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濟南祥控自動化設(shè)備有限公司

封閉煤場煤棚粉塵濃度采樣器檢測監(jiān)控系統(tǒng) 數(shù)字化煤場系統(tǒng)特點及主要應(yīng)用

數(shù)字化煤場以實時掌握煤場信息為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)從出入廠計量設(shè)備、煤質(zhì)化驗數(shù)據(jù)、盤存設(shè)備直接或間接采集數(shù)據(jù)，以三維數(shù)字化煤場方式展示煤場煤量、煤質(zhì)等信息狀態(tài)；根據(jù)相關(guān)要求及煤場存煤結(jié)構(gòu)自動生成配比摻燒或分倉上煤摻燒方案，達到安全、經(jīng)濟燃燒，降低發(fā)電煤耗。

　　特點

　　數(shù)字化煤場系統(tǒng)以動態(tài)管理為手段，煤場信息實時把握為目標(biāo)，特點包括：

　　1）以三維圖形全面直觀展示煤場狀態(tài)；    2）以入場模型提供堆取煤方案；

　　3）實現(xiàn)燃料儲存定值存放數(shù)字化管理；    4）卸煤、堆煤、取煤、上煤數(shù)據(jù)聯(lián)動；

　　5）實時定位斗輪機遠程監(jiān)控上煤執(zhí)行；    6）電子皮帶秤實時計量皮帶輸煤動態(tài)；

　　7）煤場現(xiàn)場異常狀況實時預(yù)警并通知；    8）精細化管理保證所有過程數(shù)據(jù)完整。

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

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的方式。缺點：無法實施24小時實時監(jiān)測，達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）使用紅外溫封閉煤場安全監(jiān)測或熱成像設(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)可燃氣體的監(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。排氣中可燃氣體甲烷（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，進行實時監(jiān)測。

煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，而在我國電力行業(yè)中，采用煤炭為原料的火力發(fā)電仍占大部分比例，因而在用電需求日益增長的今天，煤炭資源也日益緊缺。除此之外，對于火力發(fā)電廠，采購煤炭的成本也占總成本的絕大部分。因此，在火電廠中對于燃煤科學(xué)的管理控制是*的。選取合適的技術(shù)搭建一套自適應(yīng)智能化的盤煤系統(tǒng)，能夠?qū)θ济河媱潯⒉少彙⒋鎯Α⒈O(jiān)測等進行系統(tǒng)管理。

針對于全封閉的條形煤場，搭建輕型合金軌道加裝智能盤煤系統(tǒng)實現(xiàn)往復(fù)行走測量，完成對全場或局部的實時掃描測量，測量數(shù)據(jù)實時上傳，經(jīng)軟件系統(tǒng)的建模計算，建立庫存料堆體積圖形、三維空間效果模型、料場溫度分布模型等、同時出具各種存煤結(jié)構(gòu)圖形及存煤量報表。

建設(shè)煤場信息管理系統(tǒng)，建立煤場生態(tài)系統(tǒng)，確立科學(xué)的煤場經(jīng)濟優(yōu)化決策過程和體系是企業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的趨勢和必然選擇，煤場信息化管理系統(tǒng)建設(shè)勢在必行。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，建設(shè)智能化的盤煤系統(tǒng)是非常必要的。

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 后臺封閉煤場安全監(jiān)測

后臺封閉煤場安全監(jiān)測是一款基于BS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）封閉煤場安全監(jiān)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）可掛接報封閉煤場安全監(jiān)測置實現(xiàn)事故聲光報警。

系統(tǒng)應(yīng)用

　　數(shù)字化煤場管理系統(tǒng)目前已在國家電投河南沁陽發(fā)電廠、河北西柏坡發(fā)電有限公司、山西國際能源裕光煤電有限責(zé)任公司、四川神華天明電廠、 內(nèi)蒙古京隆發(fā)電有限責(zé)任公司等二十幾家火電廠得到深入應(yīng)用，有效降低了煤場儲損，提高了數(shù)據(jù)傳遞效率。

6 實施方案

（1）項目現(xiàn)場情況概述。以兗礦集團南屯煤礦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）可燃氣體濃度檢測點分布設(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

封閉煤場煤棚粉塵濃度采樣器檢測監(jiān)控系統(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。

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前三位是（185）中間四位有（6079）后面四位（7863）