劉育森 徐擎宇 張孟華 連建清 張 勇
(1 中央儲(chǔ)備糧長樂直屬庫有限公司)(2 中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司 610091)
淺圓倉具有占地面積小,單倉儲(chǔ)存數(shù)量大,結(jié)構(gòu)受力合理,抗震能力強(qiáng),密閉性能好,糧食出入庫機(jī)械化、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)[1]。在近年來的建倉任務(wù)中,淺圓倉比例越來越大,福建轄區(qū)擴(kuò)建或新建的倉型全部都是淺圓倉。
稻谷、玉米、小麥、大豆都是非均質(zhì)顆粒聚集體,糧堆里有糧粒、雜質(zhì)和蟲霉等,糧粒也有輕重、大小、完整度不同,因此在糧食入倉過程中,彼此散落性、受力情況不同,會(huì)自然引起糧堆組分重新分布,形成自然分級(jí)現(xiàn)象[2]。以長樂直屬庫有限公司為例,淺圓倉的入倉方式為常見的倉頂定點(diǎn)進(jìn)糧,當(dāng)糧食從高處自然落下入倉流散時(shí),由于自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象導(dǎo)致較重雜質(zhì)、粉雜、無機(jī)雜及飽滿顆粒集中在糧堆圓錐中心部位,而輕雜則下滑至圓錐邊緣并最終散落聚集在倉壁處。雜質(zhì)集聚部位孔隙小、吸濕強(qiáng)、帶菌多,既容易發(fā)熱霉變,又影響通風(fēng)降溫、熏蒸殺蟲和充氮?dú)庹{(diào)等儲(chǔ)糧技術(shù)的應(yīng)用,存在較大的糧食儲(chǔ)藏安全隱患。
此外,為減少入倉糧食破碎率,附壁折板式入倉是應(yīng)用在現(xiàn)有淺圓倉的一種常見糧食入倉方式。根據(jù)我司的長期使用經(jīng)驗(yàn),這種入倉方式主要存在落料點(diǎn)少、雜質(zhì)聚集。附壁折板式淺圓倉僅兩處落料點(diǎn),在入倉過程中,由于糧食的自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象,使得雜質(zhì)沿著側(cè)壁垂直集中散落,聚集于側(cè)壁部位,形成圓柱狀的雜質(zhì)聚集區(qū),影響通風(fēng)降溫、熏蒸殺蟲、氣調(diào)儲(chǔ)糧效果及糧堆內(nèi)微氣流的正常運(yùn)動(dòng),不利于儲(chǔ)糧安全。
目前,查閱相關(guān)資料,減輕淺圓倉自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象的方法多為使用入倉布料器,增加糧食落點(diǎn)使入倉糧食分散。而市場上現(xiàn)有入倉布料設(shè)備單一、體積大、造價(jià)高、維護(hù)不便。為有效解決淺圓倉糧食入倉存在的熱點(diǎn)、難點(diǎn)、痛點(diǎn)問題,中央儲(chǔ)備糧長樂直屬庫有限公司以“眾”字為理念,設(shè)計(jì)了淺圓倉“眾”字形糧食防破碎無動(dòng)力勻料入倉布料器,如圖1所示。
圖1 “眾”字形無動(dòng)力布料器模型圖
通過對(duì)該布料器進(jìn)行糧食入倉試驗(yàn),觀察試驗(yàn)過程并對(duì)所形成的糧堆進(jìn)行檢驗(yàn)分析,在實(shí)踐中驗(yàn)證該布料器對(duì)減少自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象的成效,為淺圓倉糧食安全儲(chǔ)藏奠定基礎(chǔ)。
長樂直屬庫有限公司一期淺圓倉于2014年投入使用,一期、二期工藝設(shè)備經(jīng)過PLC系統(tǒng)集成,在工作塔二樓的中控室集中遠(yuǎn)程操控,實(shí)現(xiàn)了流程智能化。成套工藝設(shè)備設(shè)計(jì)流量800 t/h,主要由輸送系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、真空清掃系統(tǒng)、收放系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成,為本庫淺圓倉進(jìn)出倉提供設(shè)備支撐。淺圓倉設(shè)計(jì)倉容8330 t,直徑25 m,檐高25 m。
本次試驗(yàn),選用正在進(jìn)倉的102號(hào)淺圓倉作為試驗(yàn)倉。以未進(jìn)倉的2000 t小麥作為試驗(yàn)對(duì)象,將其中300 t小麥倒入汽車接發(fā)站卸糧坑,其余小麥貨柜于卸糧坑外等待卸貨。
以102號(hào)淺圓倉原有附壁折板及“人”字形溜槽為主體,通過在兩側(cè)溜槽處各開3個(gè)0.5 m×0.5 m的落料口,每個(gè)落料口下方安裝臂長0.3 m、夾角為90°的“人”字形雙口分配器,使得糧食入倉的落料點(diǎn)由原先的2個(gè)增加到12個(gè),改造成淺圓倉“眾”字形防破碎無動(dòng)力勻料入倉布料器。
2.1.1 做好糧食倒倉前的準(zhǔn)備工作 將凹面填平,整倉糧面平整,調(diào)試工藝設(shè)備及PLC系統(tǒng)集成,根據(jù)規(guī)范要求做好通風(fēng)道的檢查、糧情檢測系統(tǒng)的檢查、氣密性能檢查及倉儲(chǔ)設(shè)施、設(shè)備的清掃及消毒工作等[3]。
2.1.2 開啟設(shè)備流程,確保流程所含設(shè)備全部啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)。
2.1.3 逐步開啟卸料斗閘門,卸糧坑內(nèi)小麥隨設(shè)備運(yùn)行入倉,運(yùn)行過程中繼續(xù)于卸糧坑內(nèi)倒入小麥。觀察設(shè)備所示流量讀數(shù),以100 t/h~200 t/h的逐漸增速的流量將糧食輸送至102號(hào)倉。
試驗(yàn)過程中,在倉內(nèi)入人口平臺(tái)對(duì)入倉糧食流動(dòng)情況及落料分布位置進(jìn)行觀察攝像;試驗(yàn)后,對(duì)倉內(nèi)12處糧堆抽樣,根據(jù)GB 1351-2008對(duì)小麥雜質(zhì)與破碎粒指標(biāo)進(jìn)行檢測;使用紅外線測距儀對(duì)糧堆體積進(jìn)行測定。
糧食經(jīng)分配器后分為12股流量基本一致的糧食流入倉內(nèi)。
糧食呈內(nèi)、中、外三圈分布于倉內(nèi),各圈分為東南西北四處糧堆,糧堆大小由內(nèi)圈至外圈逐漸減小,各圈四處糧堆大小基本一致。根據(jù)GB 1351-2008對(duì)小麥雜質(zhì)與不完善粒指標(biāo)進(jìn)行檢測,12堆糧食的檢驗(yàn)結(jié)果如表1及圖2所示。可見12處糧食不完善粒指數(shù)較為接近,雜質(zhì)分布均勻一致。
表1 糧堆質(zhì)量分布情況表(雜質(zhì),不完善粒) (單位:%)
圖2 糧堆位置分布情況圖
試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),糧堆大小由內(nèi)圈至外圈逐漸減小,分流不夠均勻。且糧堆位置較為聚集,距離倉壁較遠(yuǎn),分布不夠分散。
因此,通過進(jìn)一步研究,將原有布料器改造為頂部485 mm×485 mm的落料口從而減少內(nèi)圈、中圈分流的糧食,進(jìn)一步均衡各處糧堆大小。每個(gè)落料口下方安裝臂長1.2 m、夾角為90°的“人”字形雙口分配器,使糧食流經(jīng)分配器可以拋射更遠(yuǎn),各處糧堆更加遠(yuǎn)離倉房中心,進(jìn)一步分散糧堆分布位置。改進(jìn)后淺圓倉“眾”字形防破碎無動(dòng)力勻料入倉布料器,如圖3所示,并已成功申請專利,專利號(hào)202022045906.9。
圖3 布料器改進(jìn)后入倉糧堆位置分布情況圖
5.1 試驗(yàn)布料器可實(shí)現(xiàn)糧食在倉內(nèi)位置均勻且分散分布,且12處糧食數(shù)量與質(zhì)量基本一致。
5.2 傳統(tǒng)附壁折板式淺圓倉改裝為“眾”字形防破碎無動(dòng)力均料入倉布料器并改進(jìn)后,糧食分流成12股入倉,從而在倉內(nèi)形成12個(gè)落料點(diǎn),使原先糧倉中心的重雜聚集區(qū)分散,顯著降低自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象。由于糧堆的雜質(zhì)分布相對(duì)均勻,提高了糧堆的通透性,能夠有效通風(fēng)降溫,避免大范圍板結(jié),從而大大地改善了糧食的儲(chǔ)存品質(zhì),同時(shí)減小糧食出倉過程中由于大范圍板結(jié)而帶來的危險(xiǎn)。
5.3 糧食流經(jīng)布料器均料后,由45°斜向下溜管流出,呈拋物線入倉形成糧堆,避免糧食在布料器內(nèi)受到?jīng)_擊,也使糧食不會(huì)垂直沖入倉內(nèi),減少糧食垂直方向的動(dòng)力勢能從而減少糧食落地的沖力,降低糧食破碎率,且裝置內(nèi)不會(huì)有糧食殘留。
5.4 該布料器不需要?dú)鈩?dòng)管道或電氣設(shè)備,安裝完成后可隨時(shí)投入使用,無控制信號(hào)故障風(fēng)險(xiǎn),排除了由電火花帶來的各類安全隱患,環(huán)保耐用,符合綠色儲(chǔ)糧要求。
5.5 糧食經(jīng)由溜槽滑落式布料,避免撞擊產(chǎn)生二次破碎。
5.6 該布料器安裝成本低,保養(yǎng)維護(hù)簡單。
通過本次試驗(yàn),雖然在解決淺圓倉入倉防分級(jí)問題上取得了初步成果,但在進(jìn)一步增加落料點(diǎn)減少糧食自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象方面仍有改進(jìn)的空間,仍要堅(jiān)持科技儲(chǔ)糧、改革創(chuàng)新,針對(duì)本地區(qū)氣候和倉房特點(diǎn),優(yōu)化入倉措施,降低后期可能出現(xiàn)的儲(chǔ)糧管理風(fēng)險(xiǎn)。今后將不斷進(jìn)行裝置改進(jìn)、試驗(yàn)研究,總結(jié)并積累經(jīng)驗(yàn),持續(xù)發(fā)明減少糧食入倉防分級(jí)現(xiàn)象的新方法。