CN104888384A - 原煤斗存煤自燃预警与防火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电厂锅炉安全领域,公开一种原煤斗存煤自燃预警与防火系统,该系统包括:CO传感器、烟感探测器和多个温度传感器中的一者或多者,CO传感器位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶CO的浓度,烟感探测器位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶烟气的浓度,多个温度传感器位于原煤斗易自燃点外壁,用于检测原煤斗易自燃点的温度;CO2气瓶,与第一截止阀连接,用于提供CO2气体;控制器,与CO传感器、烟感探测器和多个温度传感器中的一者或多者以及第一截止阀连接,用于根据CO传感器、烟感探测器和多个温度传感器中的一者或多者的信息控制第一截止阀开闭以连通或隔断CO2气瓶。该系统可以在原煤斗存煤发生自燃时自动预警以及惰化灭火。
Description
技术领域
本发明涉及电厂锅炉安全领域,具体地,涉及一种原煤斗存煤自燃预警与防火系统。
背景技术
火力发电厂制粉系统长期停用或者燃用具有易燃倾向的煤时,原煤斗中积存的煤会因氧化作用温度逐渐升高,达到燃点后会发生自燃。自燃的煤被输送到磨煤机中研磨,会造成煤粉燃烧和爆炸等连锁事故。原煤斗贮煤时间越长发生自燃的概率也就越大,并且自燃是一个相对缓慢的过程,不容易提前发现。因此,原煤斗存煤自燃是电厂运行的重大安全隐患,及早发现并采取措施防止煤自燃对电厂设备安全具有十分重要的意义。
传统方法判断原煤斗存煤自燃主要是通过人工定期对斗壁进行多点测温以及外观检查来判断,当发现斗壁某一部位温度逐渐升高或外壁变色(高温灼烧变红)或有明显灼热感时才能断定原煤斗存煤自燃。这种判断方法间隔时间长、人力成本较大,很难做到实时监测,而且即使发现内部自燃程度也常常已经较大。原煤斗存煤自燃后的传统方法灭火措施是从锅炉取低压蒸汽(通常在0.8MPa、280℃左右),通过安装在原煤斗顶部的蒸汽阀喷入,在斗顶形成保护层使存煤与外部空气隔绝,窒息灭火。这种方法只能控制火灾后期趋势,对初起自燃无抑制作用。并且喷入的高温蒸汽凝结成水后容易使煤粉在原煤斗内板结,产生存煤无法下落到制粉系统等次生隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种原煤斗存煤自燃预警与防火系统,该原煤斗存煤自燃预警与防火系统可以在原煤斗存煤发生自燃时自动预警以及惰化灭火,也可用于对存煤的惰化防火,降低存煤自燃概率,提高系统的安全性和可靠性,避免了人工测量判断的非实时性、滞后性和主观误差的弊端。
为了实现上述目的,本发明提供一种原煤斗存煤自燃预警与防火系统,该系统包括:CO传感器、烟感探测器和多个温度传感器中的一者或多者,所述CO传感器位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶CO的浓度,所述烟感探测器位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶烟气的浓度,所述多个温度传感器位于原煤斗易自燃点外壁,用于检测原煤斗易自燃点的温度;CO2气瓶,与第一截止阀连接,用于提供CO2气体;控制器,与所述CO传感器、所述烟感探测器和所述多个温度传感器中的一者或多者以及所述第一截止阀连接,用于根据所述CO传感器、所述烟感探测器和所述多个温度传感器中的一者或多者的信息控制所述第一截止阀开闭以连通或隔断所述CO2气瓶。
优选地,该系统还包括:CO2气瓶出口压力传感器,与所述控制器连接,位于所述CO2气瓶出口处,用于检测CO2气瓶出口处的压力。
优选地,当所述多个温度传感器中的一者检测到温度大于等于第一温度阈值、所述CO传感器检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值和所述烟感探测器检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值中任一种或多种满足时,所述控制器控制所述第一截止阀开启以连通所述CO2气瓶。
优选地,该系统还包括报警装置,与所述控制器连接,所述控制器根据所述CO传感器、所述烟感探测器、所述多个温度传感器和所述CO2气瓶出口压力传感器中的一者或多者的信息控制报警装置进行报警。
优选地,当所述CO传感器检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值和所述烟感探测器检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值中任一种或多种满足时,所述控制器控制所述报警装置进行报警。
优选地,当所述多个温度传感器中的一者检测到温度大于等于第二温度阈值且所述CO2气瓶出口压力传感器检测到压力小于等于压力阈值时,所述控制器控制所述报警装置进行报警。
优选地,该系统还包括:第一继电器,与所述控制器和报警装置连接,用于需要报警时闭合;第二继电器,与所述控制器连接,用于原煤斗需要CO2气体时由所述控制器控制闭合;电磁阀,与所述第一截止阀和所述第二继电器连接,用于所述第二继电器闭合时带电开启,控制所述第一截止阀打开。
优选地,该系统还包括:第二截止阀,位于所述第一截止阀的旁路,用于手动打开或关闭;第三截止阀,与转子流量计连接,用于调节CO2气体通过时的流量;第四截止阀,与所述CO2气瓶连接,用于原煤斗需要CO2气体时打开。
优选地,该系统还包括减压阀,与所述第三截止阀和所述第四截止阀连接,用于调节CO2气体通过时的压力。
优选地,该系统还包括CO2喷头,位于原煤斗中下部,具有多个喷嘴,用于喷射CO2气体。
通过上述技术方案,采用本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,利用CO传感器、烟感探测器和温度传感器分别检测CO浓度、烟气浓度和温度数据,控制器根据检测到的CO浓度、烟气浓度和温度数据进行多种判断,并自动选择进行连通或隔断CO2气瓶提供气体的通路。
本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统可以在原煤斗存煤发生自燃时自动预警以及惰化灭火,也可用于对存煤的惰化防火,降低存煤自燃概率,提高系统的安全性和可靠性,避免了人工测量判断的非实时性、滞后性和主观误差的弊端。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统的结构示意图;
图2是本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统的一实施方式的结构示意图;
图3是本发明提供的CO2喷头的示意图。
附图标记说明
1 CO传感器 2 烟感探测器
3 温度传感器 4 CO2气瓶
5 控制器 6 CO2气瓶出口压力传感器
71 第一继电器 72 第二继电器
73 电磁阀 81 第一截止阀
82 第二截止阀 83 第三截止阀
84 第四截止阀 9 转子流量计
91 减压阀
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
图1是本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统的结构示意图。如图1所示,一种原煤斗存煤自燃预警与防火系统包括CO传感器1、烟感探测器2和多个温度传感器3中的一者或多者,所述CO传感器1位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶CO的浓度,所述烟感探测器2位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶烟气的浓度,所述多个温度传感器3位于原煤斗易自燃点外壁,用于检测原煤斗易自燃点的温度;CO2气瓶4,与第一截止阀81连接,用于提供CO2气体;控制器5,与所述CO传感器1、所述烟感探测器2和所述多个温度传感器3中的一者或多者以及所述第一截止阀81连接,用于根据所述CO传感器1、所述烟感探测器2和所述多个温度传感器3中的一者或多者的信息控制所述第一截止阀81开闭以连通或隔断所述CO2气瓶4。
当所述多个温度传感器3中的一者检测到温度大于等于第一温度阈值、所述CO传感器1检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值和所述烟感探测器2检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值中任一种或多种满足时,所述控制器5控制所述第一截止阀81开启以连通所述CO2气瓶4。
CO传感器1、烟气传感器2和温度传感器3分别检测原煤斗顶的CO的浓度、原煤斗顶的烟气的浓度以及原煤斗易自然点外壁的温度,并将检测到的数据发送至控制器5中,控制器5分析得到的数据,当多个温度传感器3中的一者检测到温度大于等于第一温度阈值、CO传感器1检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值或烟感探测器2检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值时,控制器5控制第一截止阀81开启以连通CO2气瓶4。
图2是本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统的一实施方式的结构示意图。如图2所示,在一实施方式中,原煤斗存煤自燃预警与防火系统还包括第二截止阀82,位于所述第一截止阀81的旁路,用于手动打开或关闭;第三截止阀83,与转子流量计9连接,用于调节CO2气体通过时的流量;第四截止阀84,与所述CO2气瓶4连接,用于原煤斗需要CO2气体时打开。减压阀91与所述第三截止阀83和所述第四截止阀84连接,用于调节CO2气体通过时的压力。
截止阀是指关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短,而且具有非常可靠的切断功能,又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系,非常适合于对流量的调节。因此,这种类型的截流截止阀阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。在本发明中,第一截止阀81、第二截止阀82以及第四截止阀84均为切断作用,而第三截止阀83为调节作用。如图1所示,第四截止阀84为总阀,使用本发明的系统时打开;第一截止阀81为本发明系统自动控制打闭的截止阀;第二截止阀82位于第一截止阀81旁路,可以手动开闭,当第二截止阀82打开时,就算第一截止阀81没有被系统控制打开,CO2气体仍可以作用于原煤斗;第三截止阀83可以对CO2气体流量进行调节,使转子流量计上显示的数据为适当的CO2气体流量。
优选地,原煤斗存煤自燃预警与防火系统还包括第一继电器71,与所述控制器5和报警装置连接,用于需要报警时闭合;第二继电器72,与所述控制器5连接,用于原煤斗需要CO2气体时由所述控制器5控制闭合;电磁阀73,与所述第一截止阀81和所述第二继电器72连接,用于所述第二继电器72闭合时带电开启,控制所述第一截止阀81打开。
第一继电器71用于控制报警装置进行报警,第二继电器72用于控制CO2气体进入原煤斗,而这两个继电器都由控制器5控制。电磁阀73是一种用电磁控制的工业设备,通过控制电磁铁的电流通断就可以控制机械运动。在本实施方式电磁阀73可以控制第一截止阀81,在电磁阀73得电时,控制第一截止阀81打开,失电时控制第一截止阀81关闭。
原煤斗存煤自燃预警与防火系统还包括CO2气瓶出口压力传感器6,与所述控制器5连接,位于所述CO2气瓶4出口处,用于检测CO2气瓶(4)出口处的压力。
利用CO2气瓶出口压力传感器6检测CO2气瓶4出口处的压力,可以得知CO2气瓶4中是否还有足够的CO2气体,并设定压力阈值(本发明优选为0.5MPa,但不限于此),当大于该压力阈值时说明CO2气瓶4中还有CO2气体,小于等于该压力阈值时说明CO2气瓶4中已缺少CO2气体,CO2气体供应不正常。
原煤斗存煤自燃预警与防火系统还包括报警装置,与所述控制器5连接,所述控制器5根据所述CO传感器1、所述烟感探测器2、所述多个温度传感器3和所述CO2气瓶出口压力传感器6中的一者或多者的信息控制报警装置进行报警。
当所述CO传感器1检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值和所述烟感探测器2检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值中任一种或多种满足时,所述控制器5控制所述报警装置进行报警。
当所述多个温度传感器3中的一者检测到温度大于等于第二温度阈值且所述CO2气瓶出口压力传感器6检测到压力小于等于压力阈值时,所述控制器5控制所述报警装置进行报警。
本发明提供的该实施方式的原煤斗存煤自燃预警与防火系统运行控制流程如下:
打开CO2气瓶4出口手动截止阀—第四截止阀84,通过减压阀91调节其后压力表到合适压力,此时系统处于热备用状态。当存煤自燃时原煤斗顶部溢出CO和烟气,CO传感器1将检测到的CO浓度数据和烟感探测器2检测到的烟气浓度数据信号分别传送到控制器5中。另外两两交互垂直安装在原煤斗易燃点斗壁的多只温度传感器3将斗壁温度数据传送到控制器3中,位于CO2气瓶4出口的CO2气瓶出口压力传感器6检测CO2气瓶出口气体压力,并同样将压力数据传送给控制器3。控制器3对CO浓度、烟气浓度、斗壁温度及CO2气瓶出口气体压力等数据进行逻辑判断,当CO浓度大于等于CO浓度阈值(本发明优选取值为20ppb,但不限于此),或所述烟感探测器2检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值时,控制器5控制第一继电器71闭合,报警装置进行报警,同时控制第二继电器72闭合,电磁阀73得电,第一截止阀81打开,CO2气体进入原煤斗,此时可以根据转子流量计9通过调节第三截止阀83调节CO2气体流量;当多个温度传感器3中的一者检测到温度大于等于第一温度阈值时(本发明优选取值为60℃,但不限于此),控制器5控制第二继电器72闭合,电磁阀73得电,第一截止阀81打开,CO2气体进入原煤斗;当多个温度传感器3中的一者检测到温度大于等于第二温度阈值时(本发明优选取值为50℃,但不限于此),并且CO2气瓶4出口处的压力小于等于压力阈值时(本发明优选取值为0.5MPa,但不限于此),说明斗壁温度高且CO2气瓶4中CO2量不足,控制器5控制第一继电器71闭合,报警装置进行报警。
当CO浓度、烟气浓度、斗壁温度恢复正常,且CO2气瓶4出口处的压力大于压力阈值时,控制器5控制第一继电器71断开,报警装置停止报警,同时控制第二继电器72断开,电磁阀73失电,第一截止阀81关闭,CO2气体停止进入原煤斗。
此外,在特殊情况下工作人员可以手动打开第一截止阀81旁路的第二截止阀82,实现手动控制CO2气体进入原煤斗。在上煤前手动先控制部分CO2气体进入原煤斗,会使CO2沉积在原煤斗底部,上煤时可以均匀充满煤粒间隙,预防效果更好。
图3是本发明提供的CO2喷头的示意图。如图3所示,原煤斗存煤自燃预警与防火系统统还包括CO2喷头,位于原煤斗中下部,具有多个喷嘴,用于喷射CO2气体。使用该喷头可以尽快将CO2气体分散送入原煤斗,利用CO2气体比空气密度大的特点,将原煤斗中的空气挤出原煤斗,以达到隔绝空气使存煤失去燃烧条件。
另外,本发明还可以将CO2喷头安装在原煤斗顶部,也可以利用CO2气体在原煤斗顶部形成隔绝空气的CO2层,使原煤失去燃烧条件。
本发明还可以包括触摸屏,与控制器5连接,实现显示实时参数和相关报警信息,以及进行人工参数设定和控制。
本发明采用24VDC直流电源对控制器5供电,采用220VAC交流电源对报警装置以及电磁阀73供电,也可选择其它供电方式。
通过上述技术方案,采用本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,利用CO传感器、烟感探测器和温度传感器分别检测CO浓度、烟气浓度和温度数据,控制器根据检测到的CO浓度、烟气浓度和温度数据进行多种判断,并自动选择进行连通或隔断CO2气瓶提供气体的通路。
本发明提供的原煤斗存煤自燃预警与防火系统可以在原煤斗存煤发生自燃时自动预警以及惰化灭火,也可用于对存煤的惰化防火,降低存煤自燃概率,提高系统的安全性和可靠性,避免了人工测量判断的非实时性、滞后性和主观误差的弊端。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统包括:
CO传感器(1)、烟感探测器(2)和多个温度传感器(3)中的一者或多者,所述CO传感器(1)位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶CO的浓度,所述烟感探测器(2)位于原煤斗顶,用于检测原煤斗顶烟气的浓度,所述多个温度传感器(3)位于原煤斗易自燃点外壁,用于检测原煤斗易自燃点的温度;
CO2气瓶(4),与第一截止阀(81)连接,用于提供CO2气体;
控制器(5),与所述CO传感器(1)、所述烟感探测器(2)和所述多个温度传感器(3)中的一者或多者以及所述第一截止阀(81)连接,用于根据所述CO传感器(1)、所述烟感探测器(2)和所述多个温度传感器(3)中的一者或多者的信息控制所述第一截止阀(81)开闭以连通或隔断所述CO2气瓶(4)。
2.根据权利要求1所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统还包括:CO2气瓶出口压力传感器(6),与所述控制器(5)连接,位于所述CO2气瓶(4)出口处,用于检测CO2气瓶(4)出口处的压力。
3.根据权利要求1所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,当所述多个温度传感器(3)中的一者检测到温度大于等于第一温度阈值、所述CO传感器(1)检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值和所述烟感探测器(2)检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值中任一种或多种满足时,所述控制器(5)控制所述第一截止阀(81)开启以连通所述CO2气瓶(4)。
4.根据权利要求2所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统还包括报警装置,与所述控制器(5)连接,所述控制器(5)根据所述CO传感器(1)、所述烟感探测器(2)、所述多个温度传感器(3)和所述CO2气瓶出口压力传感器(6)中的一者或多者的信息控制报警装置进行报警。
5.根据权利要求4所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,当所述CO传感器(1)检测到CO浓度大于等于CO浓度阈值和所述烟感探测器(2)检测到烟气浓度大于等于烟气浓度阈值中任一种或多种满足时,所述控制器(5)控制所述报警装置进行报警。
6.根据权利要求4所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,当所述多个温度传感器(3)中的一者检测到温度大于等于第二温度阈值且所述CO2气瓶出口压力传感器(6)检测到压力小于等于压力阈值时,所述控制器(5)控制所述报警装置进行报警。
7.根据权利要求4所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统还包括:
第一继电器(71),与所述控制器(5)和报警装置连接,用于需要报警时闭合;
第二继电器(72),与所述控制器(5)连接,用于原煤斗需要CO2气体时由所述控制器(5)控制闭合;
电磁阀(73),与所述第一截止阀(81)和所述第二继电器(72)连接,用于所述第二继电器(72)闭合时带电开启,控制所述第一截止阀(81)打开。
8.根据权利要求1所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统还包括:
第二截止阀(82),位于所述第一截止阀(81)的旁路,用于手动打开或关闭;
第三截止阀(83),与转子流量计(9)连接,用于调节CO2气体通过时的流量;
第四截止阀(84),与所述CO2气瓶(4)连接,用于原煤斗需要CO2气体时打开。
9.根据权利要求8所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统还包括减压阀(91),与所述第三截止阀(83)和所述第四截止阀(84)连接,用于调节CO2气体通过时的压力。
10.根据权利要求1所述的原煤斗存煤自燃预警与防火系统,其特征在于,该系统还包括CO2喷头,位于原煤斗中下部,具有多个喷嘴,用于喷射CO2气体。
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