馮玉林 秦利國 孫海波 高志學 董作鑫

(中央儲備糧敦化直屬庫有限公司 133700)

中央儲備糧敦化直屬庫有限公司(以下簡稱“敦化直屬庫”)位于吉林省敦化市,地屬第三儲糧生態(tài)區(qū),低溫高濕,冬季寒冷漫長,夏季7月～8月最為炎熱。因敦化直屬庫高大平房倉均為彩鋼保溫板屋面,隔熱密閉性能較差,夏季受外溫影響易出現(xiàn)“冷心熱皮”情況。2019年敦化直屬庫探索開展屋面保溫隔熱改造工作,對彩鋼保溫板屋面內(nèi)頂噴涂聚氨酯發(fā)泡保溫隔熱層,有效改善了倉房密閉隔熱性能,夏季綜合運用內(nèi)環(huán)流控溫儲糧技術(shù),取得了較好效果。

1 試驗材料與方法

為檢驗聚氨酯發(fā)泡保溫隔熱改造效果,2020年夏季敦化直屬庫開展內(nèi)環(huán)流控溫效果試驗,具體情況如下:

1.1 試驗倉房及儲糧情況

1.1.1 試驗倉房 敦化直屬庫中心庫09號倉為試驗倉、13倉號為對照倉。倉型均為彩鋼保溫板屋頂、門架式結(jié)構(gòu)高大平房倉,規(guī)格為長60 m×寬24 m×堆高6 m,單倉容量6250 t。倉頂均為10 cm厚壓型隔熱彩板。試驗倉09號倉內(nèi)頂完成聚氨酯發(fā)泡密閉隔熱改造。對照倉13號倉屋面彩鋼保溫彩板縫隙處采用“兩涂一布”進行處理。

1.1.2 儲糧情況 試驗倉、對照倉儲糧均為2019年產(chǎn)國產(chǎn)大豆,品質(zhì)良好,儲糧環(huán)境條件接近,見表1。

表1 試驗倉與對照倉儲糧情況表

1.2 試驗方法

設(shè)定倉溫達到上限值20℃時內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)啟動,倉溫達到下限18℃時內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)關(guān)閉。2020年7月6日首次運行,8月31日試驗結(jié)束。試驗期間利用糧情檢測系統(tǒng)記錄倉溫、倉濕、糧堆表層糧溫、最高糧溫、整倉平均糧溫變化情況,檢查內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)運行情況,記錄系統(tǒng)運行時間。

2 試驗結(jié)果分析

2.1 試驗期間倉溫、倉濕及糧溫變化情況

根據(jù)表2～表4數(shù)據(jù),內(nèi)環(huán)流控溫試驗結(jié)束后,09號試驗倉與13號對照倉相比,試驗倉倉溫上升幅度高于對照倉0.7℃;試驗倉平均糧溫上升幅度低于對照倉1.0℃;試驗倉最高糧溫上升幅度高于對照倉0.8℃;試驗倉表層糧溫上升幅度高于對照倉0.8℃;試驗倉糧堆2層均溫上升幅度低于對照倉4.4℃;試驗倉、對照倉3、4層糧溫升溫幅度均不大,每周上升幅度在0.2℃～0.4℃,符合糧溫變化規(guī)律。

表2 09號試驗倉內(nèi)環(huán)流控溫數(shù)據(jù)記錄表

表3 13號對照倉內(nèi)環(huán)流控溫數(shù)據(jù)記錄表

表4 兩倉內(nèi)環(huán)流試驗后糧情數(shù)據(jù)變化對比分析表

表5 兩倉內(nèi)環(huán)流運行時長及能耗情況表

綜合分析,09號試驗倉收購入庫結(jié)束后受氣候影響,未達到糧堆蓄冷目標值(蓄冷目標值:整倉平均糧溫-3℃～0℃),內(nèi)環(huán)流運行前整倉平均糧溫4.8℃,糧堆3、4層平均糧溫為2.0℃。13號對照倉經(jīng)過冬季通風蓄冷,內(nèi)環(huán)流運行前整倉平均糧溫2.0℃,糧堆3、4層平均糧溫為-3.3℃。試驗倉相比對照倉糧堆內(nèi)部冷源較少,因此倉溫、表層糧溫上升幅度較對照倉略高。但09號試驗倉在糧堆內(nèi)部冷源較少情況下,整倉平均糧溫上升幅度仍比對照倉低1.0℃,充分證明倉內(nèi)頂聚氨酯發(fā)泡密閉隔熱改造后,倉房整體保溫隔熱性能得到有效提高。

2.2 兩倉內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)運行時長及能耗情況

試驗倉、對照倉內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)運行均為56 d,其中09號試驗倉累計運行61.8 h,平均每天運行1.1 h,電耗210 kW·h,單位能耗0.034 kW·h/t,噸糧費用0.03元;13號對照倉累計運行306.7 h,平均每天運行5.5 h,電耗306.7 kW·h,單位能耗0.143 kW·h/t,噸糧費用0.13元。綜合上述數(shù)據(jù)分析,09號試驗倉完成倉內(nèi)頂聚氨酯發(fā)泡密閉隔熱改造后,有效阻隔了來自倉頂?shù)拇蟛糠譄崃?倉房保溫隔熱性能大幅提高,延緩了倉內(nèi)空間冷源的流失速率,縮短了內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)的運行時間,節(jié)約了能耗。

3 維修改造成本情況

從表6可以看出,09號試驗倉內(nèi)頂聚氨酯發(fā)泡密閉隔熱改造成本21.57萬元,高于13號對照倉屋面“兩涂一布”密閉隔熱改造費用,但從實際應(yīng)用情況來看,試驗倉密閉隔熱效果要優(yōu)于對照倉。

表6 兩倉維修改造成本分析表

4 試驗效果分析

4.1 試驗倉噸糧成本費用較低

09號試驗倉內(nèi)環(huán)流控溫噸糧費用0.03元/t,13號對照倉內(nèi)環(huán)流控溫噸糧費用0.13元/t。試驗倉噸糧費用比對照倉低0.1元/t,以20萬噸儲糧規(guī)模計算,每年可節(jié)約控溫費用2萬元。

4.2 試驗倉消除倉內(nèi)“冷凝水”問題

敦化直屬庫每年2月～3月倉內(nèi)易出現(xiàn)“冷凝水”,原因:一是秋、冬季節(jié)交替期間,倉內(nèi)外溫差較大,機械降溫通風時糧堆內(nèi)部濕熱空氣直接接觸屋面彩鋼保溫板,易產(chǎn)生“冷凝水”或冰霜。二是春、夏季節(jié)交替期間,倉內(nèi)外溫差較大,屋面彩鋼保溫板搭接縫隙處易產(chǎn)生“冷凝水”。為有效解決此問題,敦化直屬庫根據(jù)糧情及氣溫變化情況適時開展自然通風、分階段進行降溫通風,取得一定的效果,但仍然無法徹底解決“冷凝水”問題。09號試驗倉內(nèi)頂聚氨酯發(fā)泡密閉隔熱改造完成后,因聚氨酯發(fā)泡保溫層為無縫隙硬質(zhì)殼體,且導熱系數(shù)低,倉內(nèi)未出現(xiàn)“冷凝水”現(xiàn)象,徹底解決了“冷凝水”影響儲糧安全問題,為安全儲糧提供了有力的保障。

4.3 試驗倉有利于秋、冬機械降溫通風

09號試驗倉內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)累計運行61.8 h,13號對照倉內(nèi)環(huán)流控溫系統(tǒng)累計運行306.7 h。試驗倉與對照倉相比運行時長縮短244.9 h。受內(nèi)環(huán)流影響,糧堆內(nèi)部氣體向下運動,控溫通風時間越長,溫度向下運動越快,內(nèi)環(huán)流控溫后,9號試驗倉糧堆2層上升5.3℃,13號對照倉糧堆2層糧溫上升幅度9.7℃,運行時長的縮短有效減緩了試驗倉糧堆表層熱量向糧堆2層運行的速度。因秋、冬季節(jié)機械降溫通風關(guān)鍵在于排出糧堆表層、2層積熱,2層糧溫低有利于縮短秋冬季節(jié)機械通風運行時長,減少機械通風電力能耗。

5 試驗結(jié)論

倉內(nèi)頂聚氨酯發(fā)泡密閉隔熱改造后,倉房保溫隔熱性能提升明顯,在內(nèi)環(huán)流控溫、機械通風應(yīng)用中,有效減少了電力能耗費用,營造了低溫、干燥儲糧環(huán)境,避免了季節(jié)轉(zhuǎn)換期間倉內(nèi)“冷凝水”現(xiàn)象,解決了高大平房倉彩鋼保溫板屋面易滲漏問題,為儲糧安全提供了有力的保障。