電廠原煤斗智能監控系統的研究與應用

［摘 要］燃煤電廠原煤斗越來越難以滿足安全生產的要求，主要是由于原煤斗內易蓄熱，熱量大，難以釋放，滅火難度大，且煤炭的低溫氧化、熱量積聚過多易發生自燃現象，對電廠安全運行產生嚴重影響。針對此類問題，利用溫度傳感器研發原煤斗智能監控系統，對原煤斗各個高度及方位的溫度進行監控，遠程監控原煤斗，可有效避免煤粉自燃、溫度過高等安全事故的發生。文章針對某電廠原煤斗智能監控系統的研究與應用進行了分析。

［關鍵詞］智能監控系統；智能監控；電廠技術；電廠原煤斗

［中圖分類號］TD636 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0012–03

隨著社會對安全生產及環保要求的不斷提高，燃煤電廠面臨著更加嚴峻的挑戰，其中原煤斗的安全管理成為亟待解決的問題。原煤斗因易蓄熱、難以釋放熱量，以及煤炭的低溫氧化和熱量積聚等問題，易發生自燃現象，給電廠安全運行帶來嚴重威脅。自燃不僅導致原煤斗內部溫度升高，而且可能引發火災，給電廠的安全生產造成巨大損失。因此，對原煤斗進行智能監控和管理，及時發現和處理潛在的安全隱患，對于確保電廠的安全運行具有重要意義。

在這種背景下，引入智能監控系統成為改善燃煤電廠原煤斗安全管理的關鍵舉措。智能監控系統通過實時監測原煤斗內部的溫度、濕度等關鍵參數，可及時發現異常情況并進行預警，從而有效降低自燃的風險。與傳統的人工巡檢相比，智能監控系統能夠實現全天候、全方位的監測，大幅提高監測的準確性和及時性，為電廠安全生產提供可靠的技術支持。

然而，盡管智能監控系統在原煤斗安全管理中具有巨大潛力，但其在實際應用中仍面臨一系列技術和工程難題。如何有效解決傳感器的準確性、數據采集和處理的效率、系統的穩定性等問題，是當前亟待攻克的關鍵挑戰。

1 電廠原煤斗介紹

電廠原煤斗是燃煤電廠中至關重要的設備之一，其主要功能包括接收、存儲和輸送原煤，為電廠穩定、高效地進行燃煤發電提供了基礎支持。電廠原煤斗通常位于燃煤系統的起始位置，緊鄰煤場或煤礦。其作用是接收從煤場或煤礦運來的原煤，并將其儲存，以適應電廠的燃煤需求。原煤斗的結構通常由堅固的金屬構件構成，以承受原煤的重量和在輸送過程中產生的力。其設計考慮了原煤的流動性、粒度和濕度等因素，以確保斗體內的原煤能夠順利流動。進料口位于斗體的頂部，通常通過輸送系統接收原煤，而出料口則位于底部，連接到后續的煤破碎機、煤磨機等設備。原煤斗不僅是一個臨時儲存設備，還是原煤輸送系統的起點。通過輸送機械，如皮帶輸送機或螺旋輸送機，原煤能夠從斗體底部順利傳送至下游的處理設備。這種系統設計使得電廠能夠保持高效的生產，并在煤礦運輸不穩定或電廠負荷波動的情況下保持運行的平穩性。為確保電廠的安全運行，原煤斗通常配備有先進的安全控制系統。該系統監測斗體內外的溫度、壓力及振動等參數，一旦發現異常，能夠及時采取措施，如停機或報警，以防范潛在的安全風險。為保障原煤斗的長期可靠運行，定期的維護和清理必不可少。清理工作包括對斗體內的積灰進行清理，檢查輸送系統的運行狀態，并及時修理或更換磨損的部件，以確保設備在高效工作的同時具備穩定性和可靠性。電廠原煤斗的設計與運行對整個燃煤電廠的穩定性和效率有著深遠的影響，因此對其結構和性能的深入理解至關重要。

2 原煤斗智能監控系統概述

2.1 原煤斗的安全管理需求

原煤斗作為燃煤電廠的重要組成部分，其安全管理至關重要。原煤斗的性質導致其存在著諸多安全隱患，因此需要進行有效的管理和監控以確保電廠的安全運行。原煤斗內部的煤粉易自燃，尤其是在儲存和運輸過程中，由于煤炭的低溫氧化和熱量積聚，容易發生自燃現象，進而引發火災事故。原煤斗內部存在著熱量蓄積問題，特別是在運輸過程中，由于煤炭的熱量難以及時釋放，容易導致溫度升高，進而引發煤粉自燃。此外，原煤斗內部還可能存在溫度不均勻、濕度過高等問題，進一步加劇了安全隱患的存在。因此，為確保電廠的安全運行，必須對原煤斗進行全面、準確的監控和管理，及時發現和處理潛在的安全隱患，防止火災和其他安全事故的發生。而引入原煤斗智能監控系統成為解決這一問題的關鍵舉措，其通過實時監測原煤斗內部的溫度、濕度等關鍵參數，及時發現異常情況并進行預警，為電廠的安全生產提供有力保障。

2.2 智能監控系統的定義與特點

智能監控系統是一種集成了先進的信息技術、傳感器技術和智能算法的系統，用于實時監測、數據采集、分析和管理特定對象或系統的狀態。其核心目標是通過智能化手段，對監控對象的各種參數進行實時監測和分析，以實現對目標狀態的全面掌控和及時響應。

智能監控系統的特點包括：①具有高度自動化和智能化的特性，能夠自主地進行數據采集、處理和分析，減輕了人工干預的負擔，提高了監控效率和精度；②具備實時監測和預警功能，能夠及時發現異常情況并進行預警，有助于及早采取相應措施以防止事故發生或減小損失；③具有靈活性和可擴展性，能夠根據不同的監控對象和需求進行定制和調整，滿足各種不同場景和應用的需求；④具有遠程監控與管理的能力，管理者可通過網絡或云平臺實時監視監控對象的狀態，并進行遠程控制和操作，實現了地域上的無縫管理。

綜上所述，智能監控系統通過結合先進的技術手段，為各種領域的監控和管理工作提供了高效、精準的解決方案，成為現代生產和管理中不可或缺的重要工具。

2.3 智能監控系統的組成和特點

智能監控系統的組成主要包括傳感器與數據采集設備、數據存儲與處理單元、分析與決策系統以及用戶界面與報警系統。傳感器與數據采集設備是監控系統的基礎組成部分，通過傳感器實時監測目標對象的各種參數，如溫度、濕度、壓力等，并將采集到的數據傳輸至數據存儲與處理單元。數據存儲與處理單元負責接收、存儲和處理傳感器采集到的數據。這些數據可存儲在本地服務器或云端，經過預處理和分析后，用于生成監控報告、趨勢分析等。分析與決策系統是智能監控系統的核心部分，其利用數據分析算法、人工智能技術等對采集到的數據進行深度分析，識別出潛在的異常情況，并根據預設的規則和策略進行智能決策和預警。用戶界面與報警系統提供了監控系統的操作界面和報警功能。通過用戶界面，用戶可實時查看監控對象的狀態、報告和趨勢分析，并進行必要的操作和控制。報警系統則負責根據分析與決策系統的結果，及時發出警報，提醒用戶關注可能的異常情況，以便及時采取措施。

3 某電廠原煤斗智能監控系統的設計

文章以某電廠原煤斗項目為例，設計原煤斗智能監控系統，通過對原煤斗各個高度各個方位的溫度監控，消除煤粉自燃等安全事故的發生。該智能監控系統可分為軟件和硬件部分，其系統架構如圖1 所示。

3.1 軟件部分

（1）數據采集與監控軟件。該軟件用于實時采集原煤斗內部各個高度各個方位的溫度數據，并將數據傳輸至監控中心進行實時監控和分析。軟件應具備穩定的數據采集功能，能夠準確地記錄溫度數據，并支持實時報警功能，以便在溫度異常時能夠及時發出警報。

（2）數據分析與歷史查詢軟件。該軟件用于對采集到的溫度數據進行分析和處理，生成歷史曲線圖，同時，可發現溫度異常的原煤斗，預警發生的自燃等安全事故，從而采取相應的措施避免事故發生。溫度歷史曲線如圖2 所示。

（3）遠程監控與管理軟件。該軟件用于遠程監控和管理原煤斗智能監控系統，實現對系統的遠程控制和操作。通過遠程監控軟件，管理者可隨時隨地對原煤斗的溫度監控系統進行監視和管理，及時響應異常情況，保障電廠安全運行。

3.2 硬件部分

（1）溫度傳感器。原煤斗溫度傳感器是一種用于測量原煤斗溫度的傳感器設備。傳感器通常需要具有一定的耐高溫性能，以確保其在高溫環境下的穩定性和可靠性。原煤斗溫度傳感器通過測量原煤的溫度，可幫助操作人員及時采取必要的措施，以確保系統的正常運行和生產安全。本研究采用熱電偶、電阻溫度檢測器。熱電偶通過測量兩個不同金屬之間的溫差來產生電壓信號，從而實現溫度測量。電阻溫度檢測器則利用電阻值隨溫度變化的特性進行溫度測量。原煤斗溫度傳感器通常安裝在原煤斗的關鍵位置，以確保準確測量原煤的溫度。安裝位置的選擇取決于具體的工藝流程和溫度分布情況。傳感器通常會輸出一個電信號，該信號的變化與原煤的溫度變化成正比，可被連接到監控系統或控制系統中，以實現對原煤溫度的實時監測和控制。

（2）數據采集模塊。數據采集模塊負責將溫度傳感器采集到的數據進行處理和傳輸。其通常包括數據采集器、數據傳輸線路等組件，能夠將采集到的溫度數據傳輸至監控系統，并確保數據的穩定性和可靠性。

（3）監控終端設備。監控終端設備用于接收、顯示和管理監控系統采集到的溫度數據。可以是計算機、平板電腦或專用的監控終端，用于實時監視原煤斗的溫度情況，并進行必要的操作和處理。

這些軟硬件設備共同組成了一個完整的原煤斗智能監控系統，能夠有效地實現對原煤斗的溫度監控和安全管理。

4 結束語

針對燃煤電廠原煤斗難以滿足安全生產要求的問題，文章對原煤斗智能監控系統進行了研究。通過該系統，可有效避免煤粉自燃、溫度過高等安全事故的發生，提高電廠的安全運行水平。研究結果表明，通過監測原煤斗內部溫度的變化情況，及時發現溫度異常，并結合火源位置探測技術，可迅速確定潛在的火源位置，有針對性地進行滅火處理，最大限度地減少自燃引發的安全隱患。未來，可進一步完善監控系統的功能和性能，提高系統的可靠性和智能化水平，以應對電廠安全管理的不斷挑戰。

參考文獻

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