關于橫向通風工藝技術集成的新探索

周 剛，李勝盛

（1.新疆維吾爾族自治區糧油科學研究所，烏魯木齊 830004；2.永登山河糧食機械有限責任公司，甘肅 永登 730300）

平房倉橫向通風作為儲糧新的通風技術正在國內推廣應用，其工藝特點是“風道上墻、糧面覆膜、負壓通風”。和垂直通風相比較，具有出入庫作業方便，單位通風阻力小，空氣途徑比小，空氣路徑增大，糧堆熱交換更加充分等優點。

1 橫向通風技術

1.1 橫向通風的結構

主要由支風道和主風道組成， 改變豎直通風方式中通風管網在倉房地面鋪設的形式， 將支風道豎直安裝在倉內墻體上， 支風道上末端低于糧面500 mm 左右，主風道安裝在墻體與室內地坪的墻角處，支風道下端和安裝在墻角的主通風道連通， 同時主通風道又與通風口連通，前后沿墻對稱布置。圖1 為倉房橫向通風圖。

圖1 倉內橫向通風圖

1.2 橫向通風的原理

首先，糧食裝至堆糧線后，平整好糧面后進行糧面覆膜處理，為了保證通風效果，糧膜接縫及糧膜與墻體之間的密封必須達到氣密性要求。其次，將風機進風口用加筋軟連接與A 面墻體上的通風口連接，打開B 面墻體外的通風口密封門， 開啟風機進行負壓通風，風機經A 面墻通風口、主風道及支風道將倉內空氣吸出，使倉內形成負壓，倉外空氣從B 面墻的通風口主風道及支風道進入倉內， 水平穿過糧層，經A 面墻支風道匯入A 面墻主風道，由風機經A 面墻通風口送出另一邊倉外， 達到置換糧堆內空氣的目的。

1.3 環流熏蒸原理

橫向通風環流熏蒸原理如圖2 所示， 采用橫向通風時環流熏蒸結構也有所改變， 環流風機安裝在倉房A 面墻體外側，環流風機進風口連接負壓環流管，出風口連接正壓環流管，負壓環流管穿過墻體與倉內A 面墻體的主風道連通，正壓通風管穿過墻體連接至預埋在倉內地坪下的管道與B 面墻體主風道連通，如此構成一個閉合橫向環流系統。開啟環流風機，A 面墻體主風道及支風道為負壓狀態，B 面墻體主風道及支風道為正壓狀態， 氣流經過糧堆從正壓向負壓方向橫向流動， 實現了內部氣流穿過糧堆閉環循環流動的目的。

圖2 橫向通風環流熏蒸原理圖

2 內環流控溫技術

利用冬季倉外自然低溫空氣對糧堆進行通風降溫和蓄冷，是糧食倉儲業抑制糧食蟲害、保障糧食品質實現綠色儲糧的主要手段之一， 也成為糧食儲備庫的廣泛共識。

2.1 內環流設備構成

和環流熏蒸一樣，內環流同樣由環流風機、正壓風管、負壓風管構成，使其成為一個閉路環流系統，為了減少外界溫度的影響， 風管通常要做保溫隔熱處理，設備數量配置根據通風管網的排布而定。比如48×24 m 倉房一般采用一機三風道， 共三組通風管網組成內環流系統。

2.2 內環流控溫原理

冬季通風降溫在糧堆中儲備冷源是內環流控溫技術的前提，當夏季外界溫度升高時，糧堆表層及四周溫度隨之上升，為了抑制該區域糧溫升高，利用內循環系統使糧堆內空氣循環流動而達到倉內糧食“均溫”，糧堆中心大量的“冷心”低溫空氣送到糧堆的“熱皮”，從而達到抑制表層及四周糧溫上升過快的目的，實現準低溫儲糧，圖3 為縱向通風內循環原理示意圖。

圖3 縱向通風內循環原理示意圖

2.3 縱向通風控溫應用效果

從縱向通風實際應用情況來看， 距四周墻面800~1 000 mm 的位置，控溫效果并不顯著，分析原因主要是采用地上風道垂直通風時， 因空氣途徑比大，四周墻面附近風量微小或存在通風死角現象等。

3 糧食保水降溫通風技術

利用空氣溫濕度調節器進行保水降溫通風是近幾年探索的新儲糧技術手段之一， 這為北方干燥地區糧食存儲環節的降耗減損、保障糧食品質，尤其是對提高稻谷的加工品質提供了簡單、實用、經濟的技術方法。 其原理如圖4 所示：

圖4 糧食儲糧保水降溫通風示意圖

在北方干旱地區， 往往很少有適合保水通風的自然條件， 利用空氣調節器將外界干熱空氣增濕降溫后經通風口送入糧堆，置換糧堆中干熱空氣，實現保濕降溫的目的。

4 橫向通風技術集成

4.1 技術集成背景

目前，橫向通風、內環流控溫及保水降溫通風處于推廣應用階段，技術及設備工藝缺乏有機銜接，技術分散，設備零亂，表現出如下幾方面的問題：

（1）缺乏系統規劃，技術路線及設備選型零亂。

（2）安裝在倉房的設備繁多，管道及控制柜重復設置。

（3）影響倉房整潔性和美觀性。

（4）重復投資，加大了儲糧成本。

（5）各技術體系相對獨立，為實際操作帶來諸多不便。

4.2 集成方案

（1）橫向通風在前后墻內壁上對稱布置了通風籠，在糧面壓膜進行密封，這為內環流技術提供了基礎保障，利用對稱排布在相對墻體上的通風風道，省去了PVC 回流管的鋪設，改變原來縱向環流技術為橫向環流技術。

（2）單面沿墻通風籠貫通一體的特性，使得整倉采用一組內環流設備即可實現以前多組設備功能。

（3）內環流控溫和環流熏蒸雖然工藝目標不同，但工作原理完全一致，合理計算氣流管道通徑，兼顧各自工藝特點可將二者合二為一。

（4）將空氣溫濕度調節器串聯接入環流管道中，循環氣流經空氣溫濕度調節器增濕降溫后， 再送入糧堆， 如此往復循環有利于提高保水降溫通風工作效率。

（5）橫向通風倉內儲糧結構形式，由于空氣途徑比小，空氣流動更加均勻，氣流在糧堆中的流動路線是縱向通風的3~4 倍，使得空氣與糧食的熱交換更加充分，有利于提高通風工藝效率。

4.3 集成后設備構成

橫向通風工藝集成主要由橫向通風系統1 套、環流風機1 臺、正負壓環流管及閥門各1 套、空氣溫濕度調節器1 臺、控制柜1 套組成。橫向通風工藝技術集成倉外安裝示意如圖5。

圖5 橫向通風技術集成倉外安裝示意圖

4.4 設備選型原則

集成后環流風機為內環流控溫、環流熏蒸、保水降溫通風的公用風機，由于3 種模式風量大小不一，必須按照最大風量模式要求的參數選擇風機型號；環流管通徑根據風量進行計算， 內環流控溫及保水通風單位通風量選擇1.5~2 m3/（h·t），環流熏蒸單位通風量選擇0.5 m3/t，按照前者參數計算，5 000 t 倉房通風量為：

總風量Q=7 500~10 000 m3/h，通風管風速按照10 m/s 取值，通風管通徑D≈210~280 mm。

4.5 橫向通風技術集成的優越性

橫向通風技術集成的優越性表現在： ①避免設備重復購置；②減少設備數量，降低儲糧成本；③倉房墻面整齊，避免系統分別安裝造成的亂象；④簡化操作，降低管理人員勞動強度。

5 實踐應用

2019 年我們應用橫向通風集成技術，在新疆喀什市國家糧食儲備庫選取一棟5 500 t 散裝小麥庫做了實驗， 倉房為25 m × 54.8 m， 空氣途徑比為1.5。 倉房前后沿墻配有7 個通風口，支風道開孔率為50%。 橫向通風設備按照要求將支風道豎直安裝在倉內沿墻上，支風道上端低于糧面500 mm 左右，主風道安裝在沿墻與室內地坪的墻角處， 支風道下端和安裝在墻角的主通風道連通， 同時主通風道又與倉外各通風口連通， 主風道及支風道前后沿墻對稱布置。在倉房墻角增加支通風道，徹底消除糧堆通風死角。

倉房進糧為硬質白小麥，數量5 000 t，小麥入庫水分：10.9%，容重：785 g/L,雜質0.7%，堆糧高度：4.95 m，最高糧溫27.3 ℃，最低糧溫15.3 ℃，平均糧溫：25.4 ℃。選用4 臺風機，型號為SWF-5 型移動式保濕均溫專用風機，風量9 824 m3/h,全壓510 Pa，功率3.0 kW。

通風時間：2019 年10 月17 日開始通風， 通風結束時間：2019 年12 月18 日， 通風結束后最高糧溫1.7 ℃，最低糧溫-0.6 ℃，平均糧溫1.4 ℃，水分10.6%。經過橫向通風最高糧溫下降25.6 ℃，最低糧溫下降15.9 ℃，平均糧溫下降24.0 ℃。

2020 年度冬季機械通風前糧情： 水分10.4%，最高糧溫22.5 ℃， 最低糧溫10.9 ℃， 平均糧溫：12.9℃， 通風時間：2020 年11 月24 日開始通風，通風結束時間：2021 年1 月19 日，通風結束后最高糧溫11.8 ℃，最低糧溫-6.5 ℃，平均糧溫-1.1 ℃，水分10.9%。經過橫向通風最高糧溫下降10.7 ℃，最低糧溫下降17.4 ℃，平均糧溫下降14.0 ℃。 2020 年度夏季開啟內環流前糧情； 水分10.7%， 最高糧溫27.6℃，最低糧溫0.3 ℃，平均糧溫：14.6 ℃，內環流開啟時間：2020 年6 月5 日開始啟動， 結束時間;2020 年8 月10 日，通風結束后最高糧溫25.2 ℃，最低糧溫4.6 ℃，平均糧溫19.5 ℃，水分10.9%。 經過開啟內環流最高糧溫下降2.4 ℃， 最低糧溫上升4.3℃，平均糧溫上升5.0 ℃。

2021 年度冬季機械通風前糧情： 水分10.5%，最高糧溫16.6℃，最低糧溫-0.4 ℃，平均糧溫：8.4℃，通風時間：2021 年12 月13 日開始通風， 通風結束時間：2022 年2 月5 日， 通風結束后最高糧溫12.3℃， 最低糧溫-4.9 ℃， 平均糧溫0 ℃， 水分11.2%。 經過橫向通風最高糧溫下降4.3 ℃，最低糧溫下降4.5 ℃，平均糧溫下降8.4 ℃。 2021 年度夏季開啟內環流前糧情；水分10.6%，最高糧溫24.3 ℃，最低糧溫-2.8 ℃，平均糧溫：10.6 ℃，內環流開啟時間：2021 年5 月11 日開始啟動， 結束時間：2021 年8 月20 日，通風結束后最高糧溫26.4 ℃，最低糧溫4.2 ℃，平均糧溫17.7 ℃，水分10.9%。經過開啟內環流最高糧溫上升2.1 ℃，最低糧溫上升7.0 ℃，平均糧溫上升7.1 ℃。

橫向通風實現了通風道上墻、 便于機械入倉作業， 減少了縱向通風時通風道布置或拆卸的工作勞動強度，改善了作業環境，減少了安全隱患。 橫向通風對保水有一定作用， 根據3 年儲存期間的降溫通風效果來看，倉溫下降效果良好，進風口糧溫下降較快，風機側糧溫下降較慢，冬季通風結束后，最高糧溫與最低糧溫差距較大。 實驗庫實驗期間沒有發生蟲害， 整倉糧食安全渡夏， 橫向通風實驗取得了成功，說明橫向通風技術集成是可行的。

適時利用內環流通風系統， 將糧堆內的積冷交換到糧倉其它空間，解決冷心熱皮問題，保證糧堆整體都低于20 ℃，抑制儲糧害蟲繁衍，保障糧食安全。