Vol.16,2009,No.3粮食与食品工业Cerea l a nd F ood I nd ustr y粮油建筑工程收稿日期:2009-03-29 修回日期:2009-05-12作者简介:程四相,男,1963年出生,高级工程师,从事工业与民用建筑工程的研究。

传统平房仓低温储粮技术改造实践程四相,徐玉斌国家粮食储备局无锡科学研究设计院 (无锡 214035)摘 要:详细介绍了常温传统拱板平房仓改造为成品粮准低温仓的建筑技术措施和低温制冷措施,通过成品大米在准低温仓度夏试验取得的数据表明,各项指标均达到设计要求,具有推广价值。

关键词:拱板仓;准低温仓;成品大米;建筑改造;低温空调机组;度夏试验中图分类号:S379.2 文献标识码:B 文章编号:1672-5026(2009)03-0046-041998年开始,我国政府为改善粮食仓容不足及仓储设施落后的现状,实施了4500万t 国家储备粮库建设,其中平房仓占据70%以上,且以散装储存原粮为主。

在过去的10多年中,这些平房仓在我国粮食仓储领域发挥了重要作用,但其中相当一部分仓房目前面临着维修改造的需要。

按2007年国家五部委的通知精神,为满足突发事件的应急供应需要,要求各地方政府储存一定规模的成品粮,特别是向城市供应的仓库需加大成品粮储存量。

由于成品粮储藏稳定性差,在高温高湿的夏季易陈化、变质,传统常温仓不能满足直接储存的要求,必须经保温、密闭以及制冷工艺等方面的技术改造后方能正常储存。

苏州市粮食局根据苏州市政府的要求,在苏州国家粮食储备库现有仓房中储存大米成品,以满足应急供应需要。

受苏州市粮食局委托,我院承接了相关改造业务,并于2008年5月完成改造,经过近5个月的实际运转,各方面指标均达到设计要求,在技术、投资及运营成本等方面具有推广价值。

1 建筑改造技术措施苏州国家粮食储备库散装平房仓始建于2003年,2004年投入使用,总仓储规模715万t 原粮,共由15栋散装拱板屋盖平房仓组成。

根据原设计,仓房跨度21m,墙体采用490mm 厚组合砌体。

仓房长度60m,分两个30m 长的仓间,拱板下弦板底高8m,散装堆粮高度6m 。

应业主要求,对其中的一栋平房仓进行试点改造,使其满足准低温储存包装成品粮的功能要求。

原有仓房以常温储存散装原粮为主,改造后的仓房热工指标应能满足准低温仓的要求,以减少运行费用和设备投资,确保储粮安全。

国家目前还没有粮食低温仓的热工标准,本次改造参考了相关的规范和标准,对其如下部位进行改造。

1.1 墙体保温技术措施原设计仓房墙体采用490mm 厚双面粉刷组合砌体,综合热阻为R =0176m 2#K/W,为提高保温性能,采用了无冷桥便于闭合的内保温技术。

经对墙体保温技术措施的综合分析,认为在内墙面满贴挤塑型聚苯乙烯保温板具有内墙面平整光洁、便于施工操作、保温层不易损坏等优点,故选定此技术。

具体构造如下:(1)铲除内墙面原有涂料面层,原粉刷基层清扫干净;(2)3mm 厚专用胶黏剂;(3)界面剂一道,涂刷在挤塑板粘贴面上;(4)粘贴50mm 厚挤塑型聚苯乙烯保温板(导热系数K =01033W/(m #K)。

板型为600mm @2400mm,膨胀螺栓固定件固定,每块板不少于5处);(5)涂刷界面剂一道;(6)涂抹聚合物砂浆3mm 厚;(7)黏铺耐碱玻纤网格布一层;(8)涂抹聚合物砂浆3mm 厚;(9)白色内墙乳胶漆涂料二度。

经过上述构造措施,墙体的综合热阻R =2135m 2#K/W,热惰性指标D =7154(据热工理论,当D粮食与食品工业Cer eal and F ood I ndustr y Vol.16,2009,No.3>4时,仓内表面温度波动较小)。

由于在高温侧的水蒸汽渗透阻力较大,室内外温差相对较小,部分墙体设有防潮层,仓内外温度高低交错变化等原因,本次改造中未设隔汽层。

仓内地坪由于自身热阻R =2100m 2#K/W 已较大,保持原状不变。

1.2 平顶面保温技术措施原设计仓房采用预应力拱板屋盖结构,拱板上弦采用30mm 厚挤塑型聚苯板作了保温处理,下弦板采用50mm 厚沥青珍珠岩保温,由于拱板屋盖上下弦中空气层受太阳辐射热的影响温度较高,使由仓顶向仓内的传热量占维护结构冷负荷的比例很大,为降低运营成本必须对仓房的顶棚进行保温技术改造。

原有顶棚因采用预制拱板,板底面存在凹凸不平现象,从投资、保温效果、平整美观、保证空间高度及便于施工操作等多方面综合分析,采用吊挂挤塑型聚苯板的技术措施,具体做法如下。

(1)垂直于拱板板缝固定经防火漆浸泡的硬质木条(35mm @50mm),每块拱板宽度范围内固定2个螺钉,木条之间净间距600mm(与保温板同宽);(2)将50mm 厚挤塑型聚苯乙烯保温板挤嵌在木条之间,为防止挤塑板受环境形象变形,选择导热系数K =01033W/(m #K)的双面带铝箔板型;(3)沿木条底面增加盖缝条,盖缝条较木条两侧宽出均不小于10mm,盖缝条可选择木条,也可选择铝板或不锈钢板。

图1 顶棚保温构造平面示意图如图1所示,按照上述构造做法,仓顶棚平整、光洁、美观,保温效果明显,气密性也得到了加强。

下弦板的综合热阻R 在1179m 2#K/W 以上。

粮油建筑工程程四相等:传统平房仓低温储粮技术改造实践1.3窗户改造技术措施原设计仓房檐墙每6m开设1樘112m宽、110 m高的窗户,是为满足常温仓自然通风及窗口机械装粮需要而开设的。

由于其数量较多,是仓房保温密闭效果的隐患所在。

为满足低温储粮技术要求,需砌封不需要的窗洞,每仓间仅保留2处自然通风窗即可。

窗户的保温密闭性能也需加强。

在原有每个窗洞口靠室内侧增加保温密闭窗一樘,窗扇采用乳白色双面彩钢板夹75mm厚聚苯板制作,窗框采用钢框,由专业厂家现场测量后定制与安装,并配备手动地面开启与关闭装置。

1.4仓门改造技术措施1.4.1仓房大门门洞口尺寸为217m宽、412m高,每仓间2樘,每栋仓4樘。

原设计采用双面彩钢板夹50mm 厚聚苯板保温密闭大门,贴外墙面安装。

为满足低温储粮技术要求,需加强仓门的保温密闭性能。

在原有每个门洞口靠室内侧增加保温密闭门一樘,门扇采用乳白色双面彩钢板夹75mm厚岩棉制作,门框采用钢框。

为防止仓外热风侵入,其中带门斗一侧大门采用固定大门,固定大门上开设110m宽、210m高的平开门,以便于粮库保管人员日常入仓检查粮情。

增加的仓门由专业厂家现场测量后定制与安装。

1.4.2粮情检查门原设计每仓间山墙各开设粮情检查门1樘,洞口尺寸为018m宽、118m高。

门型采用双面彩钢板夹50mm厚聚苯板保温密闭平开门,贴外墙面安装。

仓房改造后,粮情检查门失去其存在的必要,平齐内墙面砌封370mm厚砖砌体,原有检查门、室外平台、钢斜梯等均保留,便于屋面检修的同时,也与其他仓房保持格调一致。

2低温制冷技术措施当仓外温度高于仓内温度时,热量先以导热方式通过保温的仓体维护结构,再以对流换热方式传给仓内空气,仓温随之升高。

在仓温升高时,即使粮温较低,粮堆蓄冷向仓内释放冷量,但由于释放速度与维护结构冷负荷有差距和总蓄冷量不足以抵消高温季节的总冷负荷,通常情况下,包装粮低温仓需安装低温空调设备。

2.1低温空调冷负荷的确定空调冷负荷分为降温冷负荷和维持仓温冷负荷。

降温冷负荷是成品大米在入仓时高于准低温储存条件下,降至20e所需的制冷负荷。

本次改造按照成品大米由28e降到20e、降温时间12d、进仓成品大米1000t计算。

维持仓温冷负荷按常规空调计算方法计算。

经计算,降温冷负荷约为1910kW,维持仓温冷负荷约为2213kW。

单位面积维护结构冷负荷3514W/m2,单位面积冷负荷6516W/m2。

2.2低温空调制冷设备的配置低温空调机组是低温系统的主要和关键设备。

设计中采用的风冷冷风低温空调机组,具有投资省、运行费用低、安装量小、管理方便、设备配置灵活、占用空间少等优点。

按空调冷负荷计算结果,21m@30m准低温仓配置二台型号为LF23风冷冷风低温空调机组,该机组主要技术参数为:回风温度T=20e、制冷量Q=23kW、送风量L=4800m3/h、机组机外余压H=300Pa、装机功率N=912kW,可根据回风温度自动将仓温控制在18e~20e。

二台机组可并联运行和分别单独运行。

风冷冷风低温空调机分室内机、室外机两部分。

仓内设6条支风道,采用上部侧送风、集中回风的气流组织,成品粮处于回流区(送风口不宜直接吹向粮堆,以避免冷风温度低于储粮平衡水分对应空气的露点温度,产生内结露)。

为避免冷凝水产生,送风道的保温层、隔汽层、保护层应采取严格的措施。

2.3冷却设备运行准低温空调制冷系统主要由低温空调机组、风道、风口、阀门和测量装置组成。

可实现储粮的冷却降温和保冷,使成品粮平均温度低于设定值20e。

下列情况下需使用低温空调设备:(1)当仓内储粮或进仓储粮高于设定温度,且仓外气温较高时,需使用低温空调制冷设备进行冷却降温作业。

一般需开2台机组。

为提高冷却降温效果,成品粮的包装应采用透风的材料。

(2)仓外气温较高且仓内气温高于设定值,需使用低温空调制冷设备进行维持仓温运行。

低温制冷设备可根据情况开1台。

2台低温空调制冷机组互为备用,提高了安全储粮的可靠性。

制冷空调设备使用时,应关闭保温密闭窗和库门。

仓内空气经低温空调制机组处理后,通过风道粮食与食品工业Cer eal and F ood I ndustr y Vol.16,2009,No.3和风口扩散到仓内,吸收热量后,再回到机组处理,以此循环冷却,直到将粮温和仓温度降低到设定值,机组停止工作。

当仓温高于设定值时,机组自动开始工作。

当仓外气温低于设定值时可停止机组运行。

在冬季可利用较低的自然气温将成品粮冷却到较低温度,在仓外气温逐步升高时可利用自身蓄冷量维持部分时间仓温,推迟低温空调设备工作时间。

利用自然冷源可不需对成品粮降温和有效减少维持仓温冷负荷,对降低运行成本十分有利。

3成品大米准低温储藏的度夏试验3.1成品大米的堆放堆装机械采用电瓶叉车,成品大米堆放在木托盘。

每个木托盘上堆放10层,每层9包成品大米,每包10kg,每个托盘放900kg。

垂直方向可堆放4个托盘,约415m高。

堆包平面利用系数016,空间利用系数约0134。

每个21m@30m的仓间储存包装大米1008t。

改造后一栋平房仓可储存2016t 大米。

粮堆采用数字无线测温装置,可随时了解仓内粮情变化。

成品大米包装采用塑料编织袋,储存东北大米和苏北大米两个品种。

入仓大米水分约1415%。

3.2试验过程2008年6月成品大米陆续放入低温仓内,分为四堆堆放。

入仓大米的平均温度为25e,高于准低温仓要求的20e。

在6月底7月初用5天时间将成品大米温度降至20e,用电量为5665kW#h。