露天煤場全封閉解決方案之封閉煤場安全監測系統裝置

摘 要：近年來，封閉式儲煤場安全監測系統在煤礦及火電廠等企業應用越來越廣泛，擔負著保障企業煤場安全的重任，本文結合南屯煤礦封閉煤場實際情況，詳細介紹了封閉式儲煤場安全監測系統的應用，對今后進一步推廣使用具有一定的借鑒意義。
正近年來,隨著電煤價格的持續攀升,燃煤成本在發電企業總成本中所占比例由50%上升至70%左右,且其質量越來越難保證,直接影響到火電企業的安全運行和經濟效益。燃料管理是電力企業經營管理的重要組成部分,針對燃料管理在火力發電廠中的特殊地位,本文著重闡述了岱海電廠發電部關于加強燃料管理的主要措施,為國內同類型火電廠燃料管理提供借鑒。，燃料管理是火力發電廠生產經營的重要組成部分,實施科學系統的燃料管理,高度集成燃料的各類信息,規范入廠煤的流程控制,加強煤監、紀檢等崗位的監管力度,杜絕燃料管理中的漏洞,規避人為因素,能夠進一步提高火力發電廠的工作效率,降低工作強度,做到了減員增效,使燃料管理更加規范化、科學化,不斷提升發電企業的生產經營管理水平和核心競爭力。正新疆華電喀什發電有限責任公司地處于祖國西北邊陲,交通運輸線長。由于歷史的原因,長期以來經濟欠發達,屬國家貧困地區之一。該地區資源匱乏,尤其煤源十分緊缺,公司生產用煤最近的距離,也得要到1000公里外的庫車縣、輪臺縣、托克遜縣及烏魯木齊地區采購燃煤。因此,保障安全生產非常重要，先進技術，數字化煤場管理的系統也就是題中應有之義。充分利用計算機和網絡技術,實現燃料經營、運行和分析全過程實時管理。實現燃料管理的科學化,對保證機組運行的安全性,降低發電燃料成本,提高電廠經營的經濟性具有十分重要的意義。
關鍵詞：封閉式儲煤場；安全監測；應用研究
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，不僅會風化，使煤的質量變壞，而且還會經常發生煤堆發熱和自燃現象，從而造成能源的浪費，環境的污染，同時也給安全生產帶來了相當大的隱患，使企業利益受到損失?；谶@種情況封閉式儲煤場安全監測系統被廣泛應用到電廠和煤礦企業中。
1 封閉式煤場環境監測的必要性
在煤礦、火力發電廠、熱電廠等需要對煤炭進行存儲、周轉的場所，煤與空氣長期接觸會發生氧化反應，釋放熱量。煤堆外層的熱量雖然能夠得到散發，但由于煤堆內部空氣流動緩慢、通風差、造成內部熱量的積累，煤堆內部的溫度越來越高，當溫度超過煤的自燃點時，就會產生自燃，對人員、設備造成極大的損害。同時，伴隨煤的自燃也會產生一氧化碳、甲烷等有毒有害氣體，在目前國家大力實施環境治理的形式下，對煤堆溫度進行實時有效的監測具有巨大的社會效益與經濟效益，是實施“電子煤場”的重要組成部分，具有非常大的必要性。
2 現有煤堆溫度的監測方式
（1）人工巡檢：采用人工手持溫度計巡邏的方式。缺點：無法實施24小時實時監測，達不到有效的測量密度，由于現場的環境惡劣，大型設備多，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測或熱成像設備。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部開始，達不到監測的目的。（3）智能無線溫度監測系統。插入式測溫儀探桿長度2米，內置3個測溫點，通過無線方式將監測到的溫度數據傳輸到主機和上位機。實現24小時實時監測，精度高且不受環境影響，并解決了布線難及人工安全問題。
3 封閉煤場內可燃氣體的監測方式
在封閉式儲煤場環境中，有大量的可以引起煤塵和氣體爆炸的物質懸浮在空中，一旦這些物質得到積聚，就有可能瞬間引起爆炸，造成不必要的經濟損失和人員傷亡，因此對這種災害事先做好預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，并設置粉塵濃度檢測儀來監測煤場內粉塵的濃度。在自燃起火的初期，由于低溫氧化會產生一氧化碳，同時氧氣的濃度也發生變化。因此，需要設置一氧化碳和氧氣的檢測裝置，進行實時監測，以便早期發現，及時采取消防措施。由于煤發生氧化或通風系統故障會引起氧氣濃度降低，為了確保工作環境的安全，應保證氧氣的濃度在 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，進行實時監測。
4 封閉煤場環境在線監控系統的工作原理
4.1 封閉煤場環境在線監測系統示意圖（圖1）
4.2 智能監控主機
（1）智能監控主機與上位機軟件可以采取rs485串口通信、以太網通信和gprs遠程無線通信三種通信方式。（2）開關量。系統支持4路開關量輸入，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測
后臺封閉煤場安全監測是一款基于bs架構的智能監控系統平臺軟件。該軟件功能強大、穩定可靠，支持網頁訪問，方便客戶通過電腦、手機、平板隨時隨地掌握各個監測點的數據。主要功能如下：（1）支持系統配套所有的變送器或采集器；（2）最多可接入25000個采集點；（3）開發數據庫接口，可支持外部平臺軟件的接入；（4）封閉煤場安全監測對象越限報警，開關量輸入報警；（5）支持網頁實時數據，實時曲線瀏覽；（6）支持web端歷史數據列表查看，曲線查看看；（7）不同的網絡管理員權限，方便用戶分層管理；（8）可掛接報封閉煤場安全監測置實現事故聲光報警。
6 實施方案
（1）項目現場情況概述。以兗礦集團南屯煤礦3號封閉煤場為例。該煤場采用鋼網架形式封閉，設計儲煤量4.5萬噸，長度160米，寬度70米，總占地面積11200㎡。
（2）測溫節點分布設計。水平方向（長度和寬度方向）每隔30米左右布置一個測溫節點，測溫節點與煤面垂直方向插入。
（3）可燃氣體濃度檢測點分布設計。在條形煤場內鋼結構兩側馬道上，按照該煤場（160×70）㎡的設計來算，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，采樣頭迎著風流方向，根據該煤場大小，布置2臺即可。
7 結語
封閉式儲煤場安全監測系統在煤礦及火電廠等企業應用越來越廣泛，在工程設計過程中根據現場實際情況，制定出合理的配置方案，既能保證企業生產的安全高效運轉又能實現對環境質量的有效保護。