大豆钢板筒仓的应用及工艺设计

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2010年 第 35卷 第 6期 中 国 油 脂
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应用技术
大豆钢板筒仓的应用及工艺设计
李青松 ,孙雄星Hale Waihona Puke Baidu
(江苏牧羊集团有限公司 ,江苏 扬州 225127)
摘要 :简述了我国大豆钢板筒仓的应用发展概况 ,分析了大豆钢板筒仓的类型 、制造过程和各自的 优缺点 。介绍了钢板筒仓的储粮特性 ,并对大豆钢板筒仓的工艺设计及配套设备进行了探讨 。 关键词 :大豆 ;钢板筒仓 ;类型 ;结构 ;储粮特性 中图分类号 : TS22; S379. 3 文献标志码 : B 文章编号 : 1003 - 7969 (2010) 06 - 0055 - 05
螺栓装配式钢板筒仓具有拆迁方便的优越性 , 适应粮仓变迁的要求 。通过长期实践证明 ,采用标 准材料并对钢板表面进行双面镀锌热处理或其他涂 层处理 ,可满足粮仓使用年限的要求 。此外 ,将镀锌 钢板压成波纹形状 ,可大大增强其强度 ,牢固耐用 。
影响钢板仓使用寿命的因素很多 ,而使用 、维护 的好坏是关键因素 。我国 1982 年建造的第一批装 配式波纹钢板筒仓 ,从目前的状况分析 ,其使用寿命 不止 25年 。 3. 213 材料 随着钢铁工业的迅速发展 ,钢材的产 量 、质量和品种等问题均能满足建仓的要求 。当前 钢板筒仓采用的原材料有黑钢板 、镀锌钢板 、铝板 、 铝 - 镍复合钢板 、涂塑钢板 、玻璃涂层板 、搪瓷钢板 、 不锈钢板等 。常见的主要是镀锌钢板 。 3. 214 完善的配套设备及技术 钢板筒仓除筒仓 本体外还应有相应完善的配套设备及技术 。例如机 械设备 、电器设备 、自控系统 、检测装置 、监控装置和 技术服务等 。
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工程地质及施工条件等 ,经技术经济比较后确定 。 主要要求 :筒仓的尺寸 、平面组合形式应满足使
用 、生产工艺和设备合理布置的要求 ;门窗的大小和 位置应满足出入方便 、维修方便 、疏散安全 、通风与 采光的要求 ; 选型应使结构构件布置合理 ,施工方 便 ,并有利于筒仓平面组合 。
近些年 ,随着国民经济的发展和人民生活水平 的不断提高 ,食用油消费持续增长 。大豆作为主要 的油脂原料 ,储存安全的重要性不言而喻 。那么 ,储 仓建设能否满足需要 ,储仓的适用性 、经济性 、储存 的安全性 、生产的自动化程度等能否适应新的要求 ? 这些都成为我国粮油主管部门和相关建设单位需要 仔细考虑并加以解决的问题 。为此 ,我们需要对大 豆储仓工艺及设备的选型进行梳理 、探讨 。本文重 点从大豆储藏的角度探讨了大豆钢板筒仓的发展历 程 、应用现状 、类型特点和工艺设备配备情况 。 1 我国大豆钢板筒仓的应用发展概况 我国钢板筒仓技术的应用与发展起步较晚 ,大 致经历了 4 个时期 : 1979 ~1981 年为应用尝试期 , 主要作为粮食中转和暂存的小型钢板筒仓使用 ; 1982~1984年为应用技术引进期 ,引进美国镀锌波 纹板装配式钢板筒仓 (简称装配仓 ) ,属于农用钢板 筒仓 。之后轻工部门又引进了加拿大的商用粮食钢 板筒仓 ,主要作为原料仓或港口码头的中转仓 ; 1983 年开始至 90年代初为应用技术消化 、吸收 、提升期 , 1983年我国引进了利浦技术和 SM 型专用卷仓设 备 ,开始生产制作利浦式钢板筒仓 (简称螺旋仓 ) 。 后又引进了国外装配式钢板筒仓的全套技术和生产 线 ,在消化和吸收国外建造技术的基础上 ,对钢板筒 仓建造技术进行了创新和发展 ; 1995 年后为发展 期 ,我国钢板筒仓的建造和应用取得了较大发展 ,开 始大批量生产 、制作 、安装钢板筒仓 ,使钢板筒仓在 强度 、性能 、安全方面的可靠性有了一定的保证 ,并 将其作为一种产品大量出口 。我国大豆钢板筒仓的
机械设备包括 :输送装卸机械 ,称重机械 ,清理 机械 ,通风机械 ,保管器械 。
在控制室里将各种控制信号集中在控制面板或 电脑上 ,可直观地显示出设备的运行状态 ,操作简 单 ,快速安全 ,工作可靠 ,操作人员只需在控制室内 操作 ,就可以管理整个筒仓 ,提高了效率 。
检测装置应配置齐全 ,常用的检测装置包括原 粮品质快速化验装置 、测温装置 、料位装置等 。监控 装置主要是设备安全运行装置等 。另外 ,应在管理 上做好技术服务工作 ,高质量的服务让用户对大豆 钢板筒仓的使用无后顾之忧 [ 6 ] 。 4 钢板筒仓工艺布置及配套工艺设备 4. 1 工艺布置 钢板筒仓的平面及竖向布置应根据工艺 、地形 、
檐留出 300 mm;仓顶倾角根据不同仓型有所不同 , 螺旋仓 、装配仓直径不同 ,相应的仓顶倾角也不同 。 V3 根据不同仓型选择 (有可能是平底仓 ,或是全锥 斗仓 ) 。 4. 3 工艺设备 在钢板筒仓建设中 ,工艺设备的选择与配置对 发挥筒仓功能 ,提高运营效率和收益 ,节本降耗 ,保 护环境等方面均起着举足轻重的作用 。钢板筒仓工 艺设备一般包括原料的接收 、清理 、计量 、进出仓 、倒 仓 、通风 、测温 、料位 、自动控制等 ,有时还附带熏蒸 工艺 、除尘工艺等 。常见工艺流程如图 3所示 。 4. 3. 1 清理设备 大豆钢板筒仓工艺配置的清理 设备多采用以下几种形式 。
图 2 筒仓仓容计算图
图 2 中 ,Φ 为筒仓直径 ; H 为筒仓直筒高度 ; d 为仓底锥斗直径 ; h1 为仓上檐空出高度 ; h2 为筒仓 直段高度 ; h3 为筒仓下锥段高度 ;α为仓顶倾角 ;β 为粮食堆积角 ;γ为仓底回填坡倾角 。
筒仓有效仓容计算公式如下 : V =V1 +V2 +V3 式中 : V ———筒仓有效仓容 ;
其优点为自重轻 、强度高 、寿命长 、工期短 、费用 低 、气密性好 、用途广泛 、适应性强 、用料广泛 。缺点 为受仓容限制 (目前直径不超过 25 m ,仓容不超过 6 000 t) ,不可拆卸 。 2. 2 螺栓装配式镀锌波纹板钢板筒仓 1982年 3 月黑龙江省洪河农场引进美国理德 公司螺栓装配式镀锌波纹板钢板筒仓 ,国内的庆安 、 迎春 、齐齐哈尔等钢板筒仓公司迅速消化吸收并开 发出我国第一批螺栓装配式波纹钢板筒仓 。装配式 钢板筒仓的墙体主要由压型钢板和 Z型钢立筋组 成 ,小仓 、矮仓可以不设立筋或只设单筋 (每块墙板 对应 1根立筋 ) ,大仓 、高仓必须设置双筋且立筋壁 厚要逐次加厚 。压型钢板以卷板为原料采用辊压法 在工厂预制完成 ,逐道辊压一次成型 ,波纹形成后再
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CH INA O ILS AND FATS 2010 Vol135 No16
经过冲孔 、弯弧和镀锌等工序完成预制墙板 ,包装后 运往仓库或现场进行安装 [ 3 ] 。进入 21世纪 ,江苏牧 羊集团引进了美国装配式钢板筒仓全套技术及专用 设备生产线 ,按照国外先进技术 、设计软件 、制作标 准 ,在消化和吸收的基础上 ,进行了创新和发展 ,开 始大批量生产 、制作和安装 。钢板筒仓的直径最大 可达 32 m ,仓容 (大豆 )最大可达 15 000 t ( 2003 年 由牧羊集团在山东三维油脂股份有限公司制造 ,直 径 32 m ,高度达 32. 08 m ,单仓仓容 15 000 t) ,说明 我国钢板筒仓生产 、制作 、安装已经达到了国际水 平。 其优点为自重轻 、对基础要求低 ; 标准化程度 高 ,可以在工厂预制生产 ; 装配简单 ,机动性强 ,可 拆卸 ;寿命较长 ;仓容适用范围大 ,造价较低 。缺点 是密封性略逊于螺旋钢板筒仓 ,维护成本较高 。 2. 3 焊接仓 焊接仓是采用钢板对接焊制而成的仓 ,制作时 要求上下 、左右焊缝必须错开 。优点是气密性好 、仓 壁钢板厚 、强度高 、储粮高度较高 、使用寿命长 。缺 点是费工费料 、施工难度大 、施工周期长 。 3 钢板筒仓的结构组成和储粮特性 3. 1 结构组成 钢板筒仓是由仓上建筑 、仓顶 、仓壁 、仓底 、仓下 支撑结构及基础 6个部分组成的 [ 4 ] ,如图 1所示 。
钢板筒仓仓群宜选用单排或多排行列式平面布 置。
钢板筒仓平面组合形式有行列式和错列式两 种 。在特殊情况下 ,为了增加现有群仓的容量 ,允许 采用错列式 。无论哪种仓型 ,在施工时都需要施工 机具及操作必须的工作面 ,因此单仓之间应留有间 距 ;另外钢板筒仓群仓的单仓之间要满足使用过程 中维修通道要求 ,净距不应小于 500 mm。
进行处理 。因此 ,在仓顶设排气管道和安装轴流风 机是非常必要的 ;并应在仓底设机械通风装置 ,铺设 通风管道 ;用离心风机通风是安全储粮的有效措施 ; 此外 ,还可用移动式冷却通风装置使大豆处于低温 (5~15 ℃)下保管 。除通风外 ,清扫 、筛选 、分级 、除 尘以及管理上成熟和完善的办法 ,例如倒仓 、启动仓 内翻粮系统等 ,使大豆钢板筒仓的安全储粮有了可 靠保障 [ 5 ] 。 3. 212 使用寿命 人们一般只考虑粮仓的物理寿 命 ,而忽略了其技术寿命 。自从引进新技术后 ,人们 认识到粮仓使用周期应缩短 ,仓库的寿命根据用途 、 地点和需要不同一般考虑 20~50年 ,粮食钢板筒仓 工作寿命则不小于 25年 [ 4 ] 。
图 1 钢板筒仓结构组成示意图
3. 2 储粮特性 31211 安全储粮 多数人认为钢板筒仓储粮存在 仓壁太薄 、温差大 、结露等现象 ,会损坏大豆 。但实 践证 明 只 要 注 意 控 制 进 粮 水 分 (一 般 不 超 过 1215% ) ,增加其他有效措施 ,可以弥补薄壁仓的上 述缺陷 。
钢板筒仓虽然仓壁薄 ,受外界影响温差很大 ,容 易结露 ,但大豆是很好的绝热体 ,只有靠近仓壁 40 cm 以内的粮温变化明显 ;钢板筒仓吸热快 ,散热也 快 。仓内由于配备测温装置 ,在控制室就可以进行 极为方便的检测 ,一旦粮温有变化 ,可根据变化情况
收稿日期 : 2010 - 03 - 11 作者简介 :李青松 (1975) ,男 ,工程师 ,主要从事粮食钢板仓 工程工艺设计及储粮安全工作 。
建造和使用仅经历了 20多年时间 ,目前在大豆加工 业被广泛应用于储存和运输的各个环节 ,成为“四 散 ”储粮的现代化标志之一 。目前建造及引进的大 豆钢板筒仓大部分作为中转仓 、暂存仓 、原料仓 、成 品仓 、储备仓等使用 [ 1 ] 。 2 钢板筒仓的类型 2. 1 螺旋钢板筒仓 1968年德国人利浦发明了用 SM 型专用设备建 造螺旋钢板筒仓 (简称利浦仓 ,也叫螺旋仓 ) 。1969 年在德国建成第一个螺旋钢板筒仓 。我国于 1985 年 4月建成了国内第一个螺旋钢板筒仓 [ 2 ] 。目前 , 螺旋钢板筒仓直径可以在 3~25 m 之间选择 ,高径 比最大可达 5. 75,直筒高度最大可达 31. 5 m ,仓容 最大可达 6 000 t。施工时将 495 mm 宽的卷板由开 卷机送入成型机轧制成所需的几何形状 ,再通过弯 折机折弯 、咬口 ( 5 层 ) ,围绕着筒仓外侧形成 30 ~ 40 mm 宽的连续环绕的螺旋凸条 ,在结构上起到加 强筒仓强度的作用 。
当钢板筒仓采用独立基础时 ,间距应满足基础 宽度的要求 。落地式平地钢板筒仓一般由中部地道 出粮 ,需要用大型机械清仓设备入仓作业 。清仓设 备入仓时需要足够的间隙或转弯半径 。不同的设备 入仓所需的空间距离不同 ,仓间净距应满足所采用 的清仓设备操作要求 。
对有防雷要求的地区 ,钢板筒仓应考虑防雷措 施。 4. 2 筒仓容积计算 圆形筒仓部分实际仓容的计算如图 2所示 。
V1 ———筒仓上锥体积 ; V2 ———筒仓直段体积 ; V3 ———筒仓下锥体积 。
可以得出 : V1 = 1 /3π· (Φ /2) 2 · (Φ /2) ·tgβ V2 =π· (Φ /2) 2 ·h2 V3 = 1 /3π· (Φ /2) 2 · (Φ /2) ·tgγ 其中 , h1 根据需要设置不同高度 , 一般考虑上
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