摘要：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，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，同時給安全生產帶來了相當大的隱患，使企業利益受到損失。基于此，本文就針對儲煤場安全監測系統在電廠的應用展開分析，對今后進一步推廣使用具有一定的借鑒意義。
關鍵詞：煤場安全監測系統 熱成像儀
引言：封閉煤場以其占地小、環保、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。煤場安全綜合監測系統的研究，加強了各分子系統之間的信息交互和聯鎖啟動,讓系統更智能，減少事故的發生率。隨著儲煤場安全監測系統在煤礦及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。
一、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。
二、煤場安全監測系統的組成及其功能要求
1、組成
封閉煤場綜合安全監控系統由紅外測溫子系統，可燃氣體監測子系統、壁溫監測子系統、全自動激光盤煤子系統、水炮控制子系統、噴淋控制子系統、通風照明控制子系統等組成。每個煤場可根據自身的實際情況可以選配全套或其中幾套子系統。封閉煤場燃料安全信息平臺通過數據接口與各子系統進行命令交互、數據交換，并在后臺實現溫度數據的報表統計、分析及輔助決策，可燃氣體監測，封閉煤場燃料安全信息平臺具備實時溫度狀態可視、可燃氣體偵測、異常報警、三維顯示、系統用戶管理、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/歷史數據庫，用于煤場安全信息的自動采集、存儲和監視，可在線存儲每個工藝過程點的多年數據，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，動態顯示煤場3D表面形狀。
2、功能要求
(1)紅外測溫子系統
紅外測溫子系統對整個煤場進行全方位監控，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，對目標區域進行定位、放大全面地進行觀測分析。同時在監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。并在網絡上的查詢終端可以實時調出相關結果和狀態，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)可燃氣體監測系統
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，可燃氣體探測器發出報警信號，同時將氣體濃度值通過區域控制器上傳至封閉煤場安全監控系統，該系統根據氣體探測器的位置聯動通風照明控制子系統，開啟相應的通風風機，加速煤場內空氣的循環，降低氣體濃度，防止危險情況的發生。
(3)明火煤檢測系統
明火煤監測子系統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視和發現煤炭在輸送過程中的溫度狀態，紅外探測器實時將煤炭監測數據傳送給控制單元，當皮帶上煤炭溫度超過系統報警溫度時，控制單元既可接受封閉煤場安全監控系統命令，也可直接指令控制噴淋電磁閥動作，由噴淋頭噴出消防水，實現滅火降溫的目的。同時當監測溫度達到預設的溫度閥值時通過封閉煤場安全監控系統可發出報警信息，最終達到消除煤炭因溫度過高引起設備損壞或發生火災的安全隱患。
三、煤場安全監測系統在電廠中的配置方案
1、溫度監測系統的合理選擇和配置
溫度監測系統的功能和作用是正確如實地反映出圓形煤場煤體的溫度并及時通報可能的煤炭自燃點。現在市場上最為常見的溫度監測系統測溫方式有很多種:傳統的倉壁插入式測溫傳感器、煤層多點纜式測溫傳感器、光纖測溫傳感器以及紅外線熱像儀等。對于傳統的倉壁插入式測溫傳感器來講，由于煤炭的自燃都是產生于煤層內部溫度過高，所以它不能夠對煤炭的自燃情況及時有效地檢測到。相較而言，煤層多點纜式測溫傳感器就克服了這個問題，由于它的多層構造使得它具有耐磨性強、抗拉性強、抗沖擊、便于維護的特點，能夠通過對各個煤層的全方位溫度監測，全方位、立體化地保護筒倉的煤。傳感器的外套由抗磨性很強的特殊材料制成,對于料度形狀不均、大小各異的高強度介質，像煤炭、焦炭和蘭炭等都非常適合這種傳感器。煤層多點纜式測溫傳感器的耐壓性強，抗拉力大，能夠承受很強沖擊力的工作環境。而且，這種傳感器能夠一直保持垂直狀態，不受煤倉內任何其它介質的干擾和影響。
2、明火監測安全系統的正確選擇和配置
明火監測安全系統的測溫裝置一般采用的是紅外線測溫設備，位置安裝在圓形煤場的進出皮帶入料端附近。在距離圓形煤場的進出皮帶上部1米到1.5米處，設置一個遠紅外線測溫裝置，目的在于監測煤場進出皮帶上方的煤堆表面是否有熱斑殘留，紅外線測溫裝置的預警報警溫度值設置在70°左右，范圍大小可以上下調節。明火監測安全系統工作時，測溫傳感器在采集溫度數據時使用溫度采集儀表把溫度信號直接輸出至溫度數據采集箱當中，溫度數據經由現場聲光報警反饋到上位機顯示屏和輸煤的程控系統。這樣就實現了明火監測數據的采集和傳輸。它的功能在于正確反映當把圓形煤場的儲存煤炭運出煤場時煤體是否帶有明火，消除安全隱患和預防火災事故的發生。
3、是及時對煤場堆取料機的有毒氣體進行監測
對包括CO和CH4在內的有毒氣體實行監測的傳感器和氧氣濃度進行監測的傳感器安裝在圓形煤場的堆取料機操作室周圍，一旦傳感器發出報警信號，電廠操作人員要馬上采取應急防護措施并迅速撤出工作現場。
4、關于數據采集箱的配置和管理
為了及時采集煤層多點纜式測溫傳感器信號以及遠紅外線輸煤監測信號，在每一個電廠的圓形煤場內都配置有一套相應的數據采集系統和煤場的堆取料機有毒氣體安全監測系統。數據采集系統的采集箱按照電廠工程的實際來確定具體分配數量，采集箱內應裝有報警燈及警報器，一旦出現危險信號通過聲光裝置發出預警。數據采集箱把采集到的數據信號經由通信接口輸送到安裝在輸煤集控室內的上位機 上位機通過專門的軟件會模擬再現出施工現場的真實畫面，方便圓形煤場的操作人員和管理人員及時掌握安全報警情況。
結語：總之，目前，在電廠中，煤場安全監測系統得到越來越廣泛的應用。為了能夠做到有效地防止煤炭自燃，如果煤場出現安全隱患預警提示時，我們要通過輸煤集控室的操作監控人員及時地提醒煤場內所有人員及時撤離，以保證煤場負責人及煤炭搬運人員的人身安全。 |
