CN204439246U - 一种封闭煤场的安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种封闭煤场的安全监测系统，能够实时监测封闭煤场内的储煤安全。所述安全监测系统包括若干测温电缆和若干红外线成像仪，各所述测温电缆在所述封闭煤场的周向间隔分布，且其延伸方向均设有若干温度传感器，以监测所述封闭煤场外周的煤温；所述红外线成像仪设置在所述封闭煤场的顶部，以全方位扫描所述封闭煤场中部的煤堆。本实用新型采用测温电缆布置在封闭煤场的周向，并在各测温电缆上设置若干温度传感器，以便对封闭煤场内的外周的煤堆温度进行检测；封闭煤场的顶部设有红外线成像仪，以全方位扫描封闭煤场中部的煤堆，检测中部煤堆的温度，因此，能够实现对整个封闭煤场内煤温的全面监测，提高了储煤安全性。

Description

一种封闭煤场的安全监测系统

技术领域

本实用新型涉及储煤技术领域，特别是涉及一种封闭煤场的安全监测系统。

背景技术

目前，国内火电厂、煤化工厂等兴建圆形料场的情况很多，与传统的露天储煤相比，圆形料场的封闭储煤能有效降低粉尘污染，减少煤在存储过程中的损耗，故得到了广泛应用。然而，现有技术中采用圆形料场等进行封闭储煤存在较大的安全隐患。实践中，由于易燃煤种保存时间过长造成存煤升温，进而引发自燃，甚至因煤堆自燃产生可燃性气体导致爆炸。为防止此类情况发生，采用测温系统对圆形料场等封闭煤场内的气体以及温度数据进行实时监测，并及时有效提供安全预警，显得尤为重要。

然而，圆形料场的煤堆测温一直是一个世界性的难题，原因是圆形料场的煤堆体积大，堆高几十米，占地几千平方，煤堆内部自燃很难被发现。现有的圆形料场测温是用传统的PT100插入式热电阻从料仓挡墙外壁插入到内壁，插入煤堆30厘米左右，以测量挡墙附近煤堆的温度，但无法深入煤堆内部测量；而且，由于PT100热电阻测点少，测量范围和精度不够，无法做到整个圆形料场无盲区覆盖。

再者，现有技术中仅设有对上述测温装置，而并没有对圆形料场内的气体和明火进行有效监测，往往在发生安全事故后才进行处理，导致圆形料场等封闭煤场的安全系数较低，无法满足安全使用需求。

因此，如何设计一种封闭煤场的安全监测系统，以便对煤堆进行有效监测，防止安全事故的发生，实现储煤安全的自动监测，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种封闭煤场的安全监测系统，能够实时监测封闭煤场内的储煤安全。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种封闭煤场的安全监测系统，包括若干测温电缆和若干红外线成像仪，各所述测温电缆在所述封闭煤场的周向间隔分布，且其延伸方向均设有若干温度传感器，以监测所述封闭煤场外周的煤温；所述红外线成像仪设置在所述封闭煤场的顶部，以全方位扫描所述封闭煤场中部的煤堆。

本实用新型的安全检测系统，采用测温电缆布置在封闭煤场的周向，并在各测温电缆上设置若干温度传感器，以便对封闭煤场内的外周的煤堆温度进行检测；同时，在封闭煤场的顶部设有红外线成像仪，以全方位扫描封闭煤场中部的煤堆，检测中部煤堆的温度。可见，本实用新型能够实现对整个封闭煤场内煤温的全面监测，以避免因煤温过高导致的自燃和爆炸等现象，提高了储煤安全性。

可选地，还包括若干气体探测器，所述气体探测器为可燃气体探测器、烟雾探测器、一氧化碳探测器以及氧气探测器中的至少一者。

可选地，所述封闭煤场为圆形料场，若干所述气体探测器在所述圆形料场内挡墙的周向均匀分布。

可选地，若干所述气体探测器设置在所述圆形料场内堆取料机的悬臂上。

可选地，所述红外线成像仪设置在所述圆形料场内堆取料机的中心立柱和悬臂上，并能够360度转动，以全方位扫描所述封闭煤场内的煤堆。

可选地，还包括若干明火煤探测器，各所述明火煤探测器设置在所述封闭煤场的落料口处。

可选地，所述明火煤探测器为紫外探测非接触式探测器。

可选地，还包括报警器，所述报警器与所述温度传感器、所述红外线成像仪、所述明火煤探测器以及所述气体探测器信号连接，以便在所述封闭煤场内煤温超标、产生明火或气体浓度超标时发出报警信号。

可选地，还包括显示器，所述显示器与所述温度传感器、所述红外线成像仪、所述明火煤探测器以及所述气体探测器信号连接。

附图说明

图1为本实用新型所提供封闭煤场的安全监测系统在一种具体实施方式中的结构示意图。

图1中：

测温电缆1、红外线成像仪2、气体探测器3、堆取料机4、明火煤探测器5、温度数据采集箱6、气体数据采集箱7、明火数据采集箱8

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种封闭煤场的安全监测系统，能够实时监测封闭煤场内的储煤安全。

以下结合附图，对本实用新型的安全监测系统进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本实用新型的技术方案。

诚如背景技术所述，现有技术中通常采用圆形料场等封闭煤场进行储煤，因圆形料场等封闭煤场的体积大、储煤量多，且各煤堆的体积较大，在长期储煤过程中往往会导致煤温升高，进而引发自燃、爆炸等事故。同时，鉴于封闭煤场的上述特点，煤堆内部的自燃很难被发现，故封闭储煤存在较大的安全隐患。

针对上述情况，本实用新型提供一种封闭煤场的安全监测系统，用于实时监测封闭煤场内的煤温，以便提高储煤安全性，降低事故发生率。实践中，通常采用圆形料场等封闭煤场进行储煤，本文中以圆形料场为例进行说明。圆形料场又称为封闭式大储量圆形煤场，采用环形混凝土挡墙，钢结构空间网架穹顶，内部设置围绕中心立柱回转的悬臂式堆料机和半门架式俯仰刮板取料机，两者合称为堆取料机4。

如图1所示，本实用新型的安全监测系统可以包括若干测温电缆1和若干红外线成像仪2，各测温电缆1可以在封闭煤场的周向间隔分布，具体可以垂直地沿圆形料场的挡墙布置；同时，在各测温电缆1上可以设置若干温度传感器，各温度传感器可以为数字式温度传感器，且各温度传感器可以在测温电缆1的延伸方向间隔设置；若干红外线成像仪2可以设置在封闭煤场的顶部，以便对封闭煤场中部的煤堆进行全方位扫描，实时感应煤堆内部的温度变化。

采用上述结构，一方面，由于测温电缆1设置在封闭煤场的外周，故可以对封闭煤场外周的煤温进行检测，相当于在封闭煤场的外周设置了若干测温点，各测温点以一定的较小半径形成球形测温区域，以便对相应区域内的煤温进行检测；另一方面，红外线成像仪2能够对温度传感器监测不到的内部煤堆进行检测，以实时感应该部分煤堆的温度变化。可见，封闭煤场内的全部煤堆均能够得到有效监控，从而检测整个封闭煤场内的温度变化，避免出现局部煤温过高，防止安全事故的发生。

详细地，各测温电缆1可以在圆形料场的周向均匀分布，例如，可以每隔5度左右布置一个测温电缆1；再者，温度传感器开业可以在测温电缆1上均匀分布，例如，圆形料场内安装的测温电缆1由上至下延伸，其长度大约为15米左右，可以每隔1.5米左右布置一个温度传感器，那么，在圆形料场的周向相当于布置了约560个测温点，每个测温点的测温范围为一定较小半径的球形，故这些测温点能够有效监控整个圆形料场外周的储煤温度变化情况。

此外，本文所述的红外线成像仪2能够进行360度转动，进而监测由封闭煤场的顶部向下所俯视到的全部煤堆的温度，并且可以生成三维立体图，该三维立体图上标注有封闭煤场内的煤温情况，尤其是温度传感器所监测不到的中部煤堆的温度情况。还可以设置显示器，将红外线成像仪2与显示器信号连接，以便通过显示器实时显示上述三维立体图。

当采用圆形料场作为封闭煤场时，红外线成像仪2可以设置在圆形料场的中心立柱上，还可以设置在其堆取料机4的悬臂上，以便红外线成像仪2能够全视角地观察封闭煤场内的煤堆，对封闭煤场内的煤堆进行全方位扫描，获取全面的煤温情况。

可见，采用本实用新型的安全监测系统，通过测温电缆1与红外线成像仪2相互配合，能够对封闭煤场内的煤堆进行全面监测，避免出现监测死点，从而确保煤温不超标，实现安全储煤。

其中，所述测温电缆1是指可以对温度的变化进行实时监控的电缆，并且可以测定温度随时变化的幅度；而且，测温电缆1监测到的温度是整个被测区域的最高温度，从而可以对测温范围内的煤堆进行可靠性监测，避免局部温度过高。所述红外热成像仪运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。

需要说明的是，本文所述的内外以封闭煤场的中心为参照，靠近封闭煤场中心的方向为内，远离其中心的方向为外；同时，本文所述的内外均用于限定封闭煤场的内部储煤空间，不包括封闭煤场构架意外的结构，也就是说，本文所述的外周实际上为贴近封闭煤场内壁的部分。

在上述基础上，本实用新型还可以设置若干气体探测器3，用于监测因自燃产生的烟雾、可燃气体以及一氧化碳等有毒有害气体。具体地，所述气体探测器3可以为可燃气体探测器、烟雾探测器、一氧化碳探测器以及氧气探测器中的至少一者，且上述四者均可以均匀分布在所述封闭煤场的周向，以有效监测封闭煤场内的气体环境变化。

在一种具体设置方式中，所述气体探测器3可以由所述可燃气体探测器、所述烟雾探测器、所述一氧化碳探测器以及所述氧气探测器各一台组成一组，然后可以将若干组所述气体探测器3均匀分布在封闭煤场的周向。当采用圆形料场作为封闭煤场时，可以将若干组气体探测器3在圆形料场内挡墙的周向均匀分布；或者，可以将若干组气体探测器3安装在堆取料机4的悬臂上；还可以设置几组气体探测器3安装于挡墙的周向，具体可以为挡墙上方的照明马道处，在圆形料场的周向均匀分布，同时设置几组气体探测器3安装于堆取料机4的悬臂上。采用上述结构，可以对整个煤场内的气体环境进行可靠监测，从而全方位探测煤堆内部因自燃逸散出的气体，提高储煤的安全等级。

进一步，还可以设置若干明火探测器5，监测封闭煤场内是否出现明火，各明火探测器5具体可以设置在封闭煤场的落料口处，例如，可以为落料口附近的皮带上方，以有效观察由封闭煤场输出与的煤是否已经自燃并产生明火。通常情况下，封闭煤场的落料口设置在其中部，而煤堆中部的温度通常较高，加之煤的自燃需要助燃气体，而落料口处的空气相对充足，故在落料口附近更容易满足燃烧条件，故可以在落料口附近设置明火探测器5，以有效监测是否存在明火。所述明火探测器5可以为紫外探测非接触式探测器，则一旦产生明火，即可探测出皮带上着火的煤块，进而发出声光报警信号。

更进一步，本实用新型还可以设置报警器，并将所述报警器与所述温度传感器、所述红外线成像仪2、所述明火煤探测器5、所述气体探测器3(具体可以包括可燃气体探测器、所述烟雾探测器、所述一氧化碳探测器以及所述氧气探测器)信号连接，则当所述封闭煤场内煤温超标(具体包括外周煤温过高和中部煤温过高)、产生明火或可燃气体、烟雾、一氧化碳、氧气的浓度超标时发出报警信号，具体可以为声光电报警信号，以提醒相关操作人员及时处理。显然，在所述温度传感器、所述红外线成像仪2、所述明火煤探测器5、所述可燃气体探测器、所述烟雾探测器、所述一氧化碳探测器以及所述氧气探测器本身存在报警功能时，也可以不设置所述报警器，或者仅在没有报警功能的部件检测到危险信号时，所述报警器才进行报警。

此外，本实用新型还可以设置显示器，并将所述显示器与所述温度传感器、所述红外线成像仪2、所述明火煤探测器5、所述气体探测器3(具体可以包括可燃气体探测器、所述烟雾探测器、所述一氧化碳探测器以及所述氧气探测器)信号连接，以便显示各个部件所检测的信号，例如，外周煤堆的温度值、整个煤堆的三维立体图像、烟雾浓度、可燃气体浓度以及一氧化碳的浓度、氧气的浓度等，便于操作人员及时掌握封闭煤场的情况。同理，当各部件具有实时显示功能时，也可以不通过所述显示器予以显示，或者不设置所述显示器，或者仅通过显示器显示不具有显示功能的部件所监测的信息。

需要说明的是，本文所述的若干是指数量不确定，通常为两个以上的多个；所述信号连接是指以有线或者无线实现信号传递的一种连接方式。

进一步说明的是，本文仅以圆形料场为例对相关部件的布置进行了详细说明，本领域技术人员应该可以理解，本实用新型的安全监测系统不限于圆形料场，还可以应用于其他封闭煤场，具体可以参照圆形料场进行布置。各探测器的个数以及具体布置形式可以根据需要进行调整，不限于上述多点均匀布置。本领域技术人员也可以选用其他的探测器实现相同或者类似的功能，不限于本文所列举的具体形式。

具体应用时，本实用新型还可以设置数据处理部分，可以包括数据采集箱以及一套计算机处理系统。其中，数据采集箱可以包括温度数据采集箱6、气体数据采集箱7以及明火数据采集箱8，如图1所示。其中温度数据采集箱6用于采集温度传感器传输的实时信号，并进行实时显示和报警；气体数据采集箱7用于采集各种气体探测器3(具体可以包括可燃气体探测器、烟雾探测器、一氧化碳探测器、氧气探测器)所传输的各气体浓度，并进行实时显示和报警；明火数据采集箱8用于采集明火探测器5所实时传输的明火煤信号，并进行实时显示和报警。也就是说，上述所述显示器和报警器均可以集成于相应的数据采集箱上。

此外，数据采集箱所采集的所有信号还可以通过485或者以太网传输到控制器系统；控制器系统可以具体包括计算机处理系统，所述计算机处理系统可以包括工控机、LED显示器、打印机、不间断电源和煤场安全监测系统软件等。该系统具有逼真画面显示、人机对话、报警记录、事故追忆查询、打印报表以及数据曲线等功能。封闭煤场的各个监测点若发出报警提示，则可以通过控制器系统提醒管理人员采取相应的保护措施。

综上，本实用新型针对圆形料场等封闭煤场的实际生产状况，提供了一整套综合治理措施和技术方法。一方面，可提高应用圆形料场等封闭煤场的火电厂、煤化工厂的生产安全性；另一方面，本实用新型的安全监测系统对实现厂矿企业的环保节能、提高自动化运行程度以及减员增效都具有非常大的积极作用。

以上对本实用新型所提供封闭煤场的安全监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种封闭煤场的安全监测系统，其特征在于，包括若干测温电缆(1)和若干红外线成像仪(2)，各所述测温电缆(1)在所述封闭煤场的周向间隔分布，且其延伸方向均设有若干温度传感器，以监测所述封闭煤场外周的煤温；所述红外线成像仪(2)设置在所述封闭煤场的顶部，以全方位扫描所述封闭煤场中部的煤堆。

2.如权利要求1所述的安全监测系统，其特征在于，还包括若干气体探测器(3)，所述气体探测器(3)为可燃气体探测器、烟雾探测器、一氧化碳探测器以及氧气探测器中的至少一者。

3.如权利要求2所述的安全监测系统，其特征在于，所述封闭煤场为圆形料场，若干所述气体探测器在所述圆形料场内挡墙的周向均匀分布。

4.如权利要求3所述的安全监测系统，其特征在于，若干所述气体探测器设置在所述圆形料场内堆取料机(4)的悬臂上。

5.如权利要求3所述的安全监测系统，其特征在于，所述红外线成像仪(2)设置在所述圆形料场内堆取料机(4)的中心立柱和悬臂上，并能够360度转动，以全方位扫描所述封闭煤场内的煤堆。

6.如权利要求2-5任一项所述的安全监测系统，其特征在于，还包括若干明火煤探测器(5)，各所述明火煤探测器(5)设置在所述封闭煤场的落料口处。

7.如权利要求6所述的安全监测系统，其特征在于，所述明火煤探测器(5)为紫外探测非接触式探测器。

8.如权利要求6所述的安全监测系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述温度传感器、所述红外线成像仪(2)、所述明火煤探测器(5)以及所述气体探测器(3)信号连接，以便在所述封闭煤场内煤温超标、产生明火或气体浓度超标时发出报警信号。

9.如权利要求8所述的安全监测系统，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与所述温度传感器、所述红外线成像仪(2)、所述明火煤探测器(5)以及所述气体探测器(3)信号连接。