【摘要】目前國內(nèi)解決散煤露天堆放污染環(huán)境的問題，大多采用筒倉來存儲，現(xiàn)擬用氣膜球倉來代替筒倉儲煤。因氣膜球倉屬于相對封閉的建筑物，因此帶來了安全防爆的新問題。為防止氣膜球倉內(nèi)發(fā)生意外事故，增設(shè)氣膜球倉安全監(jiān)測系統(tǒng)，對氣膜球倉儲煤的溫度、可燃性氣體、CO氣體、煙霧等參數(shù)進行監(jiān)測，確保其運行參數(shù)處于安全控制范圍之內(nèi)。

【關(guān)鍵詞】氣膜球倉；安全；監(jiān)測

1、氣膜球倉的定義

以噴涂硬質(zhì)泡沫塑料加強的充氣膜結(jié)構(gòu)為模版，采用噴射混凝土施工形成的鋼筋混凝土殼體結(jié)構(gòu)，形成的封閉式建筑物。

2、氣膜球倉安全監(jiān)測系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)概況

氣膜球倉安全監(jiān)測系統(tǒng)由各種傳感器探頭，就地模塊采集端子箱，RS485/CAN網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)和工控機系統(tǒng)（操作站）組成；系統(tǒng)對儲煤氣膜球倉的各種參數(shù)（溫度、可燃氣體濃度、CO、煙霧、料位等）進行監(jiān)測，對采集的數(shù)據(jù)進行計算儲存分析，可打印記錄和實時報警，操作站設(shè)置在控制室內(nèi)。

3、安全檢測

3.1溫度監(jiān)測

每個氣膜球倉倉壁底部、中部設(shè)置多個測溫點，溫度檢測元器件的具體設(shè)置數(shù)量根據(jù)倉壁直徑及溫度檢測元器件的檢測范圍確定，溫度探頭采用鉑電阻為檢測元件，溫度探頭自帶保護管。

溫度檢測元器件的主要技術(shù)指標：

輸出信號為：4～20mA

測溫范圍：0℃+200℃

誤差：0.0075*被測量值（國標）

環(huán)境溫度： <80℃

3.2 可燃氣體監(jiān)測

每個氣膜球倉配置2支可燃氣體檢測器（CH4）。安裝在儲煤氣膜球倉頂部，伸入倉內(nèi)500㎜；主要監(jiān)測氣膜球倉內(nèi)部揮發(fā)的可燃氣體濃度。

可燃氣體檢測變送器主要技術(shù)指標：

檢測范圍： 0～100%LEL

報警限設(shè)定：25%LEL 一次報警 40%LEL 二次報警（報警設(shè)置值可調(diào)）

電 源： +24 V.DC

輸 出： 4～20 mA

檢測原理：催化燃燒式

標準氣體：甲烷標氣

信號傳輸距離：≤1000米

精度：±5%F.S

工作環(huán)境溫度：-40～+70℃

工作環(huán)境濕度：<95%

防爆等級：根據(jù)實際情況

防護等級：根據(jù)實際情況

檢測原理（催化燃燒式）：以載體催化元件作為測量可燃氣體濃度的敏感元件，當可燃氣體與元件表面的催化劑相接觸時，由于催化作用使可燃氣體在較低溫度下加快氧化發(fā)熱，即無焰燃燒，以致使元件溫度升高，阻值增大，引起元件接入的惠斯通電橋產(chǎn)生不平衡輸出電壓，檢測該電壓的變化即反映元件所在場合中可燃氣體的濃度變化。

3.3 CO氣體監(jiān)測

每個氣膜球倉配置2支一氧化碳檢測器。安裝在儲煤氣膜球倉頂部，伸入氣膜球倉500㎜；主要監(jiān)測氣膜球倉內(nèi)部揮發(fā)的有毒氣體CO的濃度。

有毒氣體檢測變送器主要技術(shù)指標：

測量范圍：0-500ppm

報警上限：低限報警設(shè)定值為25%LEL和高限報警設(shè)定值50%LEL，報警上限設(shè)置值可調(diào)

檢測原理：催化燃燒式

標準氣體：CO標氣

信號傳輸距離：≤1000米

精度：±5%F.S

工作環(huán)境溫度：-40～+70℃

工作環(huán)境濕度：<95%

防爆等級： 根據(jù)實際情況

防護等級：根據(jù)實際情況

3.4煙霧監(jiān)測

每個氣膜球倉配置2支煙霧檢測器。安裝在儲煤氣膜球倉頂部，伸入倉內(nèi)500㎜。主要監(jiān)測氣膜球倉內(nèi)部空間是否出現(xiàn)火災(zāi)或儲煤陰燃產(chǎn)生的煙霧。

煙霧檢測器的主要技術(shù)指標：

電壓范圍： 15至32VDC

工作溫度范圍： -10℃至50℃

工作濕度范圍： 10%至95%RH相對濕度，無凝結(jié)

最大平均監(jiān)控電流： 300uA@ 24VDC每10秒通訊一次并閃亮LED）

最大報警電流（LED亮）：6.5mA@ 24VDV

煙霧檢測器不受強磁干擾，不怕潮濕，在低溫狀態(tài)下能正常工作；具有三次取樣比較的功能，在被檢測空間出現(xiàn)一次性過煙或其他類似干擾，檢測器自身識別，避免誤報。

3.5料位監(jiān)測

每個氣膜球倉配置一支料位檢測器及配套的儀表及部件。設(shè)備能連續(xù)測量煤位，探測高度根據(jù)實際情況確定。雷達料位計安裝在儲煤氣膜球倉頂部的中心處，通過數(shù)據(jù)采集至計算機工控系統(tǒng)上。

雷達料位計主要技術(shù)指標：

應(yīng)用：液體或固體

過程連接：螺紋、萬向節(jié)

過程溫度：-40℃～200℃

過程壓力：-1～40bar（-100--4000kpa）

信號輸出：兩線制/四線制4-20mA

電 源： +24 V.DC

防護等級：IP68

帶現(xiàn)場顯示，法蘭安裝

3.6數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)

系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)采集箱以及計算機測控系統(tǒng)。

控制室配置一套上位機系統(tǒng)，上位機系統(tǒng)包括操作臺一臺、工控機一臺（包括標準鍵盤、鼠標）、顯示器一臺、打印機一臺、不間斷電源一臺以及與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集箱通訊的通訊模塊。PLC裝置的各類型I/O點均留有20%的裕度，I/O插槽也留有20%的插槽裕度。計算機測控系統(tǒng)配備最新工控組態(tài)軟件，應(yīng)具有逼真畫面顯示、人機對話、報警記錄、事故追憶查詢、打印報表以及數(shù)據(jù)曲線等功能。

溫度的監(jiān)測：溫度變送器采用三線制，其4-20mA輸出信號經(jīng)溫度采集模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，通過RS485/CAN網(wǎng)傳輸?shù)接嬎銠C中。每個氣膜球倉配備的溫度檢測元器件配置一臺壁掛數(shù)據(jù)采集箱。

煙霧的監(jiān)測：煙霧檢測器將檢測到的（開關(guān)）信號連接到采集模塊上，再通過網(wǎng)絡(luò)把信號傳送到計算機中。

可燃氣體的監(jiān)測：可燃氣體檢測器采用三線制，其4-20mA輸出信號經(jīng)采集模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，通過RS485/CAN網(wǎng)傳輸?shù)接嬎銠C中。

CO氣體的監(jiān)測：一氧化碳氣體檢測器采用三線制，其4-20mA輸出信號經(jīng)采集模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，通過RS485/CAN網(wǎng)傳輸?shù)接嬎阒小?/p>

每個氣膜球倉配置的2套一氧化碳氣體檢測器、2套可燃氣體檢測器、2套煙霧檢測器、1套雷達料位計，配置一臺壁掛數(shù)據(jù)采集控制箱。

結(jié)語：

在氣膜球倉內(nèi)設(shè)置安全監(jiān)測系統(tǒng)是非常有必要的，用戶可實時對氣膜球倉內(nèi)儲煤的溫度、可燃性氣體、CO氣體、煙霧、料位等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。針對不同規(guī)模的氣膜球倉存放不同種類的煤種時，應(yīng)根據(jù)氣膜球倉的規(guī)模以及煤種特性等實際情況，調(diào)整檢測傳感器的種類、安裝位置、安裝數(shù)量等，確保危險源與檢測傳感器種類對應(yīng)，確保各類檢測傳感器的檢測保護范圍能夠覆蓋氣膜球倉，確保各類檢測傳感器運行參數(shù)處于安全控制范圍之內(nèi)，防止事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]張靜，白建明.火電廠貯煤筒倉安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].《水利電力機械》，2004年6期.

[2]郭湛，包平，宋存義.火電廠貯煤筒倉安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].《微計算機信息》，2006年7期.

作者簡介：

魏一濤，大連港口設(shè)計研究院有限責任公司，遼寧大連。