封閉式儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用研究

摘 要：近年來，封閉式儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)在煤礦及火電廠等企業(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，本文結(jié)合南屯煤礦封閉煤場實際情況，詳細(xì)介紹了封閉式儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，對今后進(jìn)一步推廣使用具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：封閉式儲煤場；安全監(jiān)測；應(yīng)用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.056

0 引言

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，而且還會經(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，環(huán)境的污染，同時也給安全生產(chǎn)帶來了相當(dāng)大的隱患，使企業(yè)利益受到損失。基于這種情況封閉式儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到電廠和煤礦企業(yè)中。

1 封閉式煤場環(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，在目前國家大力實施環(huán)境治理的形式下，對煤堆溫度進(jìn)行實時有效的監(jiān)測具有巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，是實施“電子煤場”的重要組成部分，具有非常大的必要性。

2 現(xiàn)有煤堆溫度的監(jiān)測方式

（1）人工巡檢：采用人工手持溫度計巡邏的方式。缺點：無法實施24小時實時監(jiān)測，達(dá)不到有效的測量密度，由于現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，大型設(shè)備多，給巡檢人員的安全性也帶來影響。（2）使用紅外溫槍或熱成像設(shè)備。缺點：只能測量煤堆的表面溫度，煤堆的自熱自燃主要是從內(nèi)部開始，達(dá)不到監(jiān)測的目的。（3）智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)。插入式測溫儀探桿長度2米，內(nèi)置3個測溫點，通過無線方式將監(jiān)測到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C和上位機。實現(xiàn)24小時實時監(jiān)測，精度高且不受環(huán)境影響，并解決了布線難及人工安全問題。

3 封閉煤場內(nèi)可燃?xì)怏w的監(jiān)測方式

在封閉式儲煤場環(huán)境中，有大量的可以引起煤塵和氣體爆炸的物質(zhì)懸浮在空中，一旦這些物質(zhì)得到積聚，就有可能瞬間引起爆炸，造成不必要的經(jīng)濟損失和人員傷亡，因此對這種災(zāi)害事先做好預(yù)防具有非常重要的意義。對于工作中的料場，要采用水除塵裝置降低落料點粉塵濃度，并設(shè)置粉塵濃度檢測儀來監(jiān)測煤場內(nèi)粉塵的濃度。在自燃起火的初期，由于低溫氧化會產(chǎn)生一氧化碳，同時氧氣的濃度也發(fā)生變化。因此，需要設(shè)置一氧化碳和氧氣的檢測裝置，進(jìn)行實時監(jiān)測，以便早期發(fā)現(xiàn)，及時采取消防措施。由于煤發(fā)生氧化或通風(fēng)系統(tǒng)故障會引起氧氣濃度降低，為了確保工作環(huán)境的安全，應(yīng)保證氧氣的濃度在 18%以上。排氣中可燃?xì)怏w甲烷（CH4） 的含量應(yīng)在1.5%以下，利用甲烷比空氣易擴散的特性，在排氣流集中部位的煤場上部安裝甲烷濃度檢測儀，進(jìn)行實時監(jiān)測。

4 封閉煤場環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

4.1 封閉煤場環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖（圖1）

4.2 智能監(jiān)控主機

（1）智能監(jiān)控主機與上位機軟件可以采取RS485串口通信、以太網(wǎng)通信和GPRS遠(yuǎn)程無線通信三種通信方式。（2）開關(guān)量。系統(tǒng)支持4路開關(guān)量輸入，采用干接點輸入方式；支持4路繼電器輸出；具有1路報警器輸出接口。（3）模擬量。支持2路模擬量輸入，可以連接具有4-20mA / 0-5V / 0-10V模擬量輸出的變送器。

5 后臺監(jiān)控軟件

后臺監(jiān)控軟件是一款基于B/S架構(gòu)的智能監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件。該軟件功能強大、穩(wěn)定可靠，支持網(wǎng)頁訪問，方便客戶通過電腦、手機、平板隨時隨地掌握各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)。主要功能如下：（1）支持系統(tǒng)配套所有的變送器或采集器；（2）最多可接入25000個采集點；（3）開發(fā)數(shù)據(jù)庫接口，可支持外部平臺軟件的接入；（4）支持檢測對象越限報警，開關(guān)量輸入報警；（5）支持網(wǎng)頁實時數(shù)據(jù)，實時曲線瀏覽；（6）支持WEB端歷史數(shù)據(jù)列表查看，曲線查看看；（7）不同的網(wǎng)絡(luò)管理員權(quán)限，方便用戶分層管理；（8）可掛接報警裝置實現(xiàn)事故聲光報警。

6 實施方案

（1）項目現(xiàn)場情況概述。以兗礦集團(tuán)南屯煤礦3號封閉煤場為例。該煤場采用鋼網(wǎng)架形式封閉，設(shè)計儲煤量4.5萬噸，長度160米，寬度70米，總占地面積11200㎡。

（2）測溫節(jié)點分布設(shè)計。水平方向（長度和寬度方向）每隔30米左右布置一個測溫節(jié)點，測溫節(jié)點與煤面垂直方向插入。

（3）可燃?xì)怏w濃度檢測點分布設(shè)計。在條形煤場內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)馬道上，按照該煤場（160×70）㎡的設(shè)計來算，總共可布置CH4濃度檢測儀、CO濃度檢測儀各5臺、氧氣檢測儀3臺。粉塵檢測儀安裝在進(jìn)封閉煤場馬道上，測量時將儀器安裝在三角支架上固定使用，采樣頭迎著風(fēng)流方向，根據(jù)該煤場大小，布置2臺即可。

7 結(jié)語

封閉式儲煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)在煤礦及火電廠等企業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，在工程設(shè)計過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定出合理的配置方案，既能保證企業(yè)生產(chǎn)的安全高效運轉(zhuǎn)又能實現(xiàn)對環(huán)境質(zhì)量的有效保護(hù)。

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作者簡介：許濤（1983-），男，山東鄒城人，本科，研究方向：工業(yè)與民用供配電設(shè)計。