CN108562329A - 一种储煤仓全方位保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储煤仓全方位保护系统，包括：数据采集模块，采集储煤仓内壁的温度、储煤仓内气体成分及储煤仓内煤体煤质；数据传输模块，并采集数据预处理，剔除不正常温度数据，将剩余数据存储，并存储煤体温度场数据；数据计算模块，计算储煤仓的煤体温度场，发送报警信号；数据存储模块，存储温度、气体、煤质数据及煤体温度场数据；数据展示模块，展示温度、气体、煤质数据及煤体温度场数据；惰化保护装置，对储煤仓内部喷射CO₂，实现对储煤仓的局部惰化保护。本发明的有益效果为：实现对储煤仓内部温度场、气体成分和煤体煤质的全方位实时监测及对储煤仓内部的局部惰化保护。

Description

一种储煤仓全方位保护系统

技术领域

本发明涉及储煤仓技术领域，具体而言，涉及一种储煤仓全方位保护系统。

背景技术

目前，几种常见的封闭储煤形式中，筒仓和球形仓具有封闭效果好，占地面积小、外观美观、配煤灵活、具有良好的抗震性和抗飓风等自然灾害的能力等特点，广泛应用于电力、煤炭、水泥、化工原料、粮食等行业。

针对大容积的筒仓和球形仓的惰化保护，如果用常规的氮气惰化保护效果不佳；如果采用原煤仓低压CO₂惰化保护系统，所需低压CO₂数量庞大，经济性不高，而且现场储存大体量低压CO₂影响现场布局和美观。

针对筒仓和球形仓的储煤仓内部煤体温度监测方法是在储煤仓内壁安装温度传感器获取内壁测点的煤体温度，在顶部安装红外测温仪获取煤仓内煤体上表面的温度，还无法实现对储煤仓内部任意点温度的实时监测。同时，现有的监测系统无法将储煤仓内部的任意点温度、气体成分和煤体煤质等数据结合起来完成储煤仓内部的全方位监测。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种储煤仓全方位保护系统，实现对储煤仓内部温度场、气体成分和煤体煤质的全方位实时监测及对储煤仓内部的局部惰化保护。

本发明提供了一种储煤仓全方位保护系统，包括：

数据采集模块，其由布置在储煤仓内壁若干温度测点的若干温度传感器、测量所述储煤仓内部气体成分的气体传感器以及测量所述储煤仓内部煤质的煤质检测仪组成，用于采集所述储煤仓内壁的温度、所述储煤仓内部的气体成分及所述储煤仓内部煤体的煤质；

数据传输模块，其用于传输所述数据采集模块采集到的数据并对这些数据预处理，剔除不正常的温度数据，并将剩余的数据进行存储，同时，用于存储所述数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据计算模块，其用于根据所述数据存储模块中存储正常的温度数据计算所述储煤仓的煤体温度场，并将温度传感器和气体传感采集的温度和CO浓度与设定的阈值进行比较，一旦超过阈值，将报警信号发送至所述数据展示模块，并将计算的煤体温度场数据传输至所述数据传输模块中存储；

数据存储模块，其用于存储所述数据采集模块采集到的温度、气体、煤质数据以及所述数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据展示模块，其用于展示所述数据计算模块计算的温度场数据以及所述数据计算模块发出的报警信号，同时用于展示所述数据采集模块采集到的气体、煤质数据；

惰化保护装置，其用于根据所述温度传感器测量到的温度值或所述气体传感器测量到的CO浓度值，一旦温度值或CO浓度值超过设定阈值，对所述储煤仓内部喷射CO₂，实现对储煤仓的局部惰化保护。

作为本发明进一步的改进，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，若干温度传感器布置在储煤仓内壁处即最外层的节点上。

作为本发明进一步的改进，所述惰化保护装置CO₂储存装置和控制器，所述CO₂储存装置和所述储煤仓之间的管路上依次设置有总控阀、安全阀、旁通阀、空温式气化器、调压装置、限流装置、选择阀和多个惰化支路；

每个惰化支路包括储煤仓内壁处的温度传感器、位于所述储煤仓外部的气体传感器、分区阀和位于所述储煤仓内部的喷射装置，所述分区阀的输入端与所述选择阀相连，所述分区阀的输出端与所述喷射装置相连，所述温度传感器和所述气体传感器均连接在所述分区阀输入端及所述分区阀输出端之间的管路上，所述选择阀、所述报警装置、所述分区阀、所述喷射装置和所述总控阀均与所述控制器相连。

作为本发明进一步的改进，数据计算模块在计算储煤仓的煤体温度场时，采用如下方法：

步骤1，将储煤仓内部的内热源T置于直角坐标系中，坐标为(x,y,z)，根据能量守恒定律及傅里叶定律，建立内热源T在直角坐标系中的导热微分方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量；

步骤2，将储煤仓内部的内热源T(x,y,z)通过坐标变换法，得到内热源T在三维坐标系中的导热微分方程；

步骤3，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，在储煤仓内壁处即最外层的节点上分别布置温度测点，通过温度传感器分别测量温度测点上各个节点的温度值；

步骤4，依据测量到的温度，在径向方向上由外向里，根据导热微方程对外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，逐次内推求得内层节点的温度，并改变不同外层节点位置，得到整个网格线区域内层节点温度，进而得到整个储煤仓内部的煤体温度场；

其中，任意节点(i,j)代表的控制容积建立能量守恒方程为：

式中，Q_w为节点(i,j)代表的微元体的左边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_e为节点(i,j)代表的微元体的右边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_n为节点(i,j)代表的微元体的上边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_s为节点(i,j)代表的微元体的下边届与相邻微元体之间的能量交换，q_v为内热源强度，ΔV为微元体的体积，ρ为导热体密度，λ为导热系数，c为导热体热容。

作为本发明进一步的改进，步骤2中，当储煤仓为筒仓时，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中的坐标

其中，z＝z，r为内热源T与z轴的垂直距离，为OT在xy面的投影线与正x轴之间的夹角，z为T点距xy面的距离；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。

作为本发明进一步的改进，步骤2中，当储煤仓为球形仓时，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到球坐标系中的坐标

其中，z＝r cosθ，r为内热源T与球坐标原点O之间的距离，θ为有向线段OT与z轴正向的夹角，为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到OM所转过的角，M为点P在xOy面上的投影；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。

作为本发明进一步的改进，步骤4中，当储煤仓为筒仓时，将节点(i,j)与节点(i-1,j)之间的边界作为导热面积，把他们节点之间的距离作为导热厚度，根据傅里叶定律及牛顿冷却定律求出节点(i-1,j)到节点(i,j)的能量交换为：

式中，T_i-1,j、T_i,j分别表示节点(i-1,j)、(i,j)的温度；

同样，得到节点(i,j)与节点(i+1,j)、节点(i,j+1)、节点(i,j-1)之间的能量交换为：

式中，T_i+1,j、T_i,j+1、T_i,j-1分别表示节点(i+1,j)、(i,j+1)、(i,j-1)的温度，q_w为节点热流密度。

作为本发明进一步的改进，步骤4中，当储煤仓为球形仓时，将节点(i,j)与节点(i-1,j)之间的边界作为导热面积，把他们节点之间的距离作为导热厚度，根据傅里叶定律求出节点(i-1,j)到节点(i,j)的能量交换为：

式中，T_i-1,j、T_i,j分别表示节点(i-1,j)、(i,j)的温度；

同样，得到节点(i,j)与节点(i+1,j)、节点(i,j+1)、节点(i,j-1)之间的能量交换为：

式中，T_i+1,j、T_i,j+1、T_i,j-1分别表示节点(i+1,j)、(i,j+1)、(i,j-1)的温度。

作为本发明进一步的改进，步骤4中，在径向方向上由外向里计算时：

首先，根据导热微方程对最外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，并根据测量到的最外层节点的温度值以及这些能量守恒方程求解出倒数第二层节点的温度值；

然后，根据导热微方程对倒数第二层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，并根据倒数第二层节点的温度值以及这些能量守恒方程求解出倒数第三层节点的温度值；

逐层内推；

最后，求出最内层节点的温度值。

本发明的有益效果为：

1、在获取储煤仓内壁煤体温度和煤体表面温度的条件下，采用数值计算方法，精准计算出煤体内部任意点的温度；

2、通过在储煤仓内壁沿高度方向不同的界面布置的温度传感器、气体传感器及煤质检测仪，可实现对储煤仓内部任意点温度、气体成分和煤体煤质数据的全方位实时监测；

3、根据温度传感器、气体传感器的采集数据，还能实现对储煤筒仓内部易燃点的局部惰化保护。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种储煤仓全方位保护系统的示意图；

图2为本发明实施例所述的惰化保护装置示意图；

图3为本发明实施例的圆柱坐标系示意图；

图4为本发明实施例的具体布置示意图；

图5为本发明实施例的球形坐标系示意图。

图中：

2、CO₂储存装置；3、总控阀；4、安全阀；5、旁通阀；6、压力表；7、空温式气化器；8、调压装置；9、限流装置；10、选择阀；11、控制器；13、温度传感器；14、气体传感器；15、喷射装置；16、分区阀。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1，如图1所示，本发明实施例的一种储煤仓全方位保护系统，包括：

数据采集模块，其由布置在储煤仓内壁若干温度测点的若干温度传感器、测量储煤仓内部气体成分的气体传感器以及测量储煤仓内部煤质的煤质检测仪组成，用于采集储煤仓内壁的温度、储煤仓内部的气体成分及储煤仓内部煤体的煤质；

数据传输模块，其用于传输数据采集模块采集到的数据并对这些数据预处理，剔除不正常的温度数据，并将剩余的数据进行存储，同时，用于存储数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据计算模块，其用于根据数据存储模块中存储正常的温度数据计算储煤仓的煤体温度场，并将温度传感器和气体传感采集的温度和CO浓度与设定的阈值进行比较，一旦超过阈值，将报警信号发送至数据展示模块，并将计算的煤体温度场数据传输至数据传输模块中存储；

数据存储模块，其用于存储数据采集模块采集到的温度、气体、煤质数据以及数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据展示模块，其用于展示数据计算模块计算的温度场数据以及数据计算模块发出的报警信号，同时用于展示数据采集模块采集到的气体、煤质数据；

惰化保护装置，其用于根据温度传感器测量到的温度值或气体传感器测量到的CO浓度值，一旦温度值或CO浓度值超过设定阈值，对储煤仓内部喷射CO₂，实现对储煤仓的局部惰化保护。

其中，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，若干温度传感器布置在储煤仓内壁处即最外层的节点上。

如图2所示，惰化保护装置CO₂储存装置2和控制器11，CO₂储存装置2和储煤仓之间的管路上依次设置有总控阀3、安全阀4、旁通阀5、空温式气化器7、调压装置8、限流装置9、选择阀10和多个惰化支路；

每个惰化支路包括储煤仓内壁处的温度传感器13、位于储煤仓外部的气体传感器14、分区阀16和位于储煤仓内部的喷射装置15，分区阀16的输入端与选择阀10相连，分区阀16的输出端与喷射装置15相连，温度传感器13和气体传感器14均连接在分区阀16输入端及分区阀16输出端之间的管路上，选择阀10、报警装置12、分区阀16、喷射装置15和总控阀3均与控制器11相连。

多个惰化支路等间距并列布置，可实现对大体积储煤筒仓1的全面保护，同时，可根据需求开启对应的惰化支路进行局部惰化保护，节约了低压CO₂储存量和使用量。喷射装置15设置至少一个喷头，可根据需求对喷头数量进行设计，在与喷射装置15相连的充气管路上安装多个喷头，以实现所需要的气体喷射量。旁通阀5和空温式气化器7之间的管路上设置有压力表6，便于实时监测管路上的压力，避免压力过大。

具体使用时：当某一惰化支路上的温度传感器13探测到储煤仓1内壁处的温度超过阈值或气体传感器14探测到储煤仓1内部的CO超过阈值时，数据计算模块发出报警信号；控制器11接收到报警信号，控制器11控制开启总控阀3，将CO₂储存装置2存储的液态CO₂输送至管路上；控制器11控制开启选择阀10，并启动空温式气化器7的工作，将CO₂由液态汽化为气态；控制器11开启该惰化支路上对应的分区阀16，控制器11根据温度传感器13或气体传感器14探测到的信号，计算需要喷入储煤仓1内部的CO2的含量，对调压装置8和限流装置9的压力和流量进行调节；控制器11同时开启该惰化支路上喷射装置15的若干个喷头，向储煤仓1内部对应的区域喷射CO2，实现对储煤仓1的局部惰化保护；喷射完成后，控制器11依次关闭喷射装置15上的若干喷头、分区阀16、选择阀10和总控阀3。

温度传感器测量到的温度数据不仅用于计算储煤仓内部的任意点温度，还可以实现对储煤仓内部的局部惰化保护，既可以监测也可以保护储煤仓。

数据计算模块计算煤体温度场时，采用如下方法：

步骤1，将储煤仓内部的内热源T置于直角坐标系中，坐标为(x,y,z)，根据能量守恒定律及傅里叶定律，建立内热源T在直角坐标系中的导热微分方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量；

步骤2，将储煤仓内部的内热源T(x,y,z)通过坐标变换法，得到内热源T在三维坐标系中的导热微分方程；

步骤3，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，在储煤仓内壁处即最外层的节点上分别布置温度测点，通过温度传感器分别测量温度测点上各个节点的温度值；

步骤4，根据测量到的温度，在径向方向上由外向里，根据导热微方程对外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，逐次内推求得内层节点的温度，并改变不同外层节点位置，得到整个网格线区域内层节点温度，进而得到整个储煤仓内部的煤体温度场；

其中，任意节点(i,j)代表的控制容积建立能量守恒方程为：

式中，Q_w为节点(i,j)代表的微元体的左边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_e为节点(i,j)代表的微元体的右边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_n为节点(i,j)代表的微元体的上边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_s为节点(i,j)代表的微元体的下边届与相邻微元体之间的能量交换，q_v为内热源强度，ΔV为微元体的体积，ρ为导热体密度，λ为导热系数，c为导热体热容。

在径向方向上由外向里计算时：

首先，根据导热微方程对最外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，并根据测量到的最外层节点的温度值以及这些能量守恒方程求解出倒数第二层节点的温度值；

然后，根据导热微方程对倒数第二层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，并根据倒数第二层节点的温度值以及这些能量守恒方程求解出倒数第三层节点的温度值；

逐层内推；

最后，求出最内层节点的温度值。

本实施例的储煤仓为筒仓，在计算时，需要做如下变换：

步骤2中，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中的坐标

如图3所示，其中，z＝z，r为内热源T与z轴的垂直距离，为OT在xy面的投影线与正x轴之间的夹角，z为T点距xy面的距离；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。

步骤4中，将节点(i,j)与节点(i-1,j)之间的边界作为导热面积，把他们节点之间的距离作为导热厚度，根据傅里叶定律及牛顿冷却定律求出节点(i-1,j)到节点(i,j)的能量交换为：

式中，T_i-1,j、T_i,j分别表示节点(i-1,j)、(i,j)的温度；

同样，得到节点(i,j)与节点(i+1,j)、节点(i,j+1)、节点(i,j-1)之间的能量交换为：

式中，T_i+1,j、T_i,j+1、T_i,j-1分别表示节点(i+1,j)、(i,j+1)、(i,j-1)的温度，q_w为节点热流密度。

以一具体实现方案为例说明，如图4所示，在储煤仓内壁处即最外层的节点11、节点12、节点13、节点14、节点15、节点16和节点17上布设了温度测点，因此，节点11、节点12、节点13、节点14、节点15、节点16和节点17的温度T₁₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄、T₁₅、T₁₆、T₁₇均为已知。

根据导热微方程对节点13、节点14、节点15分别建立能量守恒方程如下：

上式中，为节点控制容积角度变化量，Δr为节点控制容积径向变化量，q_i为节点i处的流密度，r₁为第一层半径即内径r_i，r₂、r₃、r₄分别为第二、三、四层半径，r₅为第五层半径外径r_o；

求解上述三个能量守恒方程，分别得到第三层节点7、节点8和节点9的温度：

再根据导热微方程对节点8建立能量守恒方程如下：

即可求出节点3的温度为：

储煤仓内壁安装温度测点后为第一类边界条件，落煤口处为第三类边界条件。由于各处的导热系数不同，导热系数λ为一个变化值，可以通过导热系数预测计算获得。

在求其他节点的温度时，也可依据上述方法，只需改变不同外层节点位置，相应的得到整个反问题求解区域内层节点温度，进而得到该截面反问题解法求解区域的瞬态温度场。

实施例2，与实施例1不同之处在于，储煤仓为球形仓。

此时，步骤2中，当储煤仓为球形仓时，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到球坐标系中的坐标

如图4所示，其中，z＝r cosθ，r为内热源T与球坐标原点O之间的距离，θ为有向线段OT与z轴正向的夹角，为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到OM所转过的角，M为点P在xOy面上的投影；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。

此时，步骤4中，当储煤仓为球形仓时，将节点(i,j)与节点(i-1,j)之间的边界作为导热面积，把他们节点之间的距离作为导热厚度，根据傅里叶定律求出节点(i-1,j)到节点(i,j)的能量交换为：

式中，T_i-1,j、T_i,j分别表示节点(i-1,j)、(i,j)的温度；

同样，得到节点(i,j)与节点(i+1,j)、节点(i,j+1)、节点(i,j-1)之间的能量交换为：

式中，T_i+1,j、T_i,j+1、T_i,j-1分别表示节点(i+1,j)、(i,j+1)、(i,j-1)的温度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种储煤仓全方位保护系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，其由布置在储煤仓内壁若干温度测点的若干温度传感器、测量所述储煤仓内部气体成分的气体传感器以及测量所述储煤仓内部煤质的煤质检测仪组成，用于采集所述储煤仓内壁的温度、所述储煤仓内部的气体成分及所述储煤仓内部煤体的煤质；

数据传输模块，其用于传输所述数据采集模块采集到的数据并对这些数据预处理，剔除不正常的温度数据，并将剩余的数据进行存储，同时，用于存储所述数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据计算模块，其用于根据所述数据存储模块中存储正常的温度数据计算所述储煤仓的煤体温度场，并将所述温度传感器和所述气体传感采集的温度和CO浓度与设定的阈值进行比较，一旦超过阈值，将报警信号发送至所述数据展示模块，并将计算的煤体温度场数据传输至所述数据传输模块中存储；

数据存储模块，其用于存储所述数据采集模块采集到的温度、气体、煤质数据以及所述数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据展示模块，其用于展示所述数据计算模块计算的温度场数据以及所述数据计算模块发出的报警信号，同时用于展示所述数据采集模块采集到的气体、煤质数据；

惰化保护装置，其用于根据所述温度传感器测量到的温度值或所述气体传感器测量到的CO浓度值，一旦温度值或CO浓度值超过设定阈值，对所述储煤仓内部喷射CO₂，实现对储煤仓的局部惰化保护。

2.根据权利要求1所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，若干温度传感器布置在储煤仓内壁处即最外层的节点上。

3.根据权利要求1所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，所述惰化保护装置CO₂储存装置(2)和控制器(11)，所述CO₂储存装置(2)和所述储煤仓之间的管路上依次设置有总控阀(3)、安全阀(4)、旁通阀(5)、空温式气化器(7)、调压装置(8)、限流装置(9)、选择阀(10)和多个惰化支路；

每个惰化支路包括储煤仓内壁处的温度传感器(13)、位于所述储煤仓外部的气体传感器(14)、分区阀(16)和位于所述储煤仓内部的喷射装置(15)，所述分区阀(16)的输入端与所述选择阀(10)相连，所述分区阀(16)的输出端与所述喷射装置(15)相连，所述温度传感器(13)和所述气体传感器(14)均连接在所述分区阀(16)输入端及所述分区阀(16)输出端之间的管路上，所述选择阀(10)、所述报警装置(12)、所述分区阀(16)、所述喷射装置(15)和所述总控阀(3)均与所述控制器(11)相连。

4.根据权利要求2所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，数据计算模块在计算储煤仓的煤体温度场时，采用如下方法：

步骤1，将储煤仓内部的内热源T置于直角坐标系中，坐标为(x,y,z)，根据能量守恒定律及傅里叶定律，建立内热源T在直角坐标系中的导热微分方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量；

步骤2，将储煤仓内部的内热源T(x,y,z)通过坐标变换法，得到内热源T在三维坐标系中的导热微分方程；

步骤3，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，在储煤仓内壁处即最外层的节点上分别布置温度测点，通过温度传感器分别测量温度测点上各个节点的温度值；

步骤4，依据测量到的温度，在径向方向上由外向里，根据导热微方程对外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，逐次内推求得内层节点的温度，并改变不同外层节点位置，得到整个网格线区域内层节点温度，进而得到整个储煤仓内部的煤体温度场；

其中，任意节点(i,j)代表的控制容积建立能量守恒方程为：

式中，Q_w为节点(i,j)代表的微元体的左边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_e为节点(i,j)代表的微元体的右边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_n为节点(i,j)代表的微元体的上边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_s为节点(i,j)代表的微元体的下边届与相邻微元体之间的能量交换，q_v为内热源强度，ΔV为微元体的体积，ρ为导热体密度，λ为导热系数，c为导热体热容。

5.根据权利要求4所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，步骤2中，当储煤仓为筒仓时，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中的坐标

其中，z＝z，r为内热源T与z轴的垂直距离，为OT在xy面的投影线与正x轴之间的夹角，z为T点距xy面的距离；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。

6.根据权利要求4所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，步骤2中，当储煤仓为球形仓时，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到球坐标系中的坐标

其中，z＝rcosθ，r为内热源T与球坐标原点O之间的距离，θ为有向线段OT与z轴正向的夹角，为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到OM所转过的角，M为点P在xOy面上的投影；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。

7.根据权利要求4所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，步骤4中，当储煤仓为筒仓时，将节点(i,j)与节点(i-1,j)之间的边界作为导热面积，把他们节点之间的距离作为导热厚度，根据傅里叶定律及牛顿冷却定律求出节点(i-1,j)到节点(i,j)的能量交换为：

式中，T_i-1,j、T_i,j分别表示节点(i-1,j)、(i,j)的温度；

同样，得到节点(i,j)与节点(i+1,j)、节点(i,j+1)、节点(i,j-1)之间的能量交换为：

式中，T_i+1,j、T_i,j+1、T_i,j-1分别表示节点(i+1,j)、(i,j+1)、(i,j-1)的温度，q_w为节点热流密度。

8.根据权利要求4所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，步骤4中，当储煤仓为球形仓时，将节点(i,j)与节点(i-1,j)之间的边界作为导热面积，把他们节点之间的距离作为导热厚度，根据傅里叶定律求出节点(i-1,j)到节点(i,j)的能量交换为：

式中，T_i-1,j、T_i,j分别表示节点(i-1,j)、(i,j)的温度；

同样，得到节点(i,j)与节点(i+1,j)、节点(i,j+1)、节点(i,j-1)之间的能量交换为：

式中，T_i+1,j、T_i,j+1、T_i,j-1分别表示节点(i+1,j)、(i,j+1)、(i,j-1)的温度。

9.根据权利要求4所述的储煤仓全方位保护系统，其特征在于，步骤4中，在径向方向上由外向里计算时：

首先，根据导热微方程对最外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，并根据测量到的最外层节点的温度值以及这些能量守恒方程求解出倒数第二层节点的温度值；

然后，根据导热微方程对倒数第二层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，并根据倒数第二层节点的温度值以及这些能量守恒方程求解出倒数第三层节点的温度值；

逐层内推；

最后，求出最内层节点的温度值。