CN214623383U

CN214623383U - 一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统

Info

Publication number: CN214623383U
Application number: CN202120480039.3U
Authority: CN
Inventors: 冯海波; 张东海; 崔东亚; 高朋飞; 石峰; 郭辉; 王巍; 张顺利
Original assignee: Henan Zhonghe Electric Power Technology Co ltd; Henan Jiuyu Enpai Power Technology Co Ltd
Current assignee: Henan Zhonghe Electric Power Technology Co ltd; Henan Jiuyu Enpai Power Technology Co Ltd
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2031-03-05

Abstract

本实用新型公开了一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，包括智能控制器以及分别与智能控制器连接的防爆通风系统、惰性气体消防系统、抑尘降温系统、温度检测系统、可燃气体浓度检测系统、煤尘浓度检测系统和报警装置；可燃气体浓度检测系统、智能控制器和报警装置分别设置在煤场室内；防爆通风系统设置在煤场室的侧壁上；惰性气体消防系统设置在煤场室内侧壁；抑尘降温系统设置在煤场室内的顶部；温度检测系统设置在煤场室内的煤层表面，煤尘浓度检测系统设置在煤场室内靠近煤堆的位置。通过紧密的多重安全系统实现煤场室的安全管理，大大提高安全保障。

Description

一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统

技术领域

本实用新型涉及封闭煤场管理技术领域，尤其涉及一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统。

背景技术

随着经济社会的发展与环保需求，占地面积小、环境污染小的封闭煤场在火力发电厂中得到了越来越多的应用。封闭煤场内煤堆在持续挥发可燃气体与煤尘的同时，也在不断的发生氧化反应产生热量，鉴于煤堆堆积密度大，热量和污染气体或煤尘难以及时排除，煤堆自燃或发生爆炸的危险时有存在。因此需要及时判断煤厂室内环境，制定合理的安全运行控制策略。

CN107814213A公开了一种煤粉仓储系统及煤粉安全管理方法，包括至少

三个煤粉仓，每个所述煤粉仓的仓顶均连接于仓顶分配螺旋，所述仓顶分配螺旋连接于磨机系统；每个所述煤粉仓均设置有安全保护装置和安全检测装置，所述安全检测装置用于检测所述煤粉仓内的煤粉温度、CO浓度和氧气浓度。主要是对颗粒较小的煤粉进行安全管理，应用局限，而且存储装置数量多、结构复杂、降温排气效果差。

CN103111030B公开了一种防止煤炭自燃或使煤炭自燃熄灭的系统和方法，提出在煤炭堆场的温度最高区域或已自燃区域植入或设置低温冷却吹扫气体、例如空气、CO2、N2和/或惰性气体的吹气装置和强制排出残存在煤炭堆场内部空间中导致煤炭自燃的氧化气体、少量低温挥发分气体和冷却吹扫气体尾气的排气装置。装置单一，防爆炸、自燃效果不好。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，通过防爆通风系统、惰性气体消防系统、抑尘降温系统、温度检测系统、可燃气体浓度检测系统、煤尘浓度检测系统和报警装置实现煤场室的安全管理，大大提高安全保障。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，包括智能控制器以及分别与所述智能控制器连接的防爆通风系统、惰性气体消防系统、抑尘降温系统、温度检测系统、可燃气体浓度检测系统、煤尘浓度检测系统和报警装置；所述可燃气体浓度检测系统、所述智能控制器和所述报警装置分别设置在煤场室内；所述防爆通风系统设置在煤场室的侧壁上；所述惰性气体消防系统设置在煤场室内侧壁；所述抑尘降温系统设置在煤场室内的顶部；所述温度检测系统设置在煤场室内的煤层表面，所述煤尘浓度检测系统设置在煤场室内靠近煤堆的位置。

可选的，所述可燃气体浓度检测系统包括一氧化碳浓度传感器、氢气浓度传感器和甲烷浓度传感器；所述煤尘浓度检测系统包括煤尘浓度传感器；所述温度检测系统包括温度传感器；所述氢气浓度传感器和所述甲烷浓度传感器设置在所述煤场室内的顶部；所述温度传感器设置在煤场室内的煤层表面；所述煤尘浓度传感器和所述一氧化碳浓度传感器位于煤场室内靠近煤堆的位置。

可选的，所述智能控制器内设置对比模块，所述可燃气体浓度检测系统、所述煤尘浓度检测系统、所述温度检测系统分别通过信号线与所述对比模块连接；所述对比模块预设有可燃气体初始设定值、温度初始设定值以及煤尘浓度初始设定值。

可选的，所述防爆通风系统包括至少一个轴流风机，所述轴流风机设置在煤场室的侧壁上，所述轴流风机与所述智能控制器连接。

可选的，所述惰性气体消防系统包括惰性气体注入装置和存储装置，所述惰性气体注入装置设置在煤场室内侧壁，与所述智能控制器和所述存储装置连接；所述存储装置内设置存储有惰性气体。

可选的，所述抑尘降温系统包括喷头、水管、储水箱和水泵；所述水管连接所述水泵和所述喷头，所述水泵位于所述水管和所述储水箱之间，所述水泵与所述智能控制器连接；所述喷头均匀分布在煤场室内的顶部。

可选的，包括显示终端，所述显示终端与所述智能控制器通过物联网无线连接。

可选的，所述可燃气体初始设定值包括甲烷空气浓度2.5％-5.3％和一氧化碳空气浓度10.0％-12.5％；所述氢气空气浓度设定值为2％-4％；所述温度初始设定值包括60℃-70℃；所述煤尘浓度初始设定值包括25g/m³-40g/m³。

可选的，所述温度传感器、所述一氧化碳浓度传感器、所述氢气浓度传感器、所述甲烷浓度传感器和所述煤尘浓度传感器分别沿煤场室长度方向均匀布置，每间隔25m-35m布置一组。

本实用新型的积极有益效果：安全控制系统由防爆通风系统、惰性气体消防系统、喷淋抑尘降温系统以及温度检测系统、可燃气体浓度检测系统、煤尘浓度检测系统和报警装置共同组成，适用于任何室内封闭煤场，这些系统分别与设置在煤场室的智能控制器连接。智能控制器自动控制防爆通风系统、惰性气体消防系统和喷淋抑尘降温系统的开启、关闭以及时间；保证煤场的温度和煤尘浓度不会过高；通过对封闭煤场室内环境参数，即温度、可燃气体浓度和煤尘浓度等多方面的实时检测控制，进而大大提高封闭煤场储煤安全性，保障封闭煤场安全运行。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1提供的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统的示意框图；

图2是本实用新型的实施例1提供的一种封闭煤场环境监测的安全控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合一些具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，包括智能控制器4以及分别与所述智能控制器4连接的防爆通风系统7、惰性气体消防系统8、抑尘降温系统6、温度检测系统3、可燃气体浓度检测系统2、煤尘浓度检测系统1和报警装置5；所述可燃气体浓度检测系统2、所述智能控制器4和所述报警装置5分别设置在煤场室内；所述防爆通风系统7设置在煤场室的侧壁上；所述惰性气体消防系统8设置在煤场室内侧壁；所述抑尘降温系统6设置在煤场室内的顶部；所述温度检测系统3设置在煤场室内的煤层表面，所述煤尘浓度检测系统1设置在煤场室内靠近煤堆的位置。

本实施例的安全控制系统由防爆通风系统7、惰性气体消防系统8、喷淋抑尘降温系统6以及温度检测系统3、可燃气体浓度检测系统2、煤尘浓度检测系统1和报警装置5共同组成，适用于任何室内封闭煤场，这些系统分别与设置在煤场室的智能控制器4连接。煤尘浓度检测系统1具体的可以安装在煤场室内侧侧墙上或在煤堆上方悬挂等；惰性气体消防系统8用于向煤场室内输送性能稳定的惰性气体，通过智能控制器4报警并联锁开启，从而降低室内可燃气体、煤尘和氧气等的浓度，有效防止气体爆炸；防爆通风系统7用于加速室内与室外空气流动，降低室内可燃气体浓度或排除室内惰性气体，智能控制器4自动控制防爆通风系统7的开启、关闭以及时间；抑尘降温系统6通过智能控制器4和温度检测系统3实时对煤场室内进行抑尘和降温，保证煤场的温度和煤尘浓度不会过高；通过对封闭煤场室内环境参数，即温度、可燃气体浓度和煤尘浓度等多方面的实时检测控制，联锁煤场内安全运行系统防爆通风系统7、惰性气体消防系统8、喷淋抑尘降温系统6的开启和关闭，进而大大提高封闭煤场储煤安全性，保障封闭煤场安全运行。

具体的，所述可燃气体浓度检测系统2包括一氧化碳浓度传感器、氢气浓度传感器和甲烷浓度传感器；所述煤尘浓度检测系统1包括煤尘浓度传感器；所述温度检测系统3包括温度传感器；所述氢气浓度传感器和所述甲烷浓度传感器设置在所述煤场室内的顶部；所述温度传感器设置在煤场室内的煤层表面；所述煤尘浓度传感器和所述一氧化碳浓度传感器位于煤场室内靠近煤堆的位置，煤尘浓度传感器以及一氧化碳浓度传感器具体可以安装在煤场室内侧侧墙上或在煤堆上方悬挂等。所述温度检测系统3还可以包括红外线测温传感器，可以不与煤层表面接触也能对其远程实时测温，使用起来更方便；封闭煤场室内的气体主要成分包括氢气、一氧化碳和甲烷以及煤尘颗粒等，针对这些可燃气体设置对应的检测传感器，并且根据气体的与空气的比重安装在煤场室的合适位置，如待测气体的分子质量比空气重时，对应的传感器设置在煤场侧壁靠近底部区域；当待测气体的分子质量比空气轻时，对应的传感器设置在煤场顶部或中部的区域；合理布置传感器能降低各类传感器的分布密度，节约空间。

所述智能控制器4内设置对比模块和处理器，所述可燃气体浓度检测系统2、所述煤尘浓度检测系统1、所述温度检测系统3分别通过信号线与所述对比模块连接；所述处理器分别与所述对比模块和所述报警装置5连接；所述对比模块预设有可燃气体初始设定值、温度初始设定值以及煤尘浓度初始设定值。所述可燃气体初始设定值包括甲烷空气浓度2.5％-5.3％和一氧化碳空气浓度10.0％-12.5％；所述氢气空气浓度设定值为2％-4％；所述温度初始设定值包括60℃-70℃；所述煤尘浓度初始设定值包括25g/m³-40g/m³。优选的，甲烷空气浓度初始设定值为5.3％；一氧化碳空气浓度初始设定值为12.5％；氢气空气浓度设定值为4％；温度初始设定值为60℃；煤尘浓度初始设定值为30g/m³；煤堆表面可能自燃温度的下限值主要是根据实际工程应用情况，实际工程中认为当煤粉表面温度达到60摄氏度左右时，煤堆内部已经存在自燃风险。对比模块对各类传感器的检测数据进行对比，如超过初始设定值则进行报警从而联动安全装置排出危险；初始设定值一般为爆炸极限浓度或自燃温度的下限，以保证在不频繁触发警报装置的同时还能有效进行安全预防。

所述温度传感器、所述一氧化碳浓度传感器、所述氢气浓度传感器、所述甲烷浓度传感器和所述煤尘浓度传感器分别沿煤场室长度方向均匀布置，每间隔25m-35m布置一组。优选的相邻约30m布置一组。能提高各类传感器的利用率，降低成本并且保证灵敏度或监测效率。所述防爆通风系统7包括至少一个轴流风机，所述轴流风机设置在煤场室的侧壁上，所述轴流风机与所述智能控制器4连接。所述抑尘降温系统6包括喷头、水管、储水箱和水泵；所述水管连接所述水泵和所述喷头，所述水泵位于所述水管和所述储水箱之间，所述水泵与所述智能控制器4连接；所述喷头均匀分布在煤场室内的顶部。所述惰性气体消防系统8包括惰性气体注入装置和存储装置，所述惰性气体注入装置设置在煤场室内侧壁，与所述智能控制器4和所述存储装置连接；所述存储装置内设置存储有惰性气体。根据煤场的面积大小确定在设置存储装置的同时是否还需要设置气体消防管网，如果煤场室体积较大还需另外设置与存储装置相连接的气体消防管网。

当智能控制器4通过传感器检测到温度小于初始设定值，则煤堆无自燃危险，同时判断可燃气体和煤尘浓度检测值：若智能控制器4通过传感器检测到可燃气体浓度检测值和煤尘浓度值均小于初始设定值时，抑尘降温系统6、防爆通风系统7和惰性气体消防系统8均维持关闭状态；若智能控制器4通过传感器检测到可燃气体浓度检测值大于等于初始设定值且煤尘浓度值小于初始设定值时，智能控制器4联锁开启防爆通风系统7，降低室内可燃气体浓度，直至可燃气体浓度降低至小于初始设定值后，关闭防爆通风系统7；若智能控制器4通过传感器检测到煤尘浓度检测值大于等于初始设定值，可燃气体浓度测试值小于初始设定值，智能控制器4联锁开启抑尘降温系统6，使得储水箱内的水流通过水泵流经水管和喷头，喷洒出来至煤层表面，直至检测煤尘浓度低于初始设定值，关停抑尘降温系统6；若可燃气体浓度和煤尘浓度检测值均大于等于初始设定值，智能控制器4联锁开启防爆通风系统7和抑尘降温系统6，直至检测煤尘浓度与可燃气体浓度均小于于设定值后，关闭防爆通风系统7和抑尘降温系统6。

当智能控制器4通过温度传感器检测到煤层温度大于等于初始设定值时，即煤场可能存在自燃危险，智能控制器4发出联锁信号，确保关闭防爆通风系统7，防止氧气持续引入封闭煤场引发爆炸危险，同时开启抑尘降温系统6使得煤层上方喷头喷水降低煤堆表面温度，同时判断可燃气体和煤尘浓度检测值：若可燃气体和煤尘浓度测试值均小于初始设定值，持续检测煤堆表面温度值，当煤堆表面温度测试值均小于初始设定值后，智能控制器4联锁关闭抑尘降温系统6；若可燃气体浓度检测值大于等于初始设定值，煤尘浓度测试值小于初始设定值，此时封闭煤场存在气体爆炸的危险，在抑尘降温系统6操作的同时，智能控制器4报警并联锁开启惰性气体消防系统8注入惰性气体，降低室内氧气浓度，防止室内可燃气体爆炸，惰性气体注入装置结束后，持续检测煤堆表面温度和可燃气体浓度，当煤堆表面温度小于初始设定值后，联锁关闭抑尘降温系统6，随后智能控制器4联锁开启防爆通风系统7进行事故后通风，排除室内惰性气体；若煤尘浓度检测值大于等于初始设定值，可燃气体浓度测试值小于初始设定值，此时封闭煤场存在煤尘爆炸的危险，智能控制器4报警并确保喷淋抑尘降温系统6持续运行，直至检测煤堆表面温度和煤尘浓度小于初始设定值后，关停喷淋抑尘降温系统6；若可燃气体浓度和煤尘浓度检测值均大于等于初始设定值，此时封闭煤场存在气体爆炸和煤尘爆炸的危险，在喷淋降温操作的同时，智能控制器4报警并联锁开启惰性气体消防系统8注入惰性气体，降低室内氧气浓度，防止室内可燃气体爆炸，惰性气体注入结束后，持续检测煤堆表面温度、可燃气体浓度和煤尘浓度，当煤堆表面温度和煤尘浓度小于初始设定值后，联锁关闭喷淋抑尘降温系统6，随后智能控制器4联锁开启防爆通风系统7进行事故后通风，排除室内惰性气体。

室内封闭煤场环境监测的安全控制系统还包括显示终端，所述显示终端与所述智能控制器4通过物联网无线连接。显示终端包括平板、手机、电脑等，运维人员可远程随时随地的通过显示终端查看煤场环境以及历史数据和警报次数等信息，方便在必要时提供人员直接帮助，实时对煤场情况进行管理，大大提高煤场管理安全系数。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，包括智能控制器以及分别与所述智能控制器连接的防爆通风系统、惰性气体消防系统、抑尘降温系统、温度检测系统、可燃气体浓度检测系统、煤尘浓度检测系统和报警装置；所述可燃气体浓度检测系统、所述智能控制器和所述报警装置分别设置在煤场室内；所述防爆通风系统设置在煤场室的侧壁上；所述惰性气体消防系统设置在煤场室内侧壁；所述抑尘降温系统设置在煤场室内的顶部；温度检测系统设置在煤场室内的煤层表面，煤尘浓度检测系统设置在煤场室内靠近煤堆的位置。

2.如权利要求1所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述可燃气体浓度检测系统包括一氧化碳浓度传感器、氢气浓度传感器和甲烷浓度传感器；所述煤尘浓度检测系统包括煤尘浓度传感器；所述温度检测系统包括温度传感器；所述氢气浓度传感器和所述甲烷浓度传感器设置在所述煤场室内的顶部；所述温度传感器设置在煤场室内的煤层表面；所述煤尘浓度传感器和所述一氧化碳浓度传感器位于煤场室内靠近煤堆的位置。

3.如权利要求2所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述智能控制器内设置对比模块，所述可燃气体浓度检测系统、所述煤尘浓度检测系统、所述温度检测系统分别通过信号线与所述对比模块连接；所述对比模块预设有可燃气体初始设定值、温度初始设定值以及煤尘浓度初始设定值。

4.如权利要求1所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述防爆通风系统包括至少一个轴流风机，所述轴流风机设置在煤场室的侧壁上，所述轴流风机与所述智能控制器连接。

5.如权利要求1所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述惰性气体消防系统包括惰性气体注入装置和存储装置，所述惰性气体注入装置设置在煤场室内侧壁，与所述智能控制器和所述存储装置连接；所述存储装置内设置存储有惰性气体。

6.如权利要求1所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述抑尘降温系统包括喷头、水管、储水箱和水泵；所述水管连接所述水泵和所述喷头，所述水泵位于所述水管和所述储水箱之间，所述水泵与所述智能控制器连接；所述喷头均匀分布在煤场室内的顶部。

7.如权利要求1所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，包括显示终端，所述显示终端与所述智能控制器通过物联网无线连接。

8.如权利要求3所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述可燃气体初始设定值包括甲烷空气浓度2.5％-5.3％和一氧化碳空气浓度10.0％-12.5％；所述氢气空气浓度设定值为2％-4％；所述温度初始设定值包括60℃-70℃；所述煤尘浓度初始设定值包括25g/m³-40g/m³。

9.如权利要求2所述的一种室内封闭煤场环境监测的安全控制系统，其特征在于，所述温度传感器、所述一氧化碳浓度传感器、所述氢气浓度传感器、所述甲烷浓度传感器和所述煤尘浓度传感器分别沿煤场室长度方向均匀布置，每间隔25m-35m布置一组。