王文越，王曉菡，李哲軍，楊雪峰

（1.新疆糧油科學研究所,烏魯木齊 830000；2.新疆工業(yè)經(jīng)濟學校（新疆經(jīng)濟貿(mào)易技師學院），烏魯木齊 830000）

我國糧食鋼板倉類型主要有波紋板裝配式、螺旋咬邊(利浦)式和焊接式3種[1-3],按儲糧計算高度與筒倉直徑比可分為淺倉和深倉兩種。其建造過程中具有結(jié)構(gòu)自重輕、對場地及基礎要求低、工程造價相對較低、施工工期短等特點；使用過程中有標準化、自動化、機械化程度高、配套系統(tǒng)較完善、密閉性好及管理方便等優(yōu)點[4],能夠較好地滿足安全儲糧要求。我國從20世紀90年代起，鋼板筒倉的建造和應用逐步得到了認可，發(fā)展迅速[5]。

2013年起，為解決倉容不足、建設用地緊張、施工期長、資金緊張等問題，新疆北疆地區(qū)的阿勒泰地區(qū)和昌吉地區(qū)分別建設了一批鋼板筒倉。阿勒泰地區(qū)七縣一市共建設鋼板筒倉14.55萬t庫容，昌吉州四縣市共建設鋼板筒倉12萬t庫容。目前，新疆其它地州計劃建設該類型倉庫，鋼板筒倉倉型是否適合新疆氣候條件?能否達到安全儲糧要求?有必要針對鋼板筒倉在新疆地區(qū)的儲糧適用性做研究測試。研究方式主要從鋼板筒倉的優(yōu)缺點、性能、成本造價、工藝操作及適用性等方面與新疆目前大量使用的磚混結(jié)構(gòu)平房倉做了對比分析，為新疆其它地區(qū)倉房建設提供參考。

1 測試時間與方法

1.1 測試時間

2016年8月18日～2017年8月30日。

1.2 測試地點

阿勒泰地區(qū)福海中心庫、青河中心庫、富蘊中心庫、吉木乃中心庫、阿勒泰市中心庫、昌吉州吉木薩三臺糧站、奇臺吉布庫、碧流河庫、木壘新溝庫、西吉爾庫。

1.3 測試方法

儀器設備：遼寧寬甸糧情檢測系統(tǒng)、手持式溫度計、JSTSQYQ型手提式電動扦樣器等。

方式方法：在同一時間對鋼板筒倉及同庫區(qū)的磚混結(jié)構(gòu)平房倉做溫度、造價及建造時間等各個方面的數(shù)據(jù)采集，對比分析筒倉及磚混結(jié)構(gòu)平房倉的工藝操作及適用性等各方面參數(shù)。

2 測試結(jié)果分析

2.1 投資與建設周期分析

2.1.1 投資分析

對鋼板筒倉和平房倉每萬噸倉容的建設投資作比較。

鋼板筒倉建設含清糧設備、進出糧設備、自動測溫監(jiān)控系統(tǒng)的建設，建設倉容10 000 t 1棟，總投資為500萬元；建設倉容5 000 t 2棟，總投資為490萬元。平房倉建設含進出倉設備、地上籠機械通風設備、自動測溫系統(tǒng)等建設，建設倉容5 000 t 2棟，總投資為680萬元；建設倉容2 500 t 4棟，總投資為690萬元，如圖1所示。

圖1 單位倉容投資與建設周期對比圖

從投資比較可以看出建設相同規(guī)模倉容，鋼板筒倉的投資比平房倉投資節(jié)省投資36%～40.8%。其中，進出糧設備的配備，鋼板筒倉每倉均需配備進出糧線路1條，平房倉進出糧設備配備2條進出糧線路，庫點有多棟平房倉時，2條進出糧設備可共用，因此節(jié)省10～20萬元

2.1.2 建設周期分析

（1）鋼板筒倉基礎為鋼筋砼，上部筒身由工廠生產(chǎn)組裝完成，施工期為3個半月，筒身施工完成即可投入使用，當年建當年投入使用。

（2）磚混結(jié)構(gòu)平房倉，施工期為4個半月，倉體需要1個半月左右干燥期。一般當年建設第2年才能使用。開工早、施工組織嚴密的當年可投入使用。

鋼板筒倉建設周期明顯比平房倉短，建設速度快，當年即可投入使用。

2.2 合理使用年限（均按設計規(guī)范規(guī)定的年限比較）

（1）鋼板筒倉 GB 50322-2011第 1.0.3.條之規(guī)定：鋼板筒倉的設計使用年限不應少于25年。

（2）GB 50320-2014第 6.1.1條之規(guī)定：糧食平房倉結(jié)構(gòu)設計使用年限應為50年，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級應為二級，抗震預防類別應按丙類建筑執(zhí)行。

從設計合理使用年限看，鋼板筒倉的工作壽命只有磚混結(jié)構(gòu)平房倉的一半多。

2.3 占地面積分析

以每萬噸倉容占地面積（建筑面積）作比較：

2.3.1 鋼板筒倉占地面積

（1）1棟倉容1萬t、直徑27.5 m鋼板倉占地面積約629㎡。

（2）2棟直徑22 m單倉倉容5 000 t的鋼板倉占地面積為397.6㎡×2棟=795.2㎡。

2.3.2 磚混結(jié)構(gòu)平房倉占地面積

（1）2 棟×5 000 t倉庫面積為：21.24 m×54.39 m×2棟=2 310.1㎡。

（2）4 棟×2 500 t倉庫面積為：15.28 m×52.74 m×4棟=3 223.5㎡。

磚混結(jié)構(gòu)平房倉底占面積是鋼板筒倉基地面積的3～3.78倍，且磚混結(jié)構(gòu)平房倉倉庫間還需留設作業(yè)場地、曬場等場地，相比之下鋼板筒倉用地較少。

2.4 隔熱材料、性能及溫度測試

2.4.1 建筑材料及結(jié)構(gòu)

（1）鋼板筒倉建筑材料及結(jié)構(gòu)：本次測試的鋼板筒倉筒身材料為M型鋼骨架，內(nèi)壁2 mm壓型鋼板，筒身下半部分二層相疊，上半部分11 m以上為一層板。直徑大于27 m的倉筒身下部4 m以下為三層相疊。筒身外壁均為單層2 mm壓型鋼板保護層。中空100 mm填充巖棉或玻璃絲綿保溫夾心層。部分鋼板倉筒身是巖棉保溫，倉頂采用苯板保溫。個別鋼板筒倉全倉采用苯板保溫。

（2）磚混結(jié)構(gòu)平房倉建筑材料及結(jié)構(gòu)：墻體堆糧線以下采用490 mm厚實心磚墻，堆糧線以上是490 mm厚空心磚墻。屋頂為鋼筋砼屋面板外加100 mm厚苯板保溫層，上做找平層及防水層。

2.4.2 儲糧溫度測試

測試時間：2017年6月13日14∶38，2017年6月20日18∶00。

測試地點：木壘新溝糧站，福海中心庫。

測試結(jié)果見表1和圖2。由表1和圖2可以看出，鋼板筒倉保溫隔熱性能較差，由于鋼板倉薄壁在夏季太陽高溫照射吸熱迅速，升溫快。從實測數(shù)據(jù)可以看出，中午倉溫和氣溫基本相差不大，下午太陽西下氣溫下降時倉溫由于積熱的影響反而持續(xù)上升。

表1 鋼板筒倉與平房倉實地測試溫度 ℃

圖2 鋼板筒倉與平房倉氣溫-倉溫對比圖

從現(xiàn)場補測及對數(shù)據(jù)分析可知，倉內(nèi)壁南面溫度比北面溫度高約5℃左右。屋頂是積熱傳熱最嚴重的部位，但使用巖棉或玻璃絲綿作保溫材料時效果較好，使用苯板保溫材料時效果較差。

以上測試的幾個鋼板筒倉和平房倉，儲存品種都為小麥。糧食入倉后于2016年冬季均進行過谷物冷卻通風，倉內(nèi)小麥溫度都將在零度以下。測試時鋼板筒倉和平房倉的糧倉溫度都不高，表面在20℃左右。周邊靠倉壁1 m以下糧溫16℃左右，距倉壁4m、糧面下1 m處糧溫5℃左右，倉中心1 m以下0℃左右。由圖2可知，平房倉保溫隔熱性能比鋼板筒倉好，平房倉倉溫變化明顯滯后于氣溫變化，而鋼板筒倉倉溫與氣溫變化趨勢趨近，氣溫和倉溫在中午即達到一樣高，而下午氣溫下降后鋼板筒倉倉溫繼續(xù)上升，反而倉溫比氣溫高3℃左右。

2.5 糧情自動檢測系統(tǒng)分析

2.5.1 鋼板筒倉

測溫電纜布置方式為從筒倉頂向下通到筒倉底布置。直徑27.5 m筒身高23 m，倉容10 000 t的鋼板筒倉，共設置11條電纜，布置的比較稀疏，外圈線纜距筒壁5 m左右。直徑22 m的倉筒身高19 m，倉容5 000 t的鋼板筒倉大部分設置14條線纜，個別倉設置了20條線纜，外圈線纜布置的距筒壁2.5m左右。

2.5.2 平房倉

測溫電纜從糧面到倉底分層分列布置，平面上呈距陣排布，測溫電纜布置較為規(guī)范。

以上兩者相比，鋼板筒倉測溫電纜平面上較稀疏，特別是27.5 m直徑的筒倉，線纜只有11條，不滿足平面分布線纜間距不超過5 m的要求，檢測糧溫時需要人工從倉壁補測，平房倉排布則較平均，較易檢測。

2.6 機械通風系統(tǒng)分析

2.6.1 鋼板筒倉通風系統(tǒng)

（1）直徑22 m筒設2～4個地槽通風口，通風口對稱設置，倉地面下設地槽均勻分配風量，選用11 kW風機通風。

（2）直徑27.5 m筒倉設2～8個地槽通風口，通風口對稱設置，倉地面下設地槽均勻分配風量，選用15 kW風機通風。

倉頂部均設3個軸流風機，采用底部進風頂部出風的通風模式。鋼板筒倉直徑27.5 m、倉高23 m，通風時從底部進風頂部出風，2 min即可滿足通風要求，通風效果較好。

2.6.2 平房倉通風系統(tǒng)

平房倉目前采用的都是地上籠通風系統(tǒng)，采用正壓式通風與負壓式通風兩種形式。

鋼板筒倉和平房倉兩種倉型均可達到較好通風效果。

2.7 消防設施配套情況分析

2.7.1 鋼板筒倉

（1）5 000 t倉總空間容量為 8 000 m3。

（2）10 000 t倉總空間容量為 15 000 m3。

2.7.2 平房倉

（1）5 000 t庫總空間容量為 12 000 m3。

（2）10 000 t庫總空間容量為 15 000 m3，一般分設不同廒間。

從總空間對比，需要配備消防水池容量基本相同，但鋼板筒倉倉高30 m左右，需要配備高揚程、大壓力的消防設備。

2.8 糧食清理及進出倉設備配置分析

（1）由于鋼板筒倉進出倉系統(tǒng)須防粉塵爆炸，需要配置除塵效果較好的清理設備或清理塔。

（2）平房倉配置一般性能的清理設備即可滿足要求，不需要專門清理塔。

2.9 進糧設施分析

（1）鋼板筒倉由于倉體高度大進糧時容易引起糧食自動分級，需設防分級降碎裝置。另一方面糧食進出倉機械化程度高，作業(yè)方便省工省力效率高。

（2）平房倉相對裝糧高度低，不需要考慮糧食自動分級問題，糧食進出倉機械化程度低，地上通風籠需人工擺放和拆卸，進出糧時需大量人工，效率低、成本高。

2.10 扦樣檢驗工作分析

（1）鋼板筒倉5 000 t倉直徑22 m，筒身高19m，糧堆深17 m；10 000 t倉直徑 27.5 m，筒身高23 m，糧堆深21 m；兩種倉型都需要深層扦樣器取樣。第一次去昌糧集團三臺庫，用JSTSQYQ型手提式電動扦樣器只能扦到7 m，實驗測試過程中選擇了5.5 kW大功率電動扦樣器于2016年11月10日13點20分完成21 m深度扦樣作業(yè)，用時25 min。

（2）磚混結(jié)構(gòu)平房倉堆糧4～8 m高，用電動扦樣器和人工扦樣桿都可完成扦樣工作。

2.11 糧堆局部發(fā)熱處理分析

（1）鋼板筒倉如果出現(xiàn)局部發(fā)熱，且無法用通風等方法解決的情況時，需做全倉倒糧，進出量大、費用高。

（2）磚混結(jié)構(gòu)平房倉如果出現(xiàn)局部發(fā)熱而無法用通風等方法解決時可局部倒倉，處置相對方便。

2.12 糧食儲藏安全性能分析

鋼板筒倉與平房倉同時間測溫，測試數(shù)據(jù)見表2所示。

表2 鋼板筒倉與平房倉溫度數(shù)據(jù) ℃

由表2可以看出，中午2:00左右倉溫和氣溫已基本一致，到下午4：00～5：00倉溫明顯高于氣溫。鋼板筒倉頂部的太陽直射積熱性能使倉溫持續(xù)升高，且散熱降溫很慢。倉頂?shù)妮S流風機無法達到及時散熱作用，負壓排熱基本無效果，倉體傳熱也比平房倉嚴重，用手觸摸內(nèi)倉壁鋼板有熱感。鋼板筒倉冬季進行谷物冷卻后，度夏過程中糧堆的冷芯熱皮現(xiàn)象非常嚴重。

平房倉從溫度測試數(shù)據(jù)看，氣溫、倉溫、糧溫滯后的趨勢明顯，倉溫始終低于氣溫在10℃以上，而且糧面上部軸流風機通風可以形成過堂氣流，迅速降低倉溫。

兩者儲糧性能相比平房倉明顯優(yōu)于鋼板筒倉。

3 結(jié)果分析

（1）投資：平房倉單位倉容投資比鋼板筒倉投資高36%～40%，但平房倉合理設計使用年限50年。而鋼板筒倉合理設計使用年限25年多，從長遠投資看，即使考慮后期平房倉維修費用，平房倉比鋼板筒倉投資更少，也更適合。

（2）占地和施工期及消防：平房倉占地大，是鋼板筒倉占地的3倍以上；鋼板筒倉施工期短4個月可達到裝糧要求，鋼板筒倉比平房倉施工工期短，且施工方便；鋼板筒倉所使用的消防設施比平房倉要求要高。

（3）進出糧及清理要求：鋼板筒倉比平房倉進出糧機械化程度高，但清理要求也較高，須防止粉塵爆炸的隱患；平房倉對清理設備要求相對較低。鋼板筒倉進糧高度近30 m，破碎率嚴重時在1%以上。

（4）局部發(fā)熱等特殊糧情處理：平房倉局部發(fā)熱時處理方便，鋼板筒倉局部發(fā)熱處理費用大。

（5）保溫隔熱效果和儲糧性能：鋼板筒倉因壁薄、鋼板吸熱快，形成積溫，夏季從中午14：00～18：00倉溫比氣溫高5℃左右形成悶倉，影響儲糧安全；平房倉倉溫隨氣溫變化較慢，夏季高溫時較厚墻體隔熱好、糧倉升溫慢，有利于糧食長期儲藏。

4 結(jié)論

通過從昌吉地區(qū)及阿勒泰地區(qū)收集到的鋼板筒倉和平房倉各項對比數(shù)據(jù)，做不同角度的對比分析后可以看出，夏季平均氣溫較低、有效積溫及持續(xù)日數(shù)較少的北疆地區(qū)在夏季高溫來臨時，鋼板筒倉做儲備倉時尚且存在著倉溫隨氣溫變化幅度較大、倉內(nèi)積溫較高、有問題糧時較難處理等問題，若放在南疆盆地沙漠周邊地區(qū)做儲備倉則更有可能出現(xiàn)倉溫隨氣溫變化幅度更大、倉內(nèi)積溫較高、局部發(fā)熱且無法用通風解決的嚴重問題，不利于糧食儲藏，故鋼板筒倉也不適用于南疆地區(qū)糧食儲藏。

由此可以分析得知，在新疆地區(qū)，鋼板筒倉較低的造價、較快的建設工期及較高的機械化水平，可作為生產(chǎn)加工企業(yè)臨時收納倉或中轉(zhuǎn)倉使用，不宜作為糧食儲備倉使用。相比較而言，磚混結(jié)構(gòu)平房倉更適宜作為長期儲藏的倉型使用。

若后期鋼板倉技術(shù)更加成熟后，可有效解決倉溫隨氣溫變化大、積溫較高等問題后，北疆部分地區(qū)也可考慮采用鋼板筒倉做儲備倉使用。