王艷春

【摘 要】隨著國家環(huán)保意識的提高，現(xiàn)有熱電廠露天煤場對環(huán)境造成比較嚴重的污染，因此采用全封閉式的煤場是必然的趨勢。但是封閉煤場也存在諸多的問題，比如通風性較差，有害氣體較多等。本文提出了一種監(jiān)測封閉煤場的系統(tǒng)解決方案，監(jiān)測溫度、有害氣體、明火煤等情況，控制通風、噴淋等設備進行調節(jié)，達到保障封閉煤場安全的目的。

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

0 前言

目前，在整個電網(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一段時期內難以改變。隨著環(huán)保要求的迅速提高，露天煤場封閉改造的市場存量巨大。由于電廠大部分位于城市邊緣，煤場粉塵的擴散極大的影響人民的身體健康。目前國家越來越重視公眾利益和環(huán)保問題，封閉煤場安全綜合治理將成為下一步的工作重點。而且由于大多數(shù)電廠的煤種來源非常復雜，很多煤種，如褐煤，揮發(fā)分很高，煤層內部溫度可控性差，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工人的健康和煤場安全產(chǎn)生很大威脅，還可能會引發(fā)火災。本研究就此方向進行深入研究，提出一種封閉煤場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)電廠運煤設計技術規(guī)程第3部分：運煤自動化》DL/T5187.3--2012第8.0.9條，“筒倉和封閉式煤場應設置安全監(jiān)測系統(tǒng)。安全監(jiān)測系統(tǒng)應具備溫度、可燃氣體（包括CH4和CO）、煙氣粉塵濃度檢測報警等功能?！?/p>

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

1 系統(tǒng)的組成

封閉煤場綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)由紅外測溫子系統(tǒng)，可燃氣體監(jiān)測子系統(tǒng)、壁溫監(jiān)測子系統(tǒng)、全自動激光盤煤子系統(tǒng)、水炮控制子系統(tǒng)、噴淋控制子系統(tǒng)、通風照明控制子系統(tǒng)等組成。每個煤場可根據(jù)自身的實際情況可以選配全套或其中幾套子系統(tǒng)。

封閉煤場燃料安全信息平臺通過數(shù)據(jù)接口與各子系統(tǒng)進行命令交互、數(shù)據(jù)交換，并在后臺實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的報表統(tǒng)計、分析及輔助決策，可燃氣體監(jiān)測，封閉煤場燃料安全信息平臺具備實時溫度狀態(tài)可視、可燃氣體偵測、異常報警、三維顯示、系統(tǒng)用戶管理、歷史記錄查詢等主要功能。

封閉煤場共用兩臺操作員站計算機，布置于輸煤程控室內。操作員站計算機上還配有實時/歷史數(shù)據(jù)庫，用于煤場安全信息的自動采集、存儲和監(jiān)視，可在線存儲每個工藝過程點的多年數(shù)據(jù)，可以提供清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽當前的煤場安全信息情況，也可回顧過去的生產(chǎn)情況。此外，操作員站計算機上還運行三維圖形展示應用軟件，動態(tài)顯示煤場3D表面形狀。

封閉煤場綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)采用完全的分層分布式結構，網(wǎng)絡由站控層、區(qū)域網(wǎng)絡控制層和現(xiàn)場設備控制層組成，系統(tǒng)結構如圖1所示。

2 封閉煤場安全性監(jiān)測系統(tǒng)典型功能要求

2.1 紅外測溫子系統(tǒng)

紅外測溫子系統(tǒng)對整個煤場進行全方位監(jiān)控，并在在線式紅外測溫儀旁搭載可見光攝像機，以便獲取可見光視頻圖像，對目標區(qū)域進行定位、放大全面地進行觀測分析。同時在監(jiān)控中心上研制一套紅外圖像分析與處理軟件，自動或半自動的對獲得的紅外圖像進行分析，查找自燃隱患點。并在網(wǎng)絡上的查詢終端可以實時調出相關結果和狀態(tài)，操控站上還可以手工進行遠程的溫度測量和紅外圖像采集與控制。

2.2 可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)

可燃氣體探測器探測到附近煤場可燃氣體或有毒氣體的濃度達到報警值時，可燃氣體探測器發(fā)出報警信號，同時將氣體濃度值通過區(qū)域控制器上傳至封閉煤場安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)氣體探測器的位置聯(lián)動通風照明控制子系統(tǒng)，開啟相應的通風風機，加速煤場內空氣的循環(huán)，降低氣體濃度，防止危險情況的發(fā)生。

2.3 明火煤檢測系統(tǒng)

明火煤監(jiān)測子系統(tǒng)安裝在煤場帶式輸送皮帶上，紅外探測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)，紅外探測器實時將煤炭監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給控制單元，當皮帶上煤炭溫度超過系統(tǒng)報警溫度時，控制單元既可接受封閉煤場安全監(jiān)控系統(tǒng)命令，也可直接指令控制噴淋電磁閥動作，由噴淋頭噴出消防水，實現(xiàn)滅火降溫的目的。同時當監(jiān)測溫度達到預設的溫度閥值時通過封閉煤場安全監(jiān)控系統(tǒng)可發(fā)出報警信息，最終達到消除煤炭因溫度過高引起設備損壞或發(fā)生火災的安全隱患。

2.4 盤煤系統(tǒng)

對于整個區(qū)域的盤煤，只需要將盤煤系統(tǒng)將整個料場掃描一遍，并根據(jù)x坐標實現(xiàn)對料場的區(qū)域劃分，自動區(qū)分和計算不同區(qū)域的體積。

對于部分區(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，獲取對應的區(qū)域測量數(shù)據(jù)，并將局部數(shù)據(jù)導入之前測量的數(shù)據(jù)中，覆蓋同位置的數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)煤場對取料數(shù)據(jù)的快速更新。

3 結束語

封閉煤場以其占地小、環(huán)保、造型美觀等特點逐步受到電廠的青睞，并在大型機組設計中得到廣泛應用。封閉煤場安全綜合監(jiān)測系統(tǒng)的研究，加強了各分子系統(tǒng)之間的信息交互和聯(lián)鎖啟動，讓系統(tǒng)更智能，減少事故的發(fā)生率。

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[責任編輯：朱麗娜]