋刮板輸送機(jī)同時(shí)運(yùn)作，將整個(gè)筒倉(cāng)群的糧食整體輸送一遍，動(dòng)力消耗大，機(jī)械磨損嚴(yán)重，縮短了倒倉(cāng)設(shè)備的使用壽命.輸送機(jī)、斗提機(jī)、埋刮板輸送機(jī)動(dòng)力消耗為66 kW·h,每小時(shí)倒倉(cāng)30 t（倒倉(cāng)時(shí),為了保證倒倉(cāng)后有較低的糧食溫度,通常限制糧流速度，

2.4增加糧食破碎,儲(chǔ)存品種受限

由于筒倉(cāng)儲(chǔ)糧，在入倉(cāng)過(guò)程中糧食要經(jīng)過(guò)機(jī)器的提升、輸送，破碎率增加很多，加上沒(méi)有機(jī)械通風(fēng)裝置，在儲(chǔ)存過(guò)程中每年還要進(jìn)行倒倉(cāng)處理，破碎率還會(huì)繼續(xù)增加，因此在能儲(chǔ)品種選擇中要特別注意，一般只能儲(chǔ)存小麥和大豆，儲(chǔ)存水稻會(huì)增加谷外糙米，儲(chǔ)存玉米會(huì)嚴(yán)重增加破碎率，最高破碎率可達(dá)到25%，粉質(zhì)玉米破碎率還要多些，嚴(yán)重影響了玉米的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也不能達(dá)到儲(chǔ)備糧對(duì)玉米的質(zhì)量要求.因此，改造筒倉(cāng)的機(jī)械通風(fēng)裝置迫在眉睫.

2.5每個(gè)筒倉(cāng)群都配備一個(gè)空倉(cāng)，保證倒倉(cāng)需要

在沒(méi)有安裝機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的情況下，為保證儲(chǔ)糧安全，保證應(yīng)急條件能夠?qū)Z食進(jìn)行處理，每個(gè)筒倉(cāng)群都配備一個(gè)空倉(cāng)倒倉(cāng)之用.哈爾濱直屬庫(kù)有4個(gè)筒倉(cāng)群就需要留4個(gè)筒倉(cāng).這些倉(cāng)不能裝糧，對(duì)固定資產(chǎn)來(lái)講是極大浪費(fèi).

綜合以上各種不利因素，近年來(lái)筒倉(cāng)一直未進(jìn)行倒倉(cāng)處理，而采用單管風(fēng)機(jī)幾乎常年不斷通風(fēng)處理，不斷減少上層糧與中層糧和外溫的溫差，由于筒倉(cāng)保溫性能差，糧溫高，積溫深，特別是儲(chǔ)存大豆倉(cāng)，這種通風(fēng)不能停下來(lái)，停下來(lái)就會(huì)有很強(qiáng)的溫差結(jié)露，即使常年通風(fēng)，由于單管通風(fēng)的死角問(wèn)題，不可避免糧食水分增大.單管風(fēng)管功率是1.5 kW，一個(gè)筒倉(cāng)至少需要3個(gè)風(fēng)機(jī)（一般為5臺(tái)）同時(shí)工作，一小時(shí)需耗電4.5 kW·h，電費(fèi)按每kW.h 1.0元計(jì)算，一年保守按3個(gè)月計(jì)算，需耗電4.5 kW·h×24×365÷4＝9 855 kW·h，近1萬(wàn)余元電費(fèi).由于處理量大，單管數(shù)量嚴(yán)重不足，保管員需要不斷將單管換倉(cāng)通風(fēng)處理，工作量之大難以想像！

2.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有缺陷，通風(fēng)方式受限制

原筒倉(cāng)群的設(shè)計(jì)，每個(gè)筒倉(cāng)之間的上端留了許多通風(fēng)孔，長(zhǎng)2 m、寬0.5 m.而整個(gè)筒倉(cāng)群的外壁每個(gè)筒倉(cāng)僅留了四4個(gè)小通氣孔，長(zhǎng)0.3 m，寬0.3 m.筒倉(cāng)上端的通氣孔，嚴(yán)重影響了筒倉(cāng)通風(fēng)方式，采取將風(fēng)機(jī)置筒倉(cāng)頂?shù)奈鍪?，氣流短路，通風(fēng)根本無(wú)法進(jìn)行.如果進(jìn)行密封處理，不僅需將通風(fēng)孔密封或更換為氣密性窗戶，而且一些進(jìn)糧口和除塵通風(fēng)口也需要進(jìn)行密封處理，工程量大且效果難保證.而如果采取風(fēng)機(jī)下置的壓入式通風(fēng)，就不存在氣流漏氣的情況，效率也能進(jìn)一步的提高.因此筒倉(cāng)的通風(fēng)方式采取壓入式效果要優(yōu)于吸出式.

3　改造方法及過(guò)程

3.1通風(fēng)管徑直徑和長(zhǎng)度的確定

由于卸料管的尺寸限制，最大通風(fēng)管直徑設(shè)計(jì)為直徑25 cm，根據(jù)相應(yīng)的理論計(jì)算，長(zhǎng)度達(dá)到1 m以上，就可以滿足通風(fēng)的阻力要求.目前地上籠規(guī)格為1 m×0.7 m，且魚(yú)鱗孔方向與寬度方向一致，為保證卸料時(shí)阻力小，魚(yú)鱗孔方向與糧流方向一致，將地上籠按寬度方向重新裁板、焊接.一節(jié)長(zhǎng)度0.7 m，兩節(jié)1.4 m.對(duì)卸料管比較細(xì)的，就采用3節(jié)共2.1 m.單節(jié)通風(fēng)管見(jiàn)圖1.

圖1　單節(jié)通風(fēng)管圖

3.2通風(fēng)與排糧轉(zhuǎn)換裝置的優(yōu)化

通風(fēng)與排糧轉(zhuǎn)換裝置目前有插拔式和轉(zhuǎn)換式2種，綜合考慮實(shí)用性采用轉(zhuǎn)換式，按3孔120°進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求轉(zhuǎn)換靈活，不夾糧粒.轉(zhuǎn)移軸在底部為四方柱，通過(guò)板子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制.通用與排糧轉(zhuǎn)換裝置見(jiàn)圖2.

圖2　通風(fēng)與排糧轉(zhuǎn)換裝置實(shí)物圖

3.3安裝過(guò)程的細(xì)節(jié)處理

由于是實(shí)倉(cāng)安裝，必須在糧食流動(dòng)過(guò)程中才能將通風(fēng)管打入.首先將通風(fēng)管由底部的人力叉車(chē)頂住再慢慢打開(kāi)卸料閘門(mén)，用繩子纏住接縫處，防止過(guò)度漏糧.首節(jié)通風(fēng)管頂部是一個(gè)小漏斗，底部有一個(gè)小翻板，通過(guò)鋼絲繩由底部控制，打開(kāi)就可以流糧，這時(shí)馬上向上頂入，關(guān)閉時(shí)就不流糧.只有接縫邊流出糧，所以速度要快，流出的糧食才會(huì)少.通風(fēng)系統(tǒng)整體實(shí)物圖見(jiàn)圖3；安裝后通風(fēng)效果見(jiàn)圖4.

圖3　通風(fēng)系統(tǒng)整體實(shí)物圖

圖4　安裝后通風(fēng)效果圖

3.4通風(fēng)時(shí)糧面表觀風(fēng)速的測(cè)定

系統(tǒng)安裝后，馬上進(jìn)行通風(fēng)效果測(cè)試，①檢查風(fēng)機(jī)壓力和風(fēng)量夠不夠.②檢查系統(tǒng)的整體阻力如何，糧情處理速度如何.③為后續(xù)的筒倉(cāng)通風(fēng)積累經(jīng)驗(yàn).

從圖5可以看出，除中心點(diǎn)風(fēng)速偏低外，其余點(diǎn)都很高.即使是中心點(diǎn)也達(dá)到了平房倉(cāng)降溫最低風(fēng)速的1.2倍.因此筒倉(cāng)通風(fēng)與平房倉(cāng)通風(fēng)有很大的不同.試驗(yàn)倉(cāng)為73號(hào)筒倉(cāng)，大豆數(shù)量516 t，單位通風(fēng)量達(dá)到8.15 m3/h.t.該風(fēng)機(jī)由鄭州糧食學(xué)院筒倉(cāng)公司研發(fā)的筒倉(cāng)專(zhuān)用風(fēng)機(jī)，由于原筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)限制一直20年未用，但仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可見(jiàn)質(zhì)量和性能是非常得當(dāng)?shù)?

圖5　筒倉(cāng)50倍糧面表觀風(fēng)速分布圖

3.5通風(fēng)降溫及糧情處理

由于筒倉(cāng)之前一直采用單管降溫防結(jié)露，但效果并不理想，上層水分普遍偏高，一離開(kāi)單管降溫就有壞糧的危險(xiǎn).而筒倉(cāng)保溫性能極差，上半倉(cāng)都是高溫糧，去年過(guò)夏產(chǎn)生的高溫糧，一冬天都沒(méi)有溫度下降徹底，而下半倉(cāng)由于筒倉(cāng)的“煙囪”效應(yīng)，熱空氣不斷在糧面結(jié)露，冷空氣由底部不斷上移.形成如圖6的情況.

圖6　73號(hào)試驗(yàn)筒倉(cāng)通風(fēng)前糧溫分布圖

根據(jù)以往通風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，該倉(cāng)溫差過(guò)大，通風(fēng)目的是為了糧情處理，把上層的潮氣吹出倉(cāng)外，因此必須采取連續(xù)式通風(fēng)且低溫啟動(dòng).而且當(dāng)時(shí)為6月11日，氣溫也相當(dāng)高，但筒倉(cāng)底部并不直接與外界相通，氣溫還是比較低的，因此具備了通風(fēng)條件.于是在6月11日下午3點(diǎn)正確開(kāi)始連續(xù)式通風(fēng).6月16日9時(shí)正式結(jié)束.73號(hào)試驗(yàn)筒倉(cāng)6月12號(hào)、15號(hào)、16號(hào)09點(diǎn)糧溫分布見(jiàn)圖7.

圖7　73號(hào)試驗(yàn)筒倉(cāng)6月12號(hào)、15號(hào)、16號(hào)09點(diǎn)糧溫分布圖

S10層為倉(cāng)溫，S9為最上層糧溫，單從降溫的角度通風(fēng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，但為糧情處理，只能盡量延長(zhǎng)通風(fēng)時(shí)間.

從通風(fēng)進(jìn)行糧情處理的情況看，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用、應(yīng)用都達(dá)到比較理想的狀態(tài).通風(fēng)后糧情得到了極大的緩解，而且筒倉(cāng)底部的冷源并未用盡，條件適宜時(shí)還可以繼續(xù)通風(fēng)處理糧情.

3.6使用與保養(yǎng)

筒倉(cāng)通風(fēng)系統(tǒng)都是鐵制，而且處于糧食與外界冷暖交匯處，非常易結(jié)露，鐵器生銹后就會(huì)減少使用壽命，因此在改造前所有器件都在焊接完成后電鍍防銹，再拆開(kāi)內(nèi)外層刷防銹漆，漆干后再重新組裝，從工藝上保證質(zhì)量.在今后的使用中，通過(guò)合理的通風(fēng)處理手段，讓底部糧溫始終與氣溫保持一定范圍，嚴(yán)格控制結(jié)露發(fā)生，將會(huì)大大延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命.

4　改造后的啟示

此次改造之所以能夠成功，集中了機(jī)械、倉(cāng)儲(chǔ)通風(fēng)優(yōu)秀科技人員，并聯(lián)合機(jī)械加工廠聯(lián)合搞試驗(yàn)，不斷試驗(yàn)，失敗了再來(lái)，終于成功.而且改造的費(fèi)用相當(dāng)?shù)停话阒幌喈?dāng)于一般筒倉(cāng)通風(fēng)改造的三分之一，為企業(yè)節(jié)約了幾十萬(wàn)元的改造資金，更重要的是化不可能為可能.

5　結(jié)論

通過(guò)對(duì)筒倉(cāng)機(jī)械通風(fēng)改造，鍛煉了隊(duì)伍，增加了才干，減輕了保管員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為企業(yè)發(fā)展增加了后勁，為筒倉(cāng)儲(chǔ)糧的應(yīng)用提供了條件.筒倉(cāng)機(jī)械通風(fēng)改造不僅僅是完善了儲(chǔ)糧基礎(chǔ)設(shè)施，更重要的提高管好儲(chǔ)備糧的能力，這是儲(chǔ)備糧基礎(chǔ)設(shè)施改造成功的范例.

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摘要：立筒倉(cāng)作為中轉(zhuǎn)用倉(cāng)具有機(jī)械化程度高，出入倉(cāng)快捷、方便.但作為長(zhǎng)期儲(chǔ)備倉(cāng)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上和設(shè)施上還存在許多不足，特別是沒(méi)有通風(fēng)系統(tǒng)，為保證儲(chǔ)備安全，每年必須倒倉(cāng)，不僅花費(fèi)大量的電費(fèi)，對(duì)機(jī)械設(shè)備也造成相當(dāng)大的磨損，糧質(zhì)也不同程度地遭到破壞，破碎粒嚴(yán)重增加，等級(jí)下降，綜合經(jīng)濟(jì)效率低下.因此對(duì)立筒倉(cāng)的機(jī)械通風(fēng)改造迫在眉睫，而哈爾濱直屬庫(kù)由于倉(cāng)容不足，立筒倉(cāng)周轉(zhuǎn)速度快，沒(méi)有足夠的空倉(cāng)期進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造，迫切需要實(shí)倉(cāng)通風(fēng)改造的可行辦法，在實(shí)踐中我們歷經(jīng)半年的試驗(yàn)探索，成功地研制通風(fēng)和排糧轉(zhuǎn)換裝置，將整個(gè)裝置通過(guò)筒倉(cāng)排糧管打入筒倉(cāng)內(nèi)，帶孔通風(fēng)管達(dá)1.4 m～2.1 m，通風(fēng)阻力非常小，甚至可以進(jìn)行自然通風(fēng).將原筒倉(cāng)頂部閑置多年的3千瓦離心進(jìn)行改造，用在底部通風(fēng)，糧面表觀達(dá)到0.02 m/s，是平房倉(cāng)降溫最低速度0.01 m/s的2倍，單位通風(fēng)量達(dá)到8.15 m3/h.t.試驗(yàn)成功后接著又將余下的同類(lèi)型筒倉(cāng)全部進(jìn)行了改造，并進(jìn)行了糧情通風(fēng)處理，效果非常理想.

關(guān)鍵詞：立筒倉(cāng)；卸料管；實(shí)倉(cāng)；通風(fēng)與排糧轉(zhuǎn)換裝置；通風(fēng)改造

Shi Gangqiang, Sun Xingke
（state grain Resenes, ha?er bin deport, ha?er bin 150069, China）

Abstract：Vertical silo as a diversion in the warehouse has high mechanization degree, a levite was fast and convenient.But as a long-term ChuBeiCang in structure design and facilities also has many deficiencies, especially no ventilation system, in order to ensure the safety of reserves, each year must be applicable, spend a lot of electricity, not only is caused considerable wear and tear on machinery and equipment, food quality is also damaged in varying degrees, crushing grain of serious increase, the level drops, comprehensive economic inefficiency.Thus opposing silos of mechanical ventilation reform is eyebrow nimble, grain depot and Harbin due to storage, vertical silo flow speed, there

is not enough short positions period for the ventilation system transformation, an urgent need to solid warehouse feasible methods of ventilation reform, in practice we after half a year's experiment exploration, successfully developed ventilation and food conversion device, the entire unit in silo row LiangGuan into silo, perforated ventilation pipe up to 1.4 meters to 2.1 meters, the ventilation resistance is very small, even for natural ventilation.The original silos idle for years at the top of the 3 kw centrifugal, used in ventilation, at the bottom of the grain surface apparent at 0.02 m/s, is the warehouse temperature and minimum speed 0.01 m/s 2 times, unit ventilation rate is 8.15 m3/h.t.After the success of the test then all the rest of the same type silo is reformed, and the grain situation ventilation treatment, the effect is very ideal.

Key words：Vertical silo; Discharge tube; Solid warehouse; Ventilation and food conversion device; Ventilation reform

中圖分類(lèi)號(hào)：S229+.2，TU249.2