王艷春++尹新偉++陳婷

摘 要：近年來，封閉煤場，特別是封閉式圓形煤場以其占地面積相對小、單位面積儲煤量大、自動化程度高、抗惡劣天氣強(qiáng)、對環(huán)境污染小、造型美觀等諸多特點(diǎn)，受到越來越多的燃煤電廠的青睞。同時，封閉式圓形煤場也存在一些問題，煤場內(nèi)煤堆怎么樣防止自燃現(xiàn)象發(fā)生，就是很多火電廠面臨的問題。因此，該文提出了一種無死角紅外測溫技術(shù)應(yīng)用于圓形堆料場測溫，來預(yù)防煤場火災(zāi)事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：封閉圓形煤場 紅外測溫 斗輪機(jī) 導(dǎo)軌 控制系統(tǒng)

中圖分類號：TD441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0060-02

隨著國家環(huán)保意識的提高，現(xiàn)有熱電廠露天煤場對環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染，因此采用全封閉式的煤場是必然的趨勢。但是封閉煤場也存在諸多的問題，比如通風(fēng)性較差，有害氣體較多，煤易自燃等。該文提出了一種監(jiān)測封閉圓形煤場溫度的系統(tǒng)解決方案，達(dá)到保障封閉煤場安全的目的。

迄今為止被認(rèn)為真正能成功應(yīng)用于煤炭自燃監(jiān)測的方法有測溫法和氣體分析法。其中，氣體分析法無法準(zhǔn)確定位高溫區(qū)域位置和發(fā)展變化速度，并受通風(fēng)壓力、風(fēng)量等的影響，故而在應(yīng)用中常作為一種輔助監(jiān)測手段。測溫法分為接觸式測溫和非接觸式測溫兩種方案，接觸式測溫方案無法監(jiān)測整個封閉圓形煤場各個動態(tài)煤堆的溫度，故而封閉圓形煤場主要應(yīng)才用非接觸式測溫方案，即紅外測溫。但是，由于封閉圓形煤場內(nèi)的煤堆處在一個動態(tài)變化的狀態(tài)下，堆料機(jī)不斷的給煤至煤，場地面形成一個個緊靠在一起的圓錐形煤堆，取料機(jī)則把先進(jìn)入封閉圓形煤場內(nèi)煤堆取，從而導(dǎo)致紅外測溫儀器形成多個視場死角而無法監(jiān)測其溫度。因此需要一種無死角紅外測溫方案，在目前現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，該文提出了兩種方案：一是目前應(yīng)用方案，紅外測溫裝置通過空間定位控制機(jī)構(gòu)安裝在堆取料機(jī)中心柱上；二是在封閉圓形煤場頂部設(shè)計導(dǎo)軌。

1 斗輪機(jī)上的紅外測溫裝置

安裝在斗輪機(jī)上的紅外掃描測溫裝置主要采用紅外掃描測溫儀作為溫度傳感器，通過空間定位控制機(jī)構(gòu)安裝在堆取料機(jī)中心柱頂端，堆取料機(jī)做為行動載體，使之能夠完全監(jiān)測整個封閉煤場表面的溫度變化，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度時通過燃料安全信息系統(tǒng)軟件發(fā)出預(yù)報警信息，并通過系統(tǒng)軟件顯示報警溫度和出現(xiàn)高溫的空間位置，防止發(fā)生自燃的煤炭帶來經(jīng)濟(jì)損失和引發(fā)安全事故，確保封閉煤場的安全環(huán)境狀況得到有效預(yù)防，在不影響封閉煤場堆取料機(jī)及其他設(shè)備正常工作的情況下，可實(shí)現(xiàn)全自主、全天候、無死角監(jiān)測封閉煤場的溫度。

2 紅外測溫裝置安裝在煤場頂部導(dǎo)軌上

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

該方案是通過在封閉式圓形煤場設(shè)置三條導(dǎo)軌：中心位置內(nèi)圈導(dǎo)軌、棚頂外圈導(dǎo)軌以及紅外測溫儀水平導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)封閉式圓形煤場無死角紅外測溫。水平導(dǎo)軌可在內(nèi)外圈導(dǎo)軌之間轉(zhuǎn)動，紅外測溫儀則可在水平導(dǎo)軌上來回自由移動，水平導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動角度以及紅外測溫儀移動位置由封閉圓形煤場智能控制器控制實(shí)現(xiàn)。通過水平導(dǎo)軌不停的轉(zhuǎn)動及紅外測溫儀不停的移動實(shí)現(xiàn)封閉式圓形煤場無死角紅外測溫，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 具體實(shí)施方式

為使該方案的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，下面對該方案的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。

對封閉圓形煤場進(jìn)行測溫時，現(xiàn)場智能控制器先確定水平導(dǎo)軌當(dāng)前相對角度，再控制設(shè)備電機(jī)轉(zhuǎn)動使測溫設(shè)備由內(nèi)圈導(dǎo)軌側(cè)運(yùn)動至外圈導(dǎo)軌側(cè)，期間完成當(dāng)前角度方向上片區(qū)溫度掃描。之后控制導(dǎo)軌電機(jī)轉(zhuǎn)動使水平導(dǎo)軌按一定的方向轉(zhuǎn)動一個角度或一定的外圈距離，具體角度或距離由封閉圓形煤場尺寸以及紅外測溫設(shè)備測溫范圍確定，現(xiàn)場智能控制器控制紅外測溫設(shè)備由外圈導(dǎo)軌運(yùn)動至內(nèi)圈導(dǎo)軌，完成當(dāng)前角度方向上片區(qū)溫度掃描，如此往復(fù)。

該裝置封閉圓形煤場紅外測溫設(shè)備位于固定位置時，會形成多個測溫死角。利用控制器控制設(shè)備電機(jī)轉(zhuǎn)動使紅外測溫設(shè)備由位置移動，在移動過程中可實(shí)現(xiàn)無死角紅外測溫。

3 前端控制系統(tǒng)

紅外測溫系統(tǒng)采用若干臺在線式紅外測溫儀組成點(diǎn)陣測溫系統(tǒng)，對整個煤場進(jìn)行全方位監(jiān)控，系統(tǒng)中也在紅外測溫儀上搭載可見光攝像頭，紅外測溫儀和可見光高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)均提供以太網(wǎng)絡(luò)接口，遠(yuǎn)程主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接到每臺紅外測溫儀和可見光高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，實(shí)時獲取紅外圖像視頻、全輻射溫度信息、可見光視頻圖像，并可以遠(yuǎn)程控制紅外測溫儀、可見光攝像機(jī)、高精度數(shù)字化云臺。

封閉圓形煤廠的安全信息平臺通過數(shù)據(jù)接口與紅外測溫系統(tǒng)進(jìn)行命令交互、數(shù)據(jù)交換，并在后臺實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的報表統(tǒng)計、分析及輔助決策等，封閉煤場共用兩臺操作員站計算機(jī)，布置于輸煤程控室內(nèi)，實(shí)時對煤場的安全信息進(jìn)行監(jiān)測，具備實(shí)時溫度狀態(tài)可視、異常報警、三維顯示、系統(tǒng)用戶管理、歷史記錄查詢等主要功能，圖2為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

4 結(jié)語

封閉式圓形煤場中無死角紅外測溫，提高了溫度監(jiān)測的可靠性，降低了煤堆自燃的概率。該方案不僅可以設(shè)獨(dú)立的上位機(jī)軟件平臺，還可直接無縫接入輸煤控制系統(tǒng)，同時集監(jiān)視、控制、管理為一體，切實(shí)保障人身安全、提前預(yù)防，降低重大事故發(fā)生率和經(jīng)濟(jì)損失，可為企業(yè)帶來直接的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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