CN107290068A - 一种用于圆形煤场的自燃监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆形煤场的自燃监控系统及方法。该系统及方法包括圆形封闭式储煤场，其特征是，还包括：温度数据采集模块，沿储煤场挡墙的高度方向均匀安装；数据发射接收模块，用于在温度数据采集模块和数据处理模块之间传输数据和指令；数据处理模块，配置为处理接收到的数据，对储煤场内温度进行监测；自燃控制模块，配置为阻止煤堆自燃。可动态预测展现存煤热损失，量化存煤经济性；将温度数据与自燃控制措施关联，当煤堆温度超出某一温度时，自然控制措施自动动作，免去操作人员。

Description

一种用于圆形煤场的自燃监控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种用于圆形煤场的自燃监控系统及方法，是一套温度监测系统，主要对圆形煤场内的煤堆温度进行监测和控制，确保煤堆温度处于安全可控的范围内，防止煤场自燃的发生。

背景技术

随着环保要求的提高，储煤煤场已从开放式逐渐向封闭式发展，特别新建的大型火力发电厂，煤场多为封闭式的干煤棚和封闭式圆形储煤场。圆形封闭式储煤场直径一般在80-120m，煤堆高度15-35m，挡煤墙高度15-25m，煤棚为钢架结构。

为了保证电厂持续运转，煤场中储煤通常要满足15天以上的供煤量，而且随着优质煤的减少和标煤单价的升高，电厂劣质煤的用量越来越大，比如沿海电厂近年来大量掺烧印尼煤和褐煤，这种煤由于挥发分含量高，很容易发生氧化自燃。煤自燃不仅造成煤本身热值的降低，降低了煤的经济性，还会释放出SO2，H2S等污染气体，对电厂的设备和工作人员的人身健康造成威胁。同时阴燃的煤送往皮带还会将输煤皮带烧坏，造成输煤系统停运的重大安全事故。

通过长期的现场观察发现，圆形煤堆内部的自燃多发生在靠近挡墙的地方，因此对靠近挡墙的煤堆温度进行监测，可以提前发现煤堆自燃区域，及时采取防自燃措施，防止明火或阴燃的发生。

现有技术的同类产品，在实际使用中存在传感器更换维修困难，落煤砸坏传感器的情况，需要对传感器连接工艺和保护装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的上述问题，能够对煤堆不同高度方向上进行温度监测，减少温度监测盲点，而且更为坚固耐用的自燃监控系统。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，包括：

温度数据采集模块，沿储煤场挡墙的高度方向均匀安装；

数据发射接收模块，用于在温度数据采集模块和数据处理模块之间传输数据和指令；

数据处理模块，配置为处理接收到的数据，对储煤场内温度进行监测；

自燃控制模块，配置为阻止煤堆自燃。

作为优选，所述的温度数据采集模块包括温度节点、三通和主管道，多个温度节点通过三通与主管道相连安装在圆形煤场的挡墙上。

作为优选，还包括顶部管道、活络接头和自固接头，所述的多节主管道通过活络接头连接，挡墙顶部折角处的顶部管道通过自固接头与主管道相连接。

作为优选，所述的温度节点包括温度传感器和传感器护体，温度传感器通过螺纹固定在传感器护体上，传感器护体固定在三通上。

作为优选，还包括子母头，温度传感器通过子母头实现与导线可拆卸连接。

作为优选，所述的温度传感器为螺纹杆封装，在长度方向上进行伸缩。

作为优选，所述的温度传感器由外部护套和内部金属导线组成，其中外部护套为导热性优良的耐热金属。

作为优选，所述的数据发射接收模块通过无线方式传输数据和指令。

作为优选，所述的自燃控制模块为安装于储煤场旁的阻燃剂喷洒装置。

一种基于上述系统的自燃监控方法，其特征是，首先，温度数据采集模块测量煤堆不同高度和深度的温度；然后数据发射接收模块定期向温度数据采集模块发射信号进行温度数据采集，并将采集到数据处理模块存储；进一步，数据处理模块将收集存储的数据进行处理，将数据处理成有关三维空间和时间的函数，并绘出煤场的煤堆温度分布图，并结合煤质数据绘制存煤热损失图；最后将煤堆自燃控制模块集成到该系统平台中，实现煤堆自燃控制自动化。

本技术方案具有以下优点： 本产品可以对煤堆不同高度方向上进行温度监测，减少温度监测盲点；温度传感器通过可拆卸字母头设计，便于传感器更换，温度传感器通过伸缩，可测试煤堆更深处的温度；通过传感器护体对传感器进行有效保护，防止在日常使用过程中落煤砸坏传感器，提供产品的使用寿命，降低成本；对煤堆最易自燃的部分即靠近挡墙的煤进行温度监控，并将整个煤场的温度数据进行处理，形成圆形煤场挡墙处煤的温度分布图，使工作人员可以随时了解整个煤场内的煤堆温度状况；通过关联煤质数据和存煤位置信息，可动态预测展现存煤热损失，量化存煤经济性；将温度数据与自燃控制措施关联，当煤堆温度超出某一温度时，自然控制措施自动动作，免去操作人员。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例的系统示意图。

图2是图1中温度数据采集模块的结构示意图。

图3是图2中温度节点的结构示意图。

标号说明：储煤场1、挡墙11、温度数据采集模块2、温度节点21、温度传感器211、外部护套2111、内部金属导线2112、传感器护体212、子母头213、三通22、主管道23、顶部管道24、活络接头25、自固接头26、数据发射接收模块3、数据处理模块4、自燃控制模块5。

具体实施方式

以下结合具体实施例来说明本发明，下列实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不限定本发明的保护范围。

基本原理如下：温度数据采集模块2，在圆形储煤场1四周的挡墙11上，每隔一段距离布置一系列温度测点，单个区域的温度测点有多个温度传感器211组成，沿挡墙11垂直方向布置；单个温度节点21的传感器与电线之间为可拆卸子母头213连接，螺纹封装的传感器可在煤堆内部伸缩。

温度数据发射接收模块3将多个温度传感器211收集到的温度数据经过A/D转换模块将收集到模拟信号转换为数字信号，并通过无线发射装置发出无线信号，位于堆取料机集控中心的无线接收系统对无线信号进行接收，同时通过Zigbee转GPRS模块温度数据发出，位于服务器端的GPRS接收模块接收温度数据，并将数据存储到本地服务器。

温度数据处理模块4将接收到的温度数据处理成时间和空间的函数即t=t（x，y，z，τ），形成整个圆形储煤场1挡墙11处的温度分布图，并与煤质数据库和传感器煤场区域位置关联，根据测试温度数据预测煤堆热损失。

自燃控制模块5将温度数据与自燃控制措施进行关联，当煤堆温度超过某一温度预警值时，自燃控制措施动作，对该区域的煤堆进行水或阻燃剂喷洒，阻止煤堆自燃进一步发展。

实施例一：

如附图1所示，煤场温度监测系统包括采集煤堆温度数据的温度数据采集模块2，对采集到的数据进行无线发射和接收的数据发射接收模块3，对接收到的数据进行处理的数据处理模块4，根据煤堆温度数据对煤堆进行自燃控制的自燃控制模块5。

如附图2所示，温度数据采集模块2中多个温度节点21通过三通22与主管道23相连，为了安装方便，设有传感器的主管道23通过活络接头25连接，挡墙11顶部折角处的顶部管道24（是一种金属软管）通过自固接头26与主管道23相连接，多节主管道23通过三通22拼接后，安装在圆形煤场的挡墙11上。温度传感器211沿挡墙11高度方向上均匀布置；温度数据采集模块2有多组，且沿挡墙11的圆周方向布置。

如附图3所示，单个温度节点21由温度传感器211通过螺纹固定在传感器护体212上，传感器护体212固定在三通22上。为了便于温度传感器211更换，温度传感器211与电路板之间连线通过可拆卸子母头213连接；温度传感器211由外部护套2111和内部金属导线2112组成，其中外部护套2111为导热性优良的耐热金属。

实施例二：

基于上述实施例一监测系统的方法，温度数据采集模块2用于实时检测储煤场1内的温度信息，数据发射接收模块3基于ZigBee无线通信技术，相互通信的节点将自身坐标位置和温度信息发送到位于中心节点，中心节点通过Zigbee转GPRS模块将温度数据通过GPRS网络传输给远端服务器上位机软件（即数据处理模块4），服务器端的上位机软件对煤堆温度数据进行处理。该上位机软件有煤场整体布局和测点布置画面，给操作者以直观的感受，该软件即可以实时显示整个煤场温度的云图，又可以显示单个测点温度随存煤时间的变化曲线。与电厂煤质数据库相关联，通过温度和煤质数据可动态显示存煤热损失。同时将煤堆自燃控制措施集成到该软件平台中，当煤堆温度达到某一预警值之后，上位机自动发出信号，使相应区域的阻燃剂喷洒装置（即自燃控制模块5）动作，对该区域进行喷洒。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，包括：

温度数据采集模块，沿储煤场挡墙的高度方向均匀安装；

数据发射接收模块，用于在温度数据采集模块和数据处理模块之间传输数据和指令；

数据处理模块，配置为处理接收到的数据，对储煤场内温度进行监测；

自燃控制模块，配置为阻止煤堆自燃。

2.根据权利要求 1所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，所述的温度数据采集模块包括温度节点、三通和主管道，多个温度节点通过三通与主管道相连安装在圆形煤场的挡墙上。

3.根据权利要求2所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，还包括顶部管道、活络接头和自固接头，所述的多节主管道通过活络接头连接，挡墙顶部折角处的顶部管道通过自固接头与主管道相连接。

4.根据权利要求2所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，所述的温度节点包括温度传感器和传感器护体，温度传感器通过螺纹固定在传感器护体上，传感器护体固定在三通上。

5.根据权利要求4所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，还包括子母头，温度传感器通过子母头实现与导线可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，所述的温度传感器为螺纹杆封装，在长度方向上进行伸缩。

7.根据权利要求4所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，所述的温度传感器由外部护套和内部金属导线组成，其中外部护套为导热性优良的耐热金属。

8.根据权利要求1所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，所述的数据发射接收模块通过无线方式传输数据和指令。

9.根据权利要求1所述的用于圆形煤场的自燃监控系统，其特征是，所述的自燃控制模块为安装于储煤场旁的阻燃剂喷洒装置。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述系统的自燃监控方法，其特征是，首先，温度数据采集模块测量煤堆不同高度和深度的温度；然后数据发射接收模块定期向温度数据采集模块发射信号进行温度数据采集，并将采集到数据处理模块存储；进一步，数据处理模块将收集存储的数据进行处理，将数据处理成有关三维空间和时间的函数，并绘出煤场的煤堆温度分布图，并结合煤质数据绘制存煤热损失图；最后将煤堆自燃控制模块集成到该系统平台中，实现煤堆自燃控制自动化。