封闭煤场安全综合监测系统的研究

王艳春

【摘 要】随着国家环保意识的提高，现有热电厂露天煤场对环境造成比较严重的污染，因此采用全封闭式的煤场是必然的趋势。但是封闭煤场也存在诸多的问题，比如通风性较差，有害气体较多等。本文提出了一种监测封闭煤场的系统解决方案，监测温度、有害气体、明火煤等情况，控制通风、喷淋等设备进行调节，达到保障封闭煤场安全的目的。

【关键词】露天煤场；封闭煤场；温度监测；气体监测；明火煤监测

0 前言

目前，在整个电网中，燃煤火力发电占70%左右，电力工业以燃煤发电为主的格局在很长一段时期内难以改变。随着环保要求的迅速提高，露天煤场封闭改造的市场存量巨大。由于电厂大部分位于城市边缘，煤场粉尘的扩散极大的影响人民的身体健康。目前国家越来越重视公众利益和环保问题，封闭煤场安全综合治理将成为下一步的工作重点。而且由于大多数电厂的煤种来源非常复杂，很多煤种，如褐煤，挥发分很高，煤层内部温度可控性差，随着煤温度的升高，极易自燃，煤的阴然产生的一氧化碳、甲烷、二氧化硫等有毒有害气体对工人的健康和煤场安全产生很大威胁，还可能会引发火灾。本研究就此方向进行深入研究，提出一种封闭煤场安全综合治理的集成控制系统方案。

根据最新规程《火力发电厂运煤设计技术规程第3部分：运煤自动化》DL/T5187.3--2012第8.0.9条，“筒仓和封闭式煤场应设置安全监测系统。安全监测系统应具备温度、可燃气体（包括CH4和CO）、烟气粉尘浓度检测报警等功能。”

基于环保及安全等原因我们致力于封闭煤场安全监控系统及其辅助措施各项领域的技术研究和工程实践，建立一套互联互通，信息交互方便的智能安全防护系统。

1 系统的组成

封闭煤场综合安全监控系统由红外测温子系统，可燃气体监测子系统、壁温监测子系统、全自动激光盘煤子系统、水炮控制子系统、喷淋控制子系统、通风照明控制子系统等组成。每个煤场可根据自身的实际情况可以选配全套或其中几套子系统。

封闭煤场燃料安全信息平台通过数据接口与各子系统进行命令交互、数据交换，并在后台实现温度数据的报表统计、分析及辅助决策，可燃气体监测，封闭煤场燃料安全信息平台具备实时温度状态可视、可燃气体侦测、异常报警、三维显示、系统用户管理、历史记录查询等主要功能。

封闭煤场共用两台操作员站计算机，布置于输煤程控室内。操作员站计算机上还配有实时/历史数据库，用于煤场安全信息的自动采集、存储和监视，可在线存储每个工艺过程点的多年数据，可以提供清晰、精确的操作情况画面，用户既可浏览当前的煤场安全信息情况，也可回顾过去的生产情况。此外，操作员站计算机上还运行三维图形展示应用软件，动态显示煤场3D表面形状。

封闭煤场综合安全监控系统采用完全的分层分布式结构，网络由站控层、区域网络控制层和现场设备控制层组成，系统结构如图1所示。

2 封闭煤场安全性监测系统典型功能要求

2.1 红外测温子系统

红外测温子系统对整个煤场进行全方位监控，并在在线式红外测温仪旁搭载可见光摄像机，以便获取可见光视频图像，对目标区域进行定位、放大全面地进行观测分析。同时在监控中心上研制一套红外图像分析与处理软件，自动或半自动的对获得的红外图像进行分析，查找自燃隐患点。并在网络上的查询终端可以实时调出相关结果和状态，操控站上还可以手工进行远程的温度测量和红外图像采集与控制。

2.2 可燃气体监测系统

可燃氣体探测器探测到附近煤场可燃气体或有毒气体的浓度达到报警值时，可燃气体探测器发出报警信号，同时将气体浓度值通过区域控制器上传至封闭煤场安全监控系统，该系统根据气体探测器的位置联动通风照明控制子系统，开启相应的通风风机，加速煤场内空气的循环，降低气体浓度，防止危险情况的发生。

2.3 明火煤检测系统

明火煤监测子系统安装在煤场带式输送皮带上，红外探测装置安装在输煤皮带上用来监视和发现煤炭在输送过程中的温度状态，红外探测器实时将煤炭监测数据传送给控制单元，当皮带上煤炭温度超过系统报警温度时，控制单元既可接受封闭煤场安全监控系统命令，也可直接指令控制喷淋电磁阀动作，由喷淋头喷出消防水，实现灭火降温的目的。同时当监测温度达到预设的温度阀值时通过封闭煤场安全监控系统可发出报警信息，最终达到消除煤炭因温度过高引起设备损坏或发生火灾的安全隐患。

2.4 盘煤系统

对于整个区域的盘煤，只需要将盘煤系统将整个料场扫描一遍，并根据x坐标实现对料场的区域划分，自动区分和计算不同区域的体积。

对于部分区域的局部盘煤，只需要将盘煤系统扫描所需要盘存的局部位置，获取对应的区域测量数据，并将局部数据导入之前测量的数据中，覆盖同位置的数据，就可以实现煤场对取料数据的快速更新。

3 结束语

封闭煤场以其占地小、环保、造型美观等特点逐步受到电厂的青睐，并在大型机组设计中得到广泛应用。封闭煤场安全综合监测系统的研究，加强了各分子系统之间的信息交互和联锁启动，让系统更智能，减少事故的发生率。

【参考文献】

[1]张宏亮，林木松，陈刚，等.火力发电厂煤炭自燃现象分析及其防治措施[J].热力发电，2007.

[2]季伟.煤炭储运过程中自燃的防治研究进展[J].能源技术与管理，2010.

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[4]陶明如.煤场安全监测系统在电厂内的应用[J].实用科技，2014.

[责任编辑：朱丽娜]