靜態(tài)密閉淺圓倉倉內(nèi)溫度及壓強(qiáng)變化研究

葉海軍，李松偉，王曉博，羅 敏，潘建城

（廣東省儲備糧管理總公司東莞直屬庫，廣東 東莞 523145）

淺圓倉具有占地面積小、倉容量大、機(jī)械化程度高、密閉性能好等優(yōu)點(diǎn)，是近年來各儲備庫建設(shè)的主要倉型[1]。倉房良好的氣密性是安全儲糧的保障，也是殺蟲效果好壞的直觀體現(xiàn)，它直接關(guān)系到儲糧保管的成本，影響糧庫的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[2]。隨著社會的發(fā)展，淺圓倉技術(shù)水平也在飛速進(jìn)步，2016～2017年新建倉房壓力半衰期大多在7～15 min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國現(xiàn)有的一級倉的氣密標(biāo)準(zhǔn)，且隨著充氮?dú)庹{(diào)綠色儲糧技術(shù)的不斷推廣，倉房氣密性改造也在不斷推進(jìn)，我?guī)旖?jīng)過改造后的淺圓倉氣密性壓力半衰期在10～15 min。

良好的倉房氣密性有利于儲糧的保管，但高密閉倉房倉內(nèi)壓力受外界影響較大，國內(nèi)曾發(fā)生過油罐因外界溫度急劇變化導(dǎo)致罐體吸癟的事故，因此高密閉倉房的安全性是目前倉儲工作中一個安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，需加強(qiáng)管理。本文對存放不同糧食品種的淺圓倉在靜態(tài)密閉期進(jìn)行倉溫、倉濕和壓強(qiáng)的跟蹤檢測，研究密閉性能好淺圓倉受外界氣溫變化影響是否存在超大壓差情況，同時分析和研究倉內(nèi)壓強(qiáng)變化與糧食品種、氣密半衰期和溫濕度之間是否存在關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉房

選取我?guī)?Q3、Q4、Q8、Q10 倉作為試驗(yàn)倉房，設(shè)計(jì)倉容11 000 t，設(shè)計(jì)裝糧高度30.4 m，采用架空式平底設(shè)計(jì)，倉底共14個出糧口；配有23根測溫電纜，分1、8、14的內(nèi)中外三圈布置，每兩個測溫點(diǎn)垂直相差距離為2 m；風(fēng)道采用內(nèi)、中、外三圈的環(huán)形地槽通風(fēng)道，每倉配有環(huán)流熏蒸系統(tǒng)，其中AB地槽口與倉頂空間通過環(huán)流熏蒸管道呈T字形相連，倉內(nèi)配有中心減壓管，倉頂設(shè)有4個自然通風(fēng)口和4個機(jī)械通風(fēng)口，壓強(qiáng)檢測點(diǎn)設(shè)置在環(huán)流熏蒸管道上。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)備

中儲糧成都儲藏研究院有限公司CGSR-GICS氮?dú)鈾z測系統(tǒng)；北京金良安測溫系統(tǒng)GGSMonitor v2.0.0。

1.2.2 供試糧食品種與倉房氣密性

采用壓力衰減試驗(yàn)法（從500 Pa降到250 Pa）進(jìn)行氣密性檢測。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 靜態(tài)倉房壓強(qiáng)檢測方案

選取每天的 8:00、11:00、15:00、18:00 和 22:00 共5個時間點(diǎn)，通過測溫系統(tǒng)自動檢測每倉的三溫兩濕（糧溫、倉內(nèi)溫度、倉外溫度、倉內(nèi)濕度、倉外濕度），通過氮?dú)鈾z測系統(tǒng)中的每倉安裝的壓力傳感器檢測各倉的倉內(nèi)壓強(qiáng)。溫濕度和壓力檢測從6月14日開始，到6月20日結(jié)束。

2 結(jié)果與分析

2.1 各倉倉溫和糧溫變化情況

從圖1可以看出，各倉倉溫隨著外界氣溫的變化而變化，倉溫的變化幅度明顯低于氣溫的變化幅度，并具有一定的滯后性。一天中氣溫最高溫一般出現(xiàn)在16:00左右，最低溫出現(xiàn)在早上8:00左右，高低溫差在6～7℃之間；倉溫最高溫出現(xiàn)在22:00，最低溫出現(xiàn)在早上11：00左右，一天內(nèi)高低溫差在3℃以內(nèi)；其主要原因是淺圓倉頂部具有結(jié)構(gòu)層、防水層、隔熱保溫層和面層等防護(hù)，具有較好的保溫隔熱效果。

從圖1和圖2可以看出，6月14日到6月20日期間，氣溫在27.3～33℃，倉溫在28.7～33.0℃，但試驗(yàn)倉平均糧溫在一周內(nèi)升幅在0.2～0.3℃之間，上升幅度比倉溫小，主要原因是糧食是熱的不良導(dǎo)體。

圖1 試驗(yàn)倉倉溫與氣溫變化曲線

圖2 試驗(yàn)倉平均糧溫變化曲線

2.2 各倉倉濕變化情況

從圖1和圖3對比可以看出，在6月14日到6月16日，各實(shí)驗(yàn)倉相對濕度隨著倉溫的升高而濕度降低，隨著倉溫的降低濕度升高，最低濕度出現(xiàn)在晚上22:00，最高濕度早上11:00。

此外，從表1和圖3可以看出，Q4玉米倉保持在濕度在69%～76%之間，明顯比小麥倉濕度要高15%左右，其主要原因是玉米水分13.8%，該水分在環(huán)境溫度30℃條件下的平衡濕度在70%左右；小麥倉水分在11.9%～12.1%之間，整體較低，該水分小麥在30℃環(huán)境溫度下平衡濕度在55%左右。試驗(yàn)期間Q3、Q4倉內(nèi)濕度變化幅度大于Q8、Q10倉倉內(nèi)濕度變化，其主要原因可能是Q8、Q10倉的氣密性比較好，受外界影響較小。

表1 試驗(yàn)倉倉房與糧食情況

圖3 試驗(yàn)倉濕度變化曲線

2.3 各倉倉內(nèi)壓強(qiáng)變化情況

從圖4可以看出，小麥倉與玉米倉在半衰期幾乎一致的情況下，倉內(nèi)壓強(qiáng)走勢幾乎一致，且在壓強(qiáng)大小上沒有明顯區(qū)別，說明壓強(qiáng)大小跟糧食品種沒有關(guān)聯(lián)；滿倉狀態(tài)下的淺圓倉倉內(nèi)壓強(qiáng)波動范圍均在正35～-30 Pa之間，沒有出現(xiàn)超高壓的情況。

從圖1與圖4對比可以看出，各試驗(yàn)倉內(nèi)壓強(qiáng)變化呈現(xiàn)一定規(guī)律性，一天中的峰值出現(xiàn)在下午15：00和峰谷出現(xiàn)在早上 8：00，其中 15：00為正壓，8：00為負(fù)壓；這與氣溫最高溫和最低溫的規(guī)律相一致，呈現(xiàn)正相關(guān)性。

圖4 試驗(yàn)倉壓強(qiáng)變化曲線

3 結(jié)論

（1）儲存不同糧食品種的淺圓倉在靜態(tài)密閉期間倉內(nèi)壓強(qiáng)會隨著外界氣溫的變化而出現(xiàn)波動，一天中的峰值和低值分別出現(xiàn)在15：00和8：00。

（2）壓強(qiáng)的波動范圍與糧食品種之間沒有明顯的相關(guān)性。

（3）淺圓倉氣密半衰期（從500 Pa降到250Pa）在600～900s之間倉房倉內(nèi)壓強(qiáng)波動范圍差別微小。

（4）由于糧食本身固有的傳熱特性，使得糧溫與倉溫受外界氣溫影響的效率不一致，形成糧溫與倉溫存在溫差，即存在糧堆微氣流，進(jìn)而體現(xiàn)壓強(qiáng)的波動[3-4]。

（5）在本試驗(yàn)中倉內(nèi)壓強(qiáng)波動范圍均在70 Pa左右，對于鋼筋混泥土的淺圓倉安全性上的影響是可以忽略的。

4 討論

（1）本文主要檢測的倉房氣密性（從500 Pa降到250 Pa）在600～900 s之間的淺圓倉滿倉狀態(tài)下的壓強(qiáng)變化，而對于氣密性超過900 s及密閉性能更好的倉房，其倉內(nèi)壓強(qiáng)的變化及對倉房的影響還需進(jìn)一步研究。

（2）天氣變化對于大氣壓強(qiáng)的變化眾所周知，直接體現(xiàn)到倉內(nèi)壓強(qiáng)波動范圍還需進(jìn)一步探索。