淺圓倉智能通風系統(tǒng)研究

向征　施國偉　莊澤敏　江列克　羅正啟

[摘要]本文對進行改造的淺圓倉智能通風系統(tǒng)進行生產性實驗，研究結果表明該系統(tǒng)環(huán)境溫濕度檢測、監(jiān)控和判定準確，硬件可靠、執(zhí)行到位，通風效果達到預期。

[關鍵詞]淺圓倉；智能；通風；改造

中圖分類號：TB4 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180415

儲糧機械通風已成為業(yè)界公認的降低糧食溫度、提升儲糧穩(wěn)定性的技術，是“四合一”儲糧技術中應用廣且效果顯著的儲糧技術。智能通風技術在傳統(tǒng)的機械通風技術基礎上具有節(jié)省人工、判斷準確和數據信息化管理的優(yōu)勢。目前智能通風儲糧技術已在全國大范圍推廣應用，但仍存在一些不足，如缺乏即時檢測糧堆溫度、濕度、水分、氣體等參數檢測系統(tǒng)，缺乏建立在綜合糧情基礎上的分析決策系統(tǒng)，無法做到精準通風。中央儲備糧廣東新沙港直屬庫有限公司嘗試對淺圓倉進行智能通風改造，在測溫軟件內嵌以實時整倉糧食溫度和環(huán)境溫、濕度數據為依據，根據《儲糧機械通風規(guī)程》判定方式執(zhí)行算法，對硬件運行狀況實時反饋監(jiān)控，在硬件方面改造倉頂通風孔洞開關機構和倉底風機控制方式，經過生產性實驗，其檢測、監(jiān)控和判定準確。

1材料

1.1試驗倉房

供試倉房為彩鋼板拼接屋面（簡稱鋼屋蓋）結構的淺圓倉，直徑25m，檐高16.0m，裝糧線15.6m，設計倉容6 500t。屋頂承重結構為內置的放射狀防腐鋼粱，每扇區(qū)均由內外2層彩鋼扣板、中間填充玻璃絲隔熱棉與檁條拴接成一體，通過檁條將重量傳至鋼梁，梳狀地槽式通風系統(tǒng)，倉頂具有直徑600mm軸流風機孔、自然通風孔各4個。

1.2試驗用糧

試驗用糧均為2017年4月份入庫的吉林產二等玉米，詳見表1

1.3設備情況

1.3.1軟件情況

軟件系統(tǒng)為北京金良安科技有限公司所生產的GGS糧溫自動檢測系統(tǒng)，控制軟件具有三種通風方式：一是“整倉降糧溫通風”，二是“整倉保水降糧溫通風”，三是“手動控制”。“整倉降糧溫通風”和“整倉保水降糧溫”是智能通風模式，是根據《儲糧機械通風技術規(guī)程》規(guī)定編寫的。其中“整倉保水降糧溫通風”的設計要求是：氣溫低于平均糧溫6.0℃，空氣相對濕度介于該溫度與糧堆水分所平衡的解吸相對濕度和吸附相對濕度之間，才可開啟通風設備，空氣條件不滿足時將關閉設備；“整倉降糧溫通風”設計要求是：氣溫低于平均糧溫6.0℃，空氣絕對濕度不高于當前糧溫與糧堆水分相平衡的相對濕度，才可開啟通風設備，空氣條件不滿足時將關閉設備。啟動、停止通風的糧溫與氣溫差值可依生產需要更改。

設計需求及已經實現的功能詳情見表2、圖1，內置參數詳見圖2、圖3。

1.3.2硬件情況

倉頂軸流風機孔和自然通風孔閘板為電動液壓形式，西北、東南通風地槽接兩臺離心風機，各通風孔已安裝好電動液壓閘板，其中四個自然通風孔閘板的共用一路控制和狀態(tài)反饋，四個軸流風機和四個軸流風機孔閘板可單獨控制、反饋工作狀態(tài)，閘板開啟和風機啟動間有自鎖功能，各電動閘板均有打開、關閉、動作三種狀態(tài)反饋信號，各信號通過閘板動作觸動限位開關產生；離心風機通過無線信號控制，在接收到倉頂各閘板到位后動作。控制方式開關安裝在倉頂棧橋部位，有現場控制、遠程電腦控制、關三個檔位，可在現場控制狀態(tài)下，通過控制面板上的按鈕操作倉頂各通風孔洞閘板及軸流風機。

離心風機為四川資中產4-72×6c型7.5kW型，風壓1764～1215Pa，風量8 520～15 800，轉速1800r/min，倉頂通風孔液壓氣密蝶閥為江門市輸送機械設廠有限公司制造。

2試驗方案

2.1智能通風模式試驗

2.1.1設定通風條件

設定目標糧溫14.0℃，輸入糧食品種為玉米，平均水分13.9%，檢測糧溫19.7℃，系統(tǒng)根據水分和氣溫變化，自動生成外濕下限和外濕上限控制值。由于天氣條件有限，綜合考慮保證糧食安全和實驗需要，設定啟動糧溫與氣溫差值為4.0℃時啟動，2.0℃時停機。

2.1.2設備運轉情況跟蹤

選擇啟動通風后，派專人跟蹤氣溫、氣濕檢測情況，跟蹤各閘板、風機啟是否嚴格按照設置動作。通風開始及通風期間，氣溫、氣濕變化后，檢查軟件自動生成的“溫差選擇設定”是否為設定值，通風期間的“溫差選擇設定”是否大于4.0℃，停止通風的“溫差選擇設定”是否為2.0℃；檢查隨氣溫變化的通風外濕下限和外濕上限控值，是否為與該溫度條件下，與糧堆水分所平衡的吸附和解吸相對濕度值。

2.1.3試驗變更

2017年11月28-12月24日新沙港地區(qū)兩次降溫，開展通風試驗。由于空氣濕度根本無法滿足保水需要，整倉保水降糧溫模式無法開機，為了保證儲糧安全，為來年奠定糧溫基礎，改為嘗試整倉降糧溫通風。于11月28日9：04開機，12月24日自動停機，天氣不再適宜，終止通風。

2.1.4設定通風條件

設定目標平均糧溫15.0℃，自動生成溫差選擇設定（默認為6.0℃起，4.0℃停），設置外濕下限為0，外濕上限為系統(tǒng)自動計算的安全水分平衡相對濕度。

2.1.5設備運轉情況跟蹤

選擇啟動通風后，派專人跟蹤氣溫、氣濕檢測情況，跟蹤各閘板、風機啟是否嚴格按照設置動作。根據《儲糧機械通風技術規(guī)程》，檢查軟件自動生成的“溫差選擇設定”是否為6.0℃，通風期間的“溫差選擇設定”是否大于4.0℃，停止通風的“溫差選擇設定”是否為4.0℃，通風過程詳細記錄見表3。

4試驗數據與分析

經過生產性測試，認為該系統(tǒng)可快速準確地計算出絕對濕度、露點溫度，并迅速地做出正確的判斷，由執(zhí)行機構執(zhí)行到位，設備運行情況反饋快速準確，可隨時存儲、檢索通風時長、能耗等數據，準確計算通風能耗、繪制三溫曲線圖等功能。達到設計要求。本次試驗總能耗2 435.25kW·h/℃·t，單位能耗0.052kW·h/℃·t，為推薦標準0.075kW·h/℃·t的70%，詳見表4。

5結論

5.1智能通風系統(tǒng)明顯有利于降低勞動強度、保障安全生產

新沙港地區(qū)的人工操作冬季通風作業(yè)模式，通常為夜間開機，早晨關機。開機時間經常是深夜22：00以后，關機時間是早上7：00之前，操作人需要逐一走到各倉開啟離心風機，勞動強度大，嚴重影響通風操作人第二天的精神狀態(tài)，存在一定的安全生產隱患，智能通風的運用對這方面的改善是顯而易見的。

5.2保水降糧溫通風模式的局限性

經統(tǒng)計近10年的天氣情況，新沙港地區(qū)氣溫低于15.0℃的天氣平均每年不足200h，同時空氣濕度條件達到“保水”要求的概率極低，故該通風模式大體不適用于整個華南地區(qū)。

5.3本系統(tǒng)需完善的內容

若通風期間出現高于同圈、同層各點位平均溫3℃的糧溫異常點，應視為通風不暢，需要給予警示；能耗統(tǒng)計功能仍需人工填入設備功率，更好的選擇為直接讀取設備電表數據。