让“大国粮仓”实现绿色储藏——全球首创架空式粮食气膜仓诞生记

• 2023-04-06 05:52:30 来源：科技日报

科技日报记者 马爱平 实习记者 孙明源

4月4日，成都新津，中储粮成都储藏院设计工程师薛飞盯着操作面板上不断跳动的气压参数，仔细进行维检。本月，经过水铁公联运长途运输，从镇江入境的进口大豆将优先“住”进粮食气膜仓。

作为全球首创的架空式粮食气膜仓，在中央储备粮四川新津直属库，这样的仓体共有4座，每座高36.1米、直径23米，单仓就能储粮7500吨。按每个成年人每天消耗半斤口粮计算，一仓粮可满足七万人一年的口粮。

【资料图】

洁白的“肤色”、独特的“身姿”，加上肩负的特殊使命，使粮食气膜仓成为当地的新地标，并成功入选“2022年度央企十大超级工程”。

移花接木，仓储技术跨界转化

中储粮成都储藏院研究设计中心主任余鹏彪一直都在粮食仓储领域耕耘，寻找新一代绿色“大国粮仓”是他工作三十余年来最大的心愿。

2017年9月14日，在北京举行的一次央企创新成果展上，中煤能源集团“中煤雷奥”气膜钢筋混凝土结构球仓，牢牢地吸引了中储粮集团参观人员的目光。该仓型采用新颖的建造工艺和特别的结构，具有优良的保温隔热性能和气密性能，能够减少外界热量传入煤堆，而且通入煤堆的冷空气可以长时间保留在仓内，大大降低能耗，提升综合经济效益。

既然气膜仓可以储煤，那么它能不能储粮呢？

远在成都的余鹏彪等研究人员，听说这个设想非常心动。他们第一时间奔赴中煤建安集团，和中煤的研究人员坐下来算了一笔账——粮食气膜仓的建设成本与传统粮仓相当，但可实现低温储粮，运行能耗同比预计节约30%以上。

研究团队敏锐地察觉到，这正是大家苦苦寻觅的新一代绿色“大国粮仓”。

然而，金灿灿的粮食和黑黝黝的煤炭天差地别，储煤仓并不适合直接储存粮食，粮食对于仓储条件的要求比起煤炭堪称苛刻。

“煤仓对温度没有特殊的要求，而粮仓温度需要长期保持在低温（15℃以下）或准低温（20℃以下）水平；煤炭可以耐受较大的昼夜温差，而粮食必须在相对稳定的温湿度条件下储存；煤仓仓壁只要求不漏风、不漏雨、不漏气即可，而粮仓仓壁还要求光滑平整……”余鹏彪说，这只是他们要面对挑战的冰山一角。

这样的技术转化工作，无法由单个领域的企业完成，必须依靠跨界联合。2017年，两家央企——中储粮成都储藏院和中煤建安集团共同组建了粮食气膜仓研发小组，开启了粮食气膜仓的技术攻关之旅。

新津建仓，“两条腿”蹚出“金标准”

研究生毕业后，薛飞进入了粮食气膜仓课题组。一毕业就能接触如此重大的项目，他倍感鼓舞和兴奋。

激动之余，薛飞发现挑战接踵而至。研究团队要研发建设的，是全球首创的架空粮食气膜仓，每个组件、步骤、节点都得从头开始研究、设计。

“比如，光一个膜材就由主要的三层构成——聚酯纤维、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯，每层厚度偏差率多少合适？如何保证气膜吹起来后不变形？每层断裂强度、撕裂强度、剥离强度、透光率规定多少合适？”薛飞说，膜的问题很复杂，但这还远远不是唯一难点。

跑遍全国，经过与多所科研院所、大学机构的各领域专家反复探讨，粮食气膜仓研发小组发现，把煤仓改成粮仓需要“脱胎换骨”，连最基础的仓体构型都必须重新设计。

面对重重难题，研究团队决定两条腿走路，一方面建小号的“实验仓”开展模拟实验，另一方面将理论在软件上进行模拟计算。

中煤建安集团成都分公司总工程师李利军回忆，气膜粮仓设计近似“白纸作画”，很难通过反复修改一个模型找到最优方案。四年间，设计团队在研究基地建造了三个“实验仓”，比较不同设计方案的参数表现。“三管齐下”的建模方式十分特殊，但通过这种方式，在最短时间内测试、比较，得出了建设气膜粮仓所需的众多参数。

“面对时间压力，我们两面开工，把最大胆的设想第一时间用在‘实验仓’上。”李利军说，就是这样坚持“两条腿”走路，在未知领域蹚出了一个个“金标准”。

2021年3月，作为中储粮集团重点科技项目，中储粮新津粮食气膜钢筋混凝土圆顶仓设施设备专项试点研究项目正式启动实施。

“从0到1”，为新一代“大国粮仓”奠基

“准备！三二一开始！”

“打开阀门、启动风机、充气增压……”

2022年6月7日18时45分，经过风机调试、展膜、环基固定等多道前期工艺流程，该项目首座圆顶仓4#仓历时105分钟拔地而起。

“这是我见过性能最好的一个粮仓！经过刚才的压力测试，显然我们的粮食气膜仓的气密性更强！”国家粮食局郑州粮仓机械质量监督检测测试中心主任孙慧男报出了亮眼的数据——粮食气膜仓的气密性特别优秀，从500Pa到250Pa的半衰期三次检测结果分别为2987秒、4312秒和3485秒。

这3个数据意味着什么？“要知道国家对高标准粮仓气密性要求是300秒，粮食气膜仓气密性超过了国家标准9倍，这意味着它的保温隔热性能非常优秀。”看到数据，余鹏彪按捺不住内心的激动，眼眶湿润了起来。

“党的二十大报告作出了‘全方位夯实粮食安全根基’‘全面落实粮食安全党政同责’的重要部署。在粮食气膜仓的研发过程中，面对各种困难我们从未想过放弃，因为我们知道，国家的粮食安全需要它！”余鹏彪说。

下一步，粮食气膜仓将在粮食行业示范推广。科技工作者在研发、建设中收获的“从0到1”的经验，将为未来在大江南北拔地而起的无数座粮食气膜仓奠定坚实基础。

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