平房倉橫向通風(fēng)集成儲糧新技術(shù)
——我國糧食倉儲技術(shù)領(lǐng)域的一項重大創(chuàng)新

圖1 平房倉橫向通風(fēng)成套儲糧新技術(shù)拓?fù)鋱D

上世紀(jì)末，我國糧食科研工作者自主研發(fā)集成創(chuàng)新，開發(fā)了以糧情電子檢測、機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸和谷物冷卻低溫儲糧為主要內(nèi)容的儲糧“四合一”技術(shù)，為保障我國糧食安全作出了巨大貢獻(xiàn)。但長期以來，也存在機(jī)械設(shè)備不能自由行走，進(jìn)出糧作業(yè)不能實現(xiàn)全程機(jī)械化、作業(yè)效率低、工人勞動強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境差、成本高等問題。此外，氣流在糧堆內(nèi)部沒有進(jìn)行有效組織，通風(fēng)均勻性較差。

為解決這些難題，國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院研發(fā)團(tuán)隊在糧堆各向異性等理論研究的基礎(chǔ)上對平房倉通風(fēng)模式做出重大改進(jìn)：將平房倉通風(fēng)道固定安裝于兩側(cè)檐墻上，并將傳統(tǒng)的豎向正壓通風(fēng)模式改為橫向負(fù)壓通風(fēng)模式。在此基礎(chǔ)上，提出了基于橫向通風(fēng)系統(tǒng)的集成儲糧新技術(shù)：

一是“風(fēng)道上墻”，二是分體式負(fù)壓橫向谷冷通風(fēng)技術(shù)，三是多介質(zhì)害蟲防治系統(tǒng)和技術(shù)，四是研發(fā)多參數(shù)一體化糧情監(jiān)測系統(tǒng)。

平房倉橫向通風(fēng)集成儲糧新技術(shù)實現(xiàn)了儲糧進(jìn)出倉作業(yè)機(jī)械化和倉儲工藝技術(shù)的雙重突破和提升，是我國糧食倉儲技術(shù)領(lǐng)域一項重大技術(shù)集成創(chuàng)新。（圖1）

技術(shù)創(chuàng)新

平房倉橫向通風(fēng)集成儲糧新技術(shù)創(chuàng)新高大平房倉橫向負(fù)壓通風(fēng)、負(fù)壓分體式橫向谷冷通風(fēng)、多介質(zhì)環(huán)流防治儲糧害蟲和儲糧溫度、濕度、氣體多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。

（一）橫向通風(fēng)技術(shù)

橫向負(fù)壓吸出式通風(fēng)工藝，實現(xiàn)了風(fēng)道上墻、騰空地面以滿足機(jī)械化進(jìn)出倉作業(yè)的需要，同時研究優(yōu)化通風(fēng)工藝參數(shù)及氣流高效組織方法，提高通風(fēng)降溫均勻性，有效控制通風(fēng)水分損耗。

該技術(shù)具有通風(fēng)途徑比小、單位面積通風(fēng)量高、通風(fēng)均勻、濕熱交換充分等特點，提高了通風(fēng)效率，可有效控制通風(fēng)過程中水分損耗在±0.3%之內(nèi)，并實現(xiàn)進(jìn)出倉設(shè)備在倉房地面無障礙行走，機(jī)械化進(jìn)出倉設(shè)備產(chǎn)能從原來的50t/h提升到了 150～200t/h，作業(yè)效率提高 3～4倍。

（二）分體式負(fù)壓谷物冷卻技術(shù)

橫向谷冷技術(shù)其通風(fēng)路徑較豎向延長了3～5倍，具有冷空氣與糧堆接觸時間長，熱交換充分、降溫速度快、冷卻糧溫均勻、溫差小、冷量利用率高、能耗低等特點和優(yōu)勢，其單位能耗僅為0.2kW·h/(t·℃)，既可全倉谷冷通風(fēng)，也可分區(qū)域谷冷通風(fēng)，使用方便靈活。

（三）多介質(zhì)害蟲防治技術(shù)

多介質(zhì)害蟲防治技術(shù)是利用氮氣發(fā)生設(shè)備、熏蒸發(fā)生器等設(shè)備，使害蟲防治氣體通過橫向環(huán)流系統(tǒng)，在覆膜密閉糧堆內(nèi)部橫向循環(huán)流動，并快速均勻分布，達(dá)到有效殺蟲目的，該技術(shù)包括基于膜分離的氮氣橫向環(huán)流氣調(diào)技術(shù)和磷化氫橫向環(huán)流熏蒸技術(shù)等。

橫向通風(fēng)系統(tǒng)和環(huán)流系統(tǒng)相結(jié)合，能夠有效地提高以充氮氣調(diào)、惰性粉氣溶膠防蟲為代表的物理防治害蟲新技術(shù)應(yīng)用效果，實現(xiàn)了熏蒸、氣調(diào)和環(huán)流均溫等多種工藝介質(zhì)在糧堆循環(huán)均布；有效降低30%～50%磷化鋁熏蒸藥劑的使用量；創(chuàng)新基于膜分離制氮的氣調(diào)儲糧技術(shù)，降低設(shè)備造價和使用成本，使其運行成本低于0.6元/噸糧。

（四）溫濕水多參數(shù)糧情檢查系統(tǒng)

溫濕水一體化多參數(shù)糧情測控系統(tǒng)，將單一的溫度糧情監(jiān)測升級到糧堆溫度、濕度、水分和露點等糧情參數(shù)在線監(jiān)測；采用數(shù)值模擬技術(shù)，形成可視化的糧食溫度、水分動態(tài)變化糧情實時云圖。更加精準(zhǔn)和全面地監(jiān)測糧堆糧情，使糧情監(jiān)測和預(yù)警更為直觀、有效，提升儲糧發(fā)熱霉變預(yù)警能力和智能儲糧控制技術(shù)水平。溫濕水一體化多參數(shù)糧情測控系統(tǒng)融入了大量先進(jìn)的檢測、控制及糧食儲藏技術(shù)，構(gòu)建了科學(xué)完善的通風(fēng)模型，將糧情檢測與通風(fēng)降溫、干燥等倉儲作業(yè)緊密結(jié)合，真正做到了“能測能控”。

實施效果

（一）科技貢獻(xiàn)

平房倉橫向通風(fēng)集成儲糧新技術(shù)首先提出了“糧堆各向異性”理論，并進(jìn)行了系統(tǒng)研究和論述，首次闡明了不同糧種橫豎向通過時單位糧層阻力之間的差異，明確了不同儲糧生態(tài)區(qū)不同糧種橫向通風(fēng)系統(tǒng)單位通風(fēng)量，配套研制了基于糧堆系統(tǒng)特性參數(shù)的橫向通風(fēng)專用風(fēng)機(jī)，并提出了儲糧機(jī)械通風(fēng)效能評價測試標(biāo)準(zhǔn)方法，完善了我國儲糧通風(fēng)技術(shù)基礎(chǔ)理論，推動了我國糧食行業(yè)現(xiàn)代通風(fēng)技術(shù)發(fā)展。

（二）技術(shù)貢獻(xiàn)

針對我國糧食儲備高大平房倉進(jìn)出倉作業(yè)效率低的難點，研發(fā)了平房倉橫向通風(fēng)集成儲糧新技術(shù)，實現(xiàn)了儲糧進(jìn)出倉作業(yè)機(jī)械化和倉儲工藝技術(shù)的雙重突破和提升，解決了我國平房倉安全儲糧和機(jī)械化效率低的矛盾問題，平房倉進(jìn)出倉效率提高3～4倍；實現(xiàn)了通風(fēng)、冷卻過程中濕熱高效傳遞，降低成本，保障儲糧品質(zhì)；實現(xiàn)了多介質(zhì)害蟲防治技術(shù)高效使用，促進(jìn)了綠色儲糧發(fā)展；提出的多參數(shù)糧情預(yù)警預(yù)測和云圖分析，推動了糧情檢測技術(shù)的升級換代。

（三）推廣應(yīng)用

新技術(shù)的科學(xué)性、先進(jìn)性及經(jīng)濟(jì)實用性不斷得到生產(chǎn)性實倉驗證。至2018年12月底，該技術(shù)已在全國24個省區(qū)市的97個糧庫應(yīng)用，涵蓋了全國7個儲糧生態(tài)區(qū)，推廣品種包括小麥、玉米、東北粳稻、西北粳稻、早秈稻、晚秈稻、裸大麥等；推廣倉容量超過200萬噸，并培訓(xùn)糧食行業(yè)倉儲骨干2500多人次。

平房倉橫向通風(fēng)集成儲糧新技術(shù)提升了平房倉儲糧工藝整體運行效益，推動了綠色儲糧技術(shù)的發(fā)展，更加高效保證糧食品質(zhì)，降低我國糧食產(chǎn)后損失，提高我國糧食高效供給能力，保障國家糧食安全。