轴流风机与离心风机通风效果对比分析.doc

轴流风机与离心风机通风效果对比分析轴流风机与离心风机通风效果对比分析武海波(1，王洪光1，李世明2（1. 山东梁山中谷国家粮食储备库，山东 梁山 272600；2. 河南广播电视大学，河南 郑州 450008）摘要 通过对轴流风机与离心风机通风效果的对比分析认为，离心风机通风降温速度快，能耗大，轴流风机通风降温速度慢但能耗低。梁山库所处的北温带地区冬季寒冷干燥时间较长，适合使用轴流风机进行降温通风。轴流风机通风降温在减少水分丢失、降低通风费用、提高通风效率、使储粮向绿色方向发展等方面更能体现其优越性。关键词 通风 效率 轴流风机 离心风机梁山中谷国家粮食储备库建于1997年，共有平房仓24栋，现有19栋仓房存粮，储存小麦1亿kg。根据我库所处地理位置以及气候条件，每年11月底12月初至次年1月份进行机械降温通风1-3。为了积极探索新的通风储粮技术，使储粮向绿色方向发展4，2002年开始尝试使用轴流风机进行降温通风。并对轴流风机和离心风机的通风效果进行了对比分析。1 供试材料1.1 试验仓房梁山中谷国家粮食储备库17、18号仓为轴流风机通风试验仓房，19、20号仓为离心风机通风对比仓。以上4栋仓房仓型相同，均为2001年建高大平房仓。仓长60m，宽21m，装粮线高6m，墙体为砖混墙体，屋顶为拱板双层屋顶，仓顶采用聚胺脂发泡隔热层。每仓安装固定式轴流风机6台，南北墙各2台，空气隔热层2台，集装箱式密闭门窗，密闭性能好（半衰期大于45s）。1.2 试验通风设备轴流风机：BT3512型，风量8667m3/h，风压160Pa，风机功率0.55KW，转速1450r/min。离心风机：672No6C型，风量828816576 m3/h，风压17601116 Pa，风机功率7.5 KW，转速1800 r/min。1.3 风机及风网布置4栋仓房设计相同，风网类型为一机四道鱼鳞式地上笼通风系统，开孔率30%35%。空气途径比为1.411。每仓设3个通风口，均在北墙。每仓装有轴流风机6台，其中4台在仓内，南北墙各2台，呈对称分布。另外2台在仓顶空气隔热层内用以排除积热。1.4 检测设备温度检测：采用武汉新良公司生产的粮温检测系统，每仓布测温电缆65根，电缆长6m，每根测温电缆上有4个测温点。测温电缆距墙0.5m，电缆间距5m，最底层测温点距地面0.3m，最上层测温点距表层0.5m，中间两点等距分布4。整仓电缆的布置均与地上笼布接触，即测温电缆全部在两相临地笼间。水分检测：采用日本产PM888型快速杯式水分测定仪。大气温湿度及仓内空间温湿度检测仪器均为武汉新良公司提供。1.5 试验仓储粮基本情况1.5.1 粮食品质17号仓：储存品种小麦，容重768g/L，不完善粒5.3%，水分12.0%，杂质0.6%，入仓时间2002年；18号仓：储存品种小麦，容重774g/L，不完善粒5.3%，水分12.0%，杂质0.6%，入仓时间2002年；19号仓：储存品种小麦，容重774g/L，不完善粒4.2%，水分12.4%，杂质0.5%，入仓时间2003年；20号仓：储存品种小麦，容重780g/L，不完善粒3.6%，水分12.4%，杂质0.7%，入仓时间2003年。1.5.2 通风前粮温情况（见表1） 表1 通风前粮温情况 单位：仓号 上层粮温 中上层粮温 中下层粮温 底层粮温 全仓平均粮温 17号仓 13.3 14.1 12.0 13.8 13.317号仓 13.3 14.1 12.0 13.8 13.317号仓 13.3 14.1 12.0 13.8 13.317号仓 13.3 14.1 12.0 13.8 13.3 2 通风过程2.1 17、18号仓采用轴流风机通风将仓墙上4太轴流风机转向全部调成吸出式，清理通风口，将堵塞物取出。检查环流管道，使之全部处于封闭状态。由于我库的轴流风机安装在仓墙上，采用的是上行负压吸出式通风。为此，我们在通风前采用薄膜、玻璃胶等将仓房门窗及仓内孔洞全部密闭，使之尽量达到最佳密闭状态。轴流风机通风属于低风量、低风压通风，对大气温度要求相对宽松。当气温低于仓内绝对湿度时，既开始进行轴流风机通风，记录气温、气湿、粮温等变化情况。由于通风前仓内粮温分布为“内热外凉”式的冷核粮堆1，所以在通风过程中我们注意对粮堆内风速的调节，按照仓内粮温的分布确定3个通风口的开口程度。见图1，中间粮温高，将通风口全部打开，东西两侧粮温相对较低，则相应见效通风口的开口程度。通过调节进风量从而调节各部位粮层风速，使之按需分配，尽量减小能量损失。 图1 轴流风机通风时通风口开口大小示意图在通风过程中我们即使检测粮温变化情况，并且在通风前后进行了各层粮食水分检测，结果正常。粮温降道预定要求后，停止通风，检测粮食温度、水分。用双层泡沫板封堵通风口，使之达到最佳隔热状态。2.2 19、20号仓采用离心风机通风通风方式：采用压入式通风。时机选择：T仓外T平均粮温8，RH仓内RH仓外1。关闭所有环流管道。每通风口安装1台风机，开机后测表层风速，风速均匀，无通风死角。同时注意观察粮温变化情况。离心风机通风停机粮温条件同轴流风机。通风结束后对19、20号仓通风口进行密闭。3 结果分析与对比3.1 降温速度对比（见表2）表2 降温速度对比 仓号 累计通风时间/h 风机类型 风机总功率/Kw 降温幅度/ 耗电量/（kw.h） 17 177 轴流风机 2.2 5.6 389.418 177 轴流风机 2.2 5.3 389.419 83 离心风机 22.5 4.5 1867.520 42 离心风机 22.5 3.7 945 由表2可以看出，轴流风机通风降温速度低于离心风机通风降温。3.2 单位能耗对比经过几个阶段的通风，粮温达到预定要求后即停机，进行仓房密闭。并且对两种通风方式的单位能耗进行了对比，结果显示：轴流风机通风单位能耗要比离心风机通风小1/2-1/4（见表3）。表3 单位能耗对比 仓号 储粮数量/T 风机总功率/kw 累计通风时间/h 耗电量/kw.h 降温幅度/ 单位能耗/kw.h 17 5399 2.2 177 389.4 5.6 0.01318 5442 2.2 177 389.4 5.3 0.01419 5354 22.5 83 1867.4 4.5 0.07820 5377 22.5 42 945 3.7 0.047 3.3 通风时间对比由表2、表3可以看出，离心风机通风最大的优点是降温速度快，但是通风效率低；轴流风机单位能耗低，但降温速度慢，两者各有利弊。我库所处地区冬季寒冷干燥时间长，利于轴流风机通风降温。3.4 降温均匀度对比由于轴流风机通风采用的是上行吸出式通风，冷空气从地笼内吸入，受粮食压力的影响小，走最短途径到粮面，致使底层两地笼间的三角部分粮食成为通风死角，此处粮温难以下降。但是此处粮食由于处于粮堆底层，温度一般情况不会太高。离心风机通风采用的是压入式上行通风，在外界干冷空气通过风机的压力进入粮堆的时候，一部分气流直接向上通过粮堆然后排出仓外，另一部分气流受粮堆压力的影响，先向地笼左右横向穿透，穿透与地上笼平行的粮食，然后再向上通过上部粮食排出仓外，这样不易形成轴流风机通风造成的通风死角问题。3.5 水分丢失对比表4各仓通风前后水分变化 仓号 深度 通风前各层粮食水分% 通风后各层粮食水分%表层 12.2 12.217 中上层 11.7 11.7 中下层 11.5 11.4 底层 11.1 11.0表层 12.1 12.118 中上层 11.8 11.8 中下层 11.8 11.6 底层 11.7 11.6表层 12.5 12.419 中上层 12.4 12.2 中下层 12.2 12.0 底层 12.2 11.9表层 12.3 12.220 中上层 12.0 12.0 中下层 12.1 12.0 底层 12.3 12.0通过对各仓通风前后的水分检测（见表4）可以看出，离心风机通风风速高，风压大，水分丢失量大；而使用轴流风机通风属于低风量、低风速缓速通风，水分基本不丢失。3.6 费用比较由表3可以看出，就我库风机配置而言，轴流风机通风单位能耗仅及离心风机的1/3，节约的费用可观。同时，在通风实施过程中轴流风机通风只需要打开风机和通风口即可，而使用离心风机通风必须有专人移动，安装设备，在通风过程中还必须有专人看守风机，占用了大量的人力物力。同条件通风使用离心风机整体费用要高出轴流风机3倍之多。4 讨论4.1 通常我们进行冬季机械降温通风普遍采用的是离心风机大风量通风条件。即通风前：T仓外T平均粮温8，RH仓内RH仓外，但笔者认为这些条件并不完全适用于轴流风机降温通风。因为轴流风机通风属于缓速通风，如果仓内外温差超过本仓储粮露点，由于风速较低，冷空气通入到粮堆内势必会引起地笼周围粮食结露，影响储粮安全。通过两年试验，笔者认为轴流风纪通风开机时仓内外温差不能大于4。最佳开机时机有待于进一步研究。4.2 轴流风机通风在各仓内都存在不同程度的通风死角问题。由于我们在通风过程中选择的开机时机内外温差较小，没有出现结露问题，如果通风过程中内外温差过大，及易出现底层粮堆结露。理论上我们认为，在地笼通风口内安装轴流风机，采用压入式上行通风，通过粮食的压力迫使部分气流平行流动，可以解决通风死角的问题。此种方法需要重新配置轴流风机，造价较高。或将仓墙上4台轴流风机全部调成压入式。打开通风口，通过4台风机的压力使冷气流从粮面到达粮堆，从通风口排出，达到降温目的。此种方法对仓房气密性要求高，同时对风机的稳定性和风压要求都非常高。4.3 就我库现在设备情况，相同外界条件下轴流风机通风的降温速度比离心风机通风的降温速度要小的多。因此，轴流风机只适用于冬季干冷天气时间较长的地区。离心风机适用于通风机会较少的地区和降水通风。4.4 在通风口内安装小功率轴流风机，使之与环流熏蒸系统组合成闭合回路，可以代替环流风机进行环流熏蒸。此种方法适用于新建仓房和改造仓。参考文献1 严以谨。机械通风储粮技术。郑州：河南科学技术出版社，1996。2 赵思孟。粮食干燥技术。郑州：河南科学技术出版社，1