孫亞偉，徐西俊，崔 婷

(國家能源蓬萊發(fā)電有限公司，山東 煙臺 265600)

0 引言

火力發(fā)電廠中的煤倉是儲存原煤的設備，同時也是制粉燃燒系統(tǒng)的初始設備，煤倉正常工作是保障鍋爐制粉系統(tǒng)正常工作的前提。但由于煤倉內(nèi)部環(huán)境惡劣，導致煤位信號不準確、煤粉爆炸、自燃等現(xiàn)象，設備安全問題層出不窮，且煤位測量裝置單一，安全監(jiān)測手段缺失，嚴重威脅機組安全穩(wěn)定運行。

1 火電廠煤倉監(jiān)控的現(xiàn)狀

目前，火電廠煤倉監(jiān)控普遍采用超聲波或雷達物位計對煤倉煤位高度進行測量，不能直觀、全面監(jiān)測煤倉內(nèi)部情況，不能對煤倉下煤、煤料控制、堵煤、棚煤、露眼等問題進行有效的人為預防和控制?；痣姀S對煤倉內(nèi)的火災檢測普遍采用人員值班看管、人工防火巡視的方法，這種方法原始落后，不符合火電廠自動化、信息化的發(fā)展要求。

煤倉內(nèi)環(huán)境惡劣，粉塵多、濕氣大，會導致煤位信號不準確，造成堵煤、空倉、滿倉等，影響煤倉儲煤合理調(diào)配；上煤作業(yè)時會產(chǎn)生大量的煤塵污染，存在煤粉爆炸的風險；煤炭在儲存過程中如溫度過高，容易發(fā)生自燃現(xiàn)象等。由于缺乏溫度監(jiān)測、視頻監(jiān)測設備，一旦未能在第一時間發(fā)現(xiàn)并處理事故，會造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的安全后果。因此，煤倉的安全監(jiān)控是一項亟待解決的問題。

2 煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用

煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)是集視頻監(jiān)視、料位測量與控制、溫度測量于一體的監(jiān)控型系統(tǒng)，整個系統(tǒng)在控制上精準和人性化，可滿足運行人員的控制需求。煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)既可直觀顯示倉內(nèi)煤炭的實際情況，又能根據(jù)測距系統(tǒng)的測量反饋煤位，并根據(jù)控制信號實現(xiàn)自動上煤、停煤操作，提高輸煤系統(tǒng)的自動化水平，同時還能測量儲煤表面溫度，實現(xiàn)高溫報警，預防煤粉自燃、爆炸。

3 煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)是集煤倉安全系統(tǒng)控制器、煤倉視頻監(jiān)視系統(tǒng)、煤倉料位測控系統(tǒng)、煤倉溫度測量系統(tǒng)于一體，基于單片機技術的安全控制系統(tǒng)。

3.1 煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)控制器

煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)控制器是處理煤倉料位測控系統(tǒng)、煤倉溫度測量系統(tǒng)傳遞的模擬量信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并疊加在視頻畫面上的處理器，便于用戶直觀觀察煤倉內(nèi)煤位與煤溫等信息；并輸出模擬量信號，便于集中控制與報警。

3.2 煤倉視頻監(jiān)視系統(tǒng)

煤倉視頻監(jiān)視系統(tǒng)采用多倍光學變焦、自動光圈的高清晰一體機，配置電動云臺、編碼器，可實現(xiàn)在集控室遠程的觀測控制，通過鼠標或者遙控器，在任何一路視頻輸出端上調(diào)出該系統(tǒng)內(nèi)任一攝像機圖像信號，并對攝像機的動作進行操作。通過編程，可以在任意設定的范圍內(nèi)，定時循環(huán)顯示圖像信號。系統(tǒng)具有遠距離通信、遠距離控制、視頻錄像、畫面分割等功能。

3.3 煤倉料位測控系統(tǒng)

煤倉料位測控系統(tǒng)是一種基于激光測距原理的測量精確、無接觸式的工業(yè)用距離測量設備，可廣泛地被集成用于各種工業(yè)用途的控制和監(jiān)測系統(tǒng)。通過激光發(fā)射和接收的時間差來測量距離，克服了煤倉內(nèi)煤粉反光差等問題，準確地測量煤倉內(nèi)煤位高度。測距系統(tǒng)進行煤位測量，測出的煤位經(jīng)過控制器的處理，顯示在終端顯示器上；煤位控制器可輸出多組開關量信號、模擬量信號，進行煤位的自動控制。

3.4 煤倉溫度測量系統(tǒng)

煤倉溫度測量系統(tǒng)是一種基于紅外測溫原理的工業(yè)用測量設備，其原理是將物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變成電信號，紅外線輻射能的大小與物體本身的溫度相對應，根據(jù)轉(zhuǎn)變成的電信號大小，可以確定物體的溫度。煤倉溫度測量系統(tǒng)可以準確地測量煤倉內(nèi)煤粉表面溫度，預防煤粉爆炸、自燃等事故的發(fā)生。通過與手持式紅外測溫槍對同一區(qū)域測溫相比較，兩者測量最大溫差不超過5 ℃。

4 煤倉安全監(jiān)控系統(tǒng)的特點

4.1 本地監(jiān)視

支持畫面預覽，預覽通道順序可調(diào)；支持預覽分組切換、手動切換或自動輪巡預覽，自動輪巡周期可設置；可屏蔽指定的預覽通道；支持視頻移動偵測、視頻丟失檢測、視頻遮擋檢測、視頻輸入異常檢測；支持多種主流云臺解碼器控制協(xié)議，支持預置點、巡航路徑及軌跡。

4.2 煤位自動控制

具有實時測距功能，能準確顯示視頻上標注點的料位；根據(jù)實時數(shù)據(jù)設置煤位信號的開關量輸出信號，實現(xiàn)“高料位自動停煤”“低煤位自動上煤”控制信號輸出；根據(jù)實時數(shù)據(jù)設置煤位信號的模擬量輸出信號，可引入DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)煤位控制的調(diào)節(jié)及保護功能。

4.3 錄像回放

支持循環(huán)寫入和非循環(huán)寫入兩種模式；支持定時和事件兩套壓縮參數(shù)；錄像觸發(fā)模式包括手動、定時、報警、移動偵測、動測或報警；每天可設定8個錄像時間段，不同時間段的錄像觸發(fā)模式可獨立設置；支持移動偵測錄像、報警錄像、動測和報警錄像、動測或報警錄像的預錄及延時；定時和手動錄像的預錄；支持錄像文件的鎖定和解鎖；支持本地冗余錄像。

支持指定硬盤內(nèi)的錄像資料僅供讀取，只讀屬性；支持按通道號、錄像類型、文件類型、起止時間等條件進行錄像資料的檢索和回放；支持回放時對任意區(qū)域進行局部圖像放大；支持回放時的暫停、快放、慢放、前跳、后跳，支持鼠標拖動定位等功能。

4.4 其他本地功能

用戶可以通過前面板按鍵、鼠標、遙控器、專用鍵盤等操作。支持云臺、鏡頭控制。支持預置點、巡航、軌跡設置及調(diào)用；三級權限用戶管理，管理員可創(chuàng)建多個操作用戶并設定其權限，權限可細化到通道；完備的操作、報警、異常及信息日志記錄和檢索；支持手動報警觸發(fā)、清除；支持設備配置信息的導入/導出操作。

5 系統(tǒng)存在的問題及改進措施

由于煤倉為封閉空間，環(huán)境光線較弱，對視頻監(jiān)控攝像機視頻圖像具有一定影響，因此需要增加照明。

針對煤倉內(nèi)部粉塵較大、且顆粒攜帶較高靜電的現(xiàn)象，采取風幕防塵系統(tǒng)解決煤粉附著問題。風幕防塵系統(tǒng)以壓縮空氣作為動力源，可在攝像頭、紅外測溫探頭、測距探頭、燈具處形成環(huán)形風幕進行保護，防止粉塵在設備上附著，確保監(jiān)視系統(tǒng)、測距、測溫系統(tǒng)及燈具在倉內(nèi)特殊環(huán)境下正常工作。為避免壓縮空氣含水造成設備出現(xiàn)非消耗性損壞，風幕防塵系統(tǒng)必須采用經(jīng)過除油、除水、除雜后的清潔壓縮空氣。