煤场安全监测系统在电厂内的应用

摘要：目前，在火电厂中，煤场安全监测系统得到越来越广泛的应用。为了进一步加强电厂工程的安全监测，确保人员安全和生产顺利进行，本文结合煤场安全监测系统的系统原理、主要功能和具体构成提出电厂中安全监测的最佳配置方案。

关键词：煤场 安全 监测 系统 电厂

1 概述

近些年以来，包括圆形煤场和条形煤场在内的封闭性煤场得到广泛的应用，因为这种煤场利用率较高，而且有着先进的配套设备及高水平的程控技术。圆形煤场的特点是煤的储量较大，而且煤可以保存较长的时间，但是我们不管用哪一种堆取料机，堆取料机的机臂和挡煤墙间都不可避免地会产生一定的空间距离，而这正是堆煤场堆取料机的一个致命缺陷和技术死角，结果导致处于煤场中心位置的煤不能够及时地被搬运清除出去，这样的后果容易造成挡煤墙中下部位的煤由于堆积压力和高温的条件产生自燃。相比之下，对于半封闭性的条形煤场，它的堆取料机因为是在导轨上面滑行，可是这样放在地表上的煤炭一时很难被集中搬运转移走，如果堆压时间长了也容易产生自燃。

为了有效防止煤炭自燃，现在各个公司和电厂厂家都在努力研发适合封闭性煤场的安全监测系统。下面我们就来讨论下煤场安全监测系统的系统原理、主要功能和具体构成。

2 煤场安全监测系统的系统功能及系统构成

煤场安全监测系统应该具备的系统功能包括温度预警、烟气预警、粉尘浓度预警及各种可燃气体的安全指数预警。

煤场安全监测系统需要监测统计到的数据有：位于圆形煤场挡煤墙一侧燃煤的内部温度是否过高、包括CO和CH4在内的有毒气体和氧气的浓度是否过稠以及进出煤场的燃煤是否存在着明火点。具体来讲，该系统主要由四部分所构成：明火煤安全监测报警系统、堆取料机有毒气体安全监测报警系统、温度安全监测报警系统以及数据采集安全控制系统。

简单来说，安全监测系统的组成部分包括三大类：数据采集终端、数据传输系统和数据处理控制系统。其中，安全监测数据采集终端设备指的是各种传感器：燃煤内部温度传感器、包括CO和CH4在内的有毒气体传感器、氧气浓度传感器、明火点传感器、烟雾粉尘传感器；数据传输系统指的是用于传输通讯信号的各类通讯网络和通讯线缆；数据处理控制系统则指的是数据监控的电脑主机、工控机以及各种配套的组态软件。这里的组态软件功能强大，有场面逼真的实时画面显示、有快捷方便的人机对话、有直观准确的报警记录、可以进行详尽的事故追忆查询、可以打印需要的各种报表、还可以观测分析各种数据曲线。

煤场安全检测系统的工作原理是：通过包括各种传感器在内的数据采集终端对圆形煤场和条形煤场内的燃煤温度、烟雾粉尘、有毒气体、明火点进行实时监测，然后把检测到的数据信号通过煤场内预埋的通讯电缆及时地传输到电脑监控主机的控制器或者电脑主机的智能信息采集模块上，电脑监控主机接收到讯息以后再通过由工控机和组态软件组成的操作站安全检测通讯，以便工作人员根据现场情况采取相应的解决措施和应急方案。

3 煤场安全监测系统在电厂中的配置方案

首先，我们来看温度监测系统的合理选择和配置。

温度监测系统的功能和作用是正确如实地反映出圆形煤场煤体的温度并及时通报可能的煤炭自燃点。现在市场上最为常见的温度监测系统测温方式有很多种：传统的仓壁插入式测温传感器、煤层多点缆式测温传感器、光纤测温传感器以及红外线热像仪等。对于传统的仓壁插入式测温传感器来讲，由于煤炭的自燃都是产生于煤层内部温度过高，所以它不能够对煤炭的自燃情况及时有效地检测到。相较而言，煤层多点缆式测温传感器就克服了这个问题，由于它的多层构造使得它具有耐磨性强、抗拉性强、抗冲击、便于维护的特点，能够通过对各个煤层的全方位温度监测，全方位、立体化地保护筒仓的煤。传感器的外套由抗磨性很强的特殊材料制成，对于料度形状不均、大小各异的高强度介质，像煤炭、焦炭和兰炭等都非常适合这种传感器。煤层多点缆式测温传感器的耐压性强，抗拉力大，能够承受很强冲击力的工作环境。而且，这种传感器能够一直保持垂直状态，不受煤仓内任何其它介质的干扰和影响。为了扩大安全预警的覆盖面积，我们可以交叉布置多套传感器的内部温度元件，对测温点进行定位，实现单路报警或统一报警，按照接收到的温度报警信号迅速确定煤层位置，并及时做出反应。

为了防止安全事故隐患，在圆形煤场内要考虑安装挡煤墙测温保护系统，以保护圆形煤场的水泥挡煤墙不因为煤炭自燃而遭到烧伤破坏。在安装时，要在垂直贴紧于圆形煤场的挡煤墙内壁的位置，每隔10°就安装一套测温电缆，每间隔两米在电缆上设定一个测温度的点，为了便于随时抽出和及时更换，煤层多点缆式测温传感器最好是安装在测温电缆的保护装置内。

其次，是明火监测安全系统的正确选择和配置。

明火监测安全系统的测温装置一般采用的是红外线测温设备，位置安装在圆形煤场的进出皮带入料端附近。在距离圆形煤场的进出皮带上部1米到1.5米处，设置一个远红外线测温装置，目的在于监测煤场进出皮带上方的煤堆表面是否有热斑残留，红外线测温装置的预警报警温度值设置在70°左右，范围大小可以上下调节。明火监测安全系统工作时，测温传感器在采集温度数据时使用温度采集仪表把温度信号直接输出至温度数据采集箱当中，温度数据经由现场声光报警反馈到上位机显示屏和输煤的程控系统。这样就实现了明火监测数据的采集和传输。它的功能在于正确反映当把圆形煤场的储存煤炭运出煤场时煤体是否带有明火，消除安全隐患和预防火灾事故的发生。

再次，是及时对煤场堆取料机的有毒气体进行监测。

对包括CO和CH4在内的有毒气体实行监测的传感器和氧气浓度进行监测的传感器安装在圆形煤场的堆取料机操作室周围，一旦传感器发出报警信号，电厂操作人员要马上采取应急防护措施并迅速撤出工作现场。

最后，关于数据采集箱的配置和管理。

为了及时采集煤层多点缆式测温传感器信号以及远红外线输煤监测信号，在每一个电厂的圆形煤场内都配置有一套相应的数据采集系统和煤场的堆取料机有毒气体安全监测系统。数据采集系统的采集箱按照电厂工程的实际来确定具体分配数量，采集箱内应装有报警灯及警报器，一旦出现危险信号通过声光装置发出预警。数据采集箱把采集到的数据信号经由通信接口输送到安装在输煤集控室内的上位机，上位机通过专门的软件会模拟再现出施工现场的真实画面，方便圆形煤场的操作人员和管理人员及时掌握安全报警情况。

4 结束语

按照《火力发电厂运煤设计技术规程》的规定，在筒仓及封闭性煤场应该设置安全监测系统。筒仓的设计应该按照筒仓的结构和功能，结合煤炭种类的性质，对于包括CO和CH4在内的各种易燃可燃气体、各种烟气和粉尘浓度、燃煤内部温度等安装相应的安全监测报警装置。为了便于显示和查看，我们最好把安全检测装置的显示器全部集中地安装在煤场的筒仓控制室里面或者运煤系统的集中控制室内。为了能够做到有效地防止煤炭自燃，如果圆形煤场出现安全隐患预警提示时，我们要通过输煤集控室的操作监控人员及时地提醒煤场内所有人员及时撤离，以保证煤场负责人及煤炭搬运人员的人身安全。

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