摘要：目前，我國主要的燃料能源仍然是煤炭，在電廠或者煤礦一般都建有一個或多個儲煤場，煤與空氣的接觸，不僅會風(fēng)化,使煤的質(zhì)量變壞，還會經(jīng)常發(fā)生煤堆發(fā)熱和自燃現(xiàn)象，從而造成能源的浪費(fèi)，環(huán)境的污染，同時給安全生產(chǎn)帶來了相當(dāng)大的隱患，使企業(yè)利益受到損失。基于此，本文就針對儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用展開分析，對今后進(jìn)一步推廣使用具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：煤場安全監(jiān)測系統(tǒng) 熱成像儀
引言：封閉煤場以其占地小、環(huán)保、造型美觀等特點(diǎn)逐步受到電廠的青睞，并在大型機(jī)組設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。煤場安全綜合監(jiān)測系統(tǒng)的研究，加強(qiáng)了各分子系統(tǒng)之間的信息交互和聯(lián)鎖啟動,讓系統(tǒng)更智能，減少事故的發(fā)生率。隨著儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)在煤礦及電廠等企業(yè)應(yīng)用越來越廣泛,擔(dān)負(fù)著保障企業(yè)煤場安全的重任。
一、煤場環(huán)境監(jiān)測的必要性
在煤礦、火力發(fā)電廠、熱電廠等需要對煤炭進(jìn)行存儲、周轉(zhuǎn)的場所，煤與空氣長期接觸會發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放熱量。煤堆外層的熱量雖然能夠得到散發(fā)，但由于煤堆內(nèi)部空氣流動緩慢、通風(fēng)差、造成內(nèi)部熱量的積累，煤堆內(nèi)部的溫度越來越高，當(dāng)溫度超過煤的自燃點(diǎn)時，就會產(chǎn)生自燃，對人員、設(shè)備造成極大的損害。同時，伴隨煤的自燃也會產(chǎn)生一氧化碳、甲烷等有毒有害氣體,在目前國家大力實(shí)施環(huán)境治理的形式下，對煤堆溫度進(jìn)行實(shí)時有效的監(jiān)測具有巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，是實(shí)施“電子煤場”的重要組成部分，具有非常大的必要性。
二、煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)的組成及其功能要求
1、組成
封閉煤場綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)由紅外測溫子系統(tǒng)，可燃?xì)怏w監(jiān)測子系統(tǒng)、壁溫監(jiān)測子系統(tǒng)、全自動激光盤煤子系統(tǒng)、水炮控制子系統(tǒng)、噴淋控制子系統(tǒng)、通風(fēng)照明控制子系統(tǒng)等組成。每個煤場可根據(jù)自身的實(shí)際情況可以選配全套或其中幾套子系統(tǒng)。封閉煤場燃料安全信息平臺通過數(shù)據(jù)接口與各子系統(tǒng)進(jìn)行命令交互、數(shù)據(jù)交換，并在后臺實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的報表統(tǒng)計、分析及輔助決策，可燃?xì)怏w監(jiān)測，封閉煤場燃料安全信息平臺具備實(shí)時溫度狀態(tài)可視、可燃?xì)怏w偵測、異常報警、三維顯示、系統(tǒng)用戶管理、歷史記錄查詢等主要功能。封閉煤場共用兩臺操作員站計算機(jī)，布置于輸煤程控室內(nèi)。操作員站計算機(jī)上還配有實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)庫，用于煤場安全信息的自動采集、存儲和監(jiān)視，可在線存儲每個工藝過程點(diǎn)的多年數(shù)據(jù)，可以提供清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽當(dāng)前的煤場安全信息情況，也可回顧過去的生產(chǎn)情況。此外，操作員站計算機(jī)上還運(yùn)行三維圖形展示應(yīng)用軟件，動態(tài)顯示煤場3D表面形狀。
2、功能要求
(1)紅外測溫子系統(tǒng)
紅外測溫子系統(tǒng)對整個煤場進(jìn)行全方位監(jiān)控，并在在線式紅外測溫儀旁搭載可見光攝像機(jī)，以便獲取可見光視頻圖像，對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位、放大全面地進(jìn)行觀測分析。同時在監(jiān)控中心上研制一套紅外圖像分析與處理軟件，自動或半自動的對獲得的紅外圖像進(jìn)行分析，查找自燃隱患點(diǎn)。并在網(wǎng)絡(luò)上的查詢終端可以實(shí)時調(diào)出相關(guān)結(jié)果和狀態(tài)，操控站上還可以手工進(jìn)行遠(yuǎn)程的溫度測量和紅外圖像采集與控制。
(2)可燃?xì)怏w監(jiān)測系統(tǒng)
可燃?xì)怏w探測器探測到附近煤場可燃?xì)怏w或有毒氣體的濃度達(dá)到報警值時，可燃?xì)怏w探測器發(fā)出報警信號，同時將氣體濃度值通過區(qū)域控制器上傳至封閉煤場安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)氣體探測器的位置聯(lián)動通風(fēng)照明控制子系統(tǒng)，開啟相應(yīng)的通風(fēng)風(fēng)機(jī)，加速煤場內(nèi)空氣的循環(huán)，降低氣體濃度，防止危險情況的發(fā)生。
(3)明火煤檢測系統(tǒng)
明火煤監(jiān)測子系統(tǒng)安裝在煤場帶式輸送皮帶上，紅外探測裝置安裝在輸煤皮帶上用來監(jiān)視和發(fā)現(xiàn)煤炭在輸送過程中的溫度狀態(tài)，紅外探測器實(shí)時將煤炭監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給控制單元，當(dāng)皮帶上煤炭溫度超過系統(tǒng)報警溫度時，控制單元既可接受封閉煤場安全監(jiān)控系統(tǒng)命令，也可直接指令控制噴淋電磁閥動作，由噴淋頭噴出消防水，實(shí)現(xiàn)滅火降溫的目的。同時當(dāng)監(jiān)測溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度閥值時通過封閉煤場安全監(jiān)控系統(tǒng)可發(fā)出報警信息，最終達(dá)到消除煤炭因溫度過高引起設(shè)備損壞或發(fā)生火災(zāi)的安全隱患。
三、煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)在電廠中的配置方案
1、溫度監(jiān)測系統(tǒng)的合理選擇和配置
溫度監(jiān)測系統(tǒng)的功能和作用是正確如實(shí)地反映出圓形煤場煤體的溫度并及時通報可能的煤炭自燃點(diǎn)?，F(xiàn)在市場上最為常見的溫度監(jiān)測系統(tǒng)測溫方式有很多種:傳統(tǒng)的倉壁插入式測溫傳感器、煤層多點(diǎn)纜式測溫傳感器、光纖測溫傳感器以及紅外線熱像儀等。對于傳統(tǒng)的倉壁插入式測溫傳感器來講，由于煤炭的自燃都是產(chǎn)生于煤層內(nèi)部溫度過高，所以它不能夠?qū)γ禾康淖匀记闆r及時有效地檢測到。相較而言，煤層多點(diǎn)纜式測溫傳感器就克服了這個問題，由于它的多層構(gòu)造使得它具有耐磨性強(qiáng)、抗拉性強(qiáng)、抗沖擊、便于維護(hù)的特點(diǎn)，能夠通過對各個煤層的全方位溫度監(jiān)測，全方位、立體化地保護(hù)筒倉的煤。傳感器的外套由抗磨性很強(qiáng)的特殊材料制成,對于料度形狀不均、大小各異的高強(qiáng)度介質(zhì)，像煤炭、焦炭和蘭炭等都非常適合這種傳感器。煤層多點(diǎn)纜式測溫傳感器的耐壓性強(qiáng)，抗拉力大，能夠承受很強(qiáng)沖擊力的工作環(huán)境。而且，這種傳感器能夠一直保持垂直狀態(tài)，不受煤倉內(nèi)任何其它介質(zhì)的干擾和影響。
2、明火監(jiān)測安全系統(tǒng)的正確選擇和配置
明火監(jiān)測安全系統(tǒng)的測溫裝置一般采用的是紅外線測溫設(shè)備，位置安裝在圓形煤場的進(jìn)出皮帶入料端附近。在距離圓形煤場的進(jìn)出皮帶上部1米到1.5米處，設(shè)置一個遠(yuǎn)紅外線測溫裝置，目的在于監(jiān)測煤場進(jìn)出皮帶上方的煤堆表面是否有熱斑殘留，紅外線測溫裝置的預(yù)警報警溫度值設(shè)置在70°左右，范圍大小可以上下調(diào)節(jié)。明火監(jiān)測安全系統(tǒng)工作時，測溫傳感器在采集溫度數(shù)據(jù)時使用溫度采集儀表把溫度信號直接輸出至溫度數(shù)據(jù)采集箱當(dāng)中，溫度數(shù)據(jù)經(jīng)由現(xiàn)場聲光報警反饋到上位機(jī)顯示屏和輸煤的程控系統(tǒng)。這樣就實(shí)現(xiàn)了明火監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和傳輸。它的功能在于正確反映當(dāng)把圓形煤場的儲存煤炭運(yùn)出煤場時煤體是否帶有明火，消除安全隱患和預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生。
3、是及時對煤場堆取料機(jī)的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)測
對包括CO和CH4在內(nèi)的有毒氣體實(shí)行監(jiān)測的傳感器和氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)測的傳感器安裝在圓形煤場的堆取料機(jī)操作室周圍，一旦傳感器發(fā)出報警信號，電廠操作人員要馬上采取應(yīng)急防護(hù)措施并迅速撤出工作現(xiàn)場。
4、關(guān)于數(shù)據(jù)采集箱的配置和管理
為了及時采集煤層多點(diǎn)纜式測溫傳感器信號以及遠(yuǎn)紅外線輸煤監(jiān)測信號，在每一個電廠的圓形煤場內(nèi)都配置有一套相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和煤場的堆取料機(jī)有毒氣體安全監(jiān)測系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集箱按照電廠工程的實(shí)際來確定具體分配數(shù)量，采集箱內(nèi)應(yīng)裝有報警燈及警報器，一旦出現(xiàn)危險信號通過聲光裝置發(fā)出預(yù)警。數(shù)據(jù)采集箱把采集到的數(shù)據(jù)信號經(jīng)由通信接口輸送到安裝在輸煤集控室內(nèi)的上位機(jī) 上位機(jī)通過專門的軟件會模擬再現(xiàn)出施工現(xiàn)場的真實(shí)畫面，方便圓形煤場的操作人員和管理人員及時掌握安全報警情況。
結(jié)語：總之，目前，在電廠中，煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。為了能夠做到有效地防止煤炭自燃，如果煤場出現(xiàn)安全隱患預(yù)警提示時，我們要通過輸煤集控室的操作監(jiān)控人員及時地提醒煤場內(nèi)所有人員及時撤離，以保證煤場負(fù)責(zé)人及煤炭搬運(yùn)人員的人身安全。 |
