封閉煤場(chǎng)安全綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

王艷春

【摘 要】隨著國(guó)家環(huán)保意識(shí)的提高，現(xiàn)有熱電廠露天煤場(chǎng)對(duì)環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染，因此采用全封閉式的煤場(chǎng)是必然的趨勢(shì)。但是封閉煤場(chǎng)也存在諸多的問題，比如通風(fēng)性較差，有害氣體較多等。本文提出了一種監(jiān)測(cè)封閉煤場(chǎng)的系統(tǒng)解決方案，監(jiān)測(cè)溫度、有害氣體、明火煤等情況，控制通風(fēng)、噴淋等設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到保障封閉煤場(chǎng)安全的目的。

【關(guān)鍵詞】露天煤場(chǎng)；封閉煤場(chǎng)；溫度監(jiān)測(cè)；氣體監(jiān)測(cè)；明火煤監(jiān)測(cè)

0 前言

目前，在整個(gè)電網(wǎng)中，燃煤火力發(fā)電占70%左右，電力工業(yè)以燃煤發(fā)電為主的格局在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)難以改變。隨著環(huán)保要求的迅速提高，露天煤場(chǎng)封閉改造的市場(chǎng)存量巨大。由于電廠大部分位于城市邊緣，煤場(chǎng)粉塵的擴(kuò)散極大的影響人民的身體健康。目前國(guó)家越來越重視公眾利益和環(huán)保問題，封閉煤場(chǎng)安全綜合治理將成為下一步的工作重點(diǎn)。而且由于大多數(shù)電廠的煤種來源非常復(fù)雜，很多煤種，如褐煤，揮發(fā)分很高，煤層內(nèi)部溫度可控性差，隨著煤溫度的升高，極易自燃，煤的陰然產(chǎn)生的一氧化碳、甲烷、二氧化硫等有毒有害氣體對(duì)工人的健康和煤場(chǎng)安全產(chǎn)生很大威脅，還可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)。本研究就此方向進(jìn)行深入研究，提出一種封閉煤場(chǎng)安全綜合治理的集成控制系統(tǒng)方案。

根據(jù)最新規(guī)程《火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程第3部分：運(yùn)煤自動(dòng)化》DL/T5187.3--2012第8.0.9條，“筒倉(cāng)和封閉式煤場(chǎng)應(yīng)設(shè)置安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備溫度、可燃?xì)怏w（包括CH4和CO）、煙氣粉塵濃度檢測(cè)報(bào)警等功能。”

基于環(huán)保及安全等原因我們致力于封閉煤場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)及其輔助措施各項(xiàng)領(lǐng)域的技術(shù)研究和工程實(shí)踐，建立一套互聯(lián)互通，信息交互方便的智能安全防護(hù)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)的組成

封閉煤場(chǎng)綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)由紅外測(cè)溫子系統(tǒng)，可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、壁溫監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、全自動(dòng)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(gè)煤場(chǎng)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(chǎng)燃料安全信息平臺(tái)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(tái)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的報(bào)表統(tǒng)計(jì)、分析及輔助決策，可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)，封閉煤場(chǎng)燃料安全信息平臺(tái)具備實(shí)時(shí)溫度狀態(tài)可視、可燃?xì)怏w偵測(cè)、異常報(bào)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(chǎng)共用兩臺(tái)操作員站計(jì)算機(jī)，布置于輸煤程控室內(nèi)。操作員站計(jì)算機(jī)上還配有實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于煤場(chǎng)安全信息的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和監(jiān)視，可在線存儲(chǔ)每個(gè)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(chǎng)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(jì)算機(jī)上還運(yùn)行三維圖形展示應(yīng)用軟件，動(dòng)態(tài)顯示煤場(chǎng)3D表面形狀。

封閉煤場(chǎng)綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)采用完全的分層分布式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)由站控層、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 封閉煤場(chǎng)安全性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)典型功能要求

2.1 紅外測(cè)溫子系統(tǒng)

紅外測(cè)溫子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)煤場(chǎng)進(jìn)行全方位監(jiān)控，并在在線式紅外測(cè)溫儀旁搭載可見光攝像機(jī)，以便獲取可見光視頻圖像，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位、放大全面地進(jìn)行觀測(cè)分析。同時(shí)在監(jiān)控中心上研制一套紅外圖像分析與處理軟件，自動(dòng)或半自動(dòng)的對(duì)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(shí)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(cè)量和紅外圖像采集與控制。

2.2 可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

可燃?xì)怏w探測(cè)器探測(cè)到附近煤場(chǎng)可燃?xì)怏w或有毒氣體的濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)，可燃?xì)怏w探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將氣體濃度值通過區(qū)域控制器上傳至封閉煤場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)氣體探測(cè)器的位置聯(lián)動(dòng)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(chǎng)內(nèi)空氣的循環(huán)，降低氣體濃度，防止危險(xiǎn)情況的發(fā)生。

2.3 明火煤檢測(cè)系統(tǒng)

明火煤監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)安裝在煤場(chǎng)帶式輸送皮帶上，紅外探測(cè)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(cè)器實(shí)時(shí)將煤炭監(jiān)測(cè)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(bào)警溫度時(shí)，控制單元既可接受封閉煤場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)命令，也可直接指令控制噴淋電磁閥動(dòng)作，由噴淋頭噴出消防水，實(shí)現(xiàn)滅火降溫的目的。同時(shí)當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度閥值時(shí)通過封閉煤場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)可發(fā)出報(bào)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。

2.4 盤煤系統(tǒng)

對(duì)于整個(gè)區(qū)域的盤煤，只需要將盤煤系統(tǒng)將整個(gè)料場(chǎng)掃描一遍，并根據(jù)x坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)料場(chǎng)的區(qū)域劃分，自動(dòng)區(qū)分和計(jì)算不同區(qū)域的體積。

對(duì)于部分區(qū)域的局部盤煤，只需要將盤煤系統(tǒng)掃描所需要盤存的局部位置，獲取對(duì)應(yīng)的區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)，并將局部數(shù)據(jù)導(dǎo)入之前測(cè)量的數(shù)據(jù)中，覆蓋同位置的數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)煤場(chǎng)對(duì)取料數(shù)據(jù)的快速更新。

3 結(jié)束語(yǔ)

封閉煤場(chǎng)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(jì)中得到廣泛應(yīng)用。封閉煤場(chǎng)安全綜合監(jiān)測(cè)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(dòng)，讓系統(tǒng)更智能，減少事故的發(fā)生率。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]