封闭式储煤场安全监测系统应用研究

摘 要：近年来，封闭式储煤场安全监测系统在煤矿及火电厂等企业应用越来越广泛，担负着保障企业煤场安全的重任，本文结合南屯煤矿封闭煤场实际情况，详细介绍了封闭式储煤场安全监测系统的应用，对今后进一步推廣使用具有一定的借鉴意义。

关键词：封闭式储煤场；安全监测；应用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.056

0 引言

目前，我国主要的燃料能源仍然是煤炭，在电厂或者煤矿一般都建有一个或多个储煤场，煤与空气的接触，不仅会风化，使煤的质量变坏，而且还会经常发生煤堆发热和自燃现象，从而造成能源的浪费，环境的污染，同时也给安全生产带来了相当大的隐患，使企业利益受到损失。基于这种情况封闭式储煤场安全监测系统被广泛应用到电厂和煤矿企业中。

1 封闭式煤场环境监测的必要性

在煤矿、火力发电厂、热电厂等需要对煤炭进行存储、周转的场所，煤与空气长期接触会发生氧化反应，释放热量。煤堆外层的热量虽然能够得到散发，但由于煤堆内部空气流动缓慢、通风差、造成内部热量的积累，煤堆内部的温度越来越高，当温度超过煤的自燃点时，就会产生自燃，对人员、设备造成极大的损害。同时，伴随煤的自燃也会产生一氧化碳、甲烷等有毒有害气体，在目前国家大力实施环境治理的形式下，对煤堆温度进行实时有效的监测具有巨大的社会效益与经济效益，是实施“电子煤场”的重要组成部分，具有非常大的必要性。

2 现有煤堆温度的监测方式

（1）人工巡检：采用人工手持温度计巡逻的方式。缺点：无法实施24小时实时监测，达不到有效的测量密度，由于现场的环境恶劣，大型设备多，给巡检人员的安全性也带来影响。（2）使用红外温枪或热成像设备。缺点：只能测量煤堆的表面温度，煤堆的自热自燃主要是从内部开始，达不到监测的目的。（3）智能无线温度监测系统。插入式测温仪探杆长度2米，内置3个测温点，通过无线方式将监测到的温度数据传输到主机和上位机。实现24小时实时监测，精度高且不受环境影响，并解决了布线难及人工安全问题。

3 封闭煤场内可燃气体的监测方式

在封闭式储煤场环境中，有大量的可以引起煤尘和气体爆炸的物质悬浮在空中，一旦这些物质得到积聚，就有可能瞬间引起爆炸，造成不必要的经济损失和人员伤亡，因此对这种灾害事先做好预防具有非常重要的意义。对于工作中的料场，要采用水除尘装置降低落料点粉尘浓度，并设置粉尘浓度检测仪来监测煤场内粉尘的浓度。在自燃起火的初期，由于低温氧化会产生一氧化碳，同时氧气的浓度也发生变化。因此，需要设置一氧化碳和氧气的检测装置，进行实时监测，以便早期发现，及时采取消防措施。由于煤发生氧化或通风系统故障会引起氧气浓度降低，为了确保工作环境的安全，应保证氧气的浓度在 18%以上。排气中可燃气体甲烷（CH4） 的含量应在1.5%以下，利用甲烷比空气易扩散的特性，在排气流集中部位的煤场上部安装甲烷浓度检测仪，进行实时监测。

4 封闭煤场环境在线监控系统的工作原理

4.1 封闭煤场环境在线监测系统示意图（图1）

4.2 智能监控主机

（1）智能监控主机与上位机软件可以采取RS485串口通信、以太网通信和GPRS远程无线通信三种通信方式。（2）开关量。系统支持4路开关量输入，采用干接点输入方式；支持4路继电器输出；具有1路报警器输出接口。（3）模拟量。支持2路模拟量输入，可以连接具有4-20mA / 0-5V / 0-10V模拟量输出的变送器。

5 后台监控软件

后台监控软件是一款基于B/S架构的智能监控系统平台软件。该软件功能强大、稳定可靠，支持网页访问，方便客户通过电脑、手机、平板随时随地掌握各个监测点的数据。主要功能如下：（1）支持系统配套所有的变送器或采集器；（2）最多可接入25000个采集点；（3）开发数据库接口，可支持外部平台软件的接入；（4）支持检测对象越限报警，开关量输入报警；（5）支持网页实时数据，实时曲线浏览；（6）支持WEB端历史数据列表查看，曲线查看看；（7）不同的网络管理员权限，方便用户分层管理；（8）可挂接报警装置实现事故声光报警。

6 实施方案

（1）项目现场情况概述。以兖矿集团南屯煤矿3号封闭煤场为例。该煤场采用钢网架形式封闭，设计储煤量4.5万吨，长度160米，宽度70米，总占地面积11200㎡。

（2）测温节点分布设计。水平方向（长度和宽度方向）每隔30米左右布置一个测温节点，测温节点与煤面垂直方向插入。

（3）可燃气体浓度检测点分布设计。在条形煤场内钢结构两侧马道上，按照该煤场（160×70）㎡的设计来算，总共可布置CH4浓度检测仪、CO浓度检测仪各5台、氧气检测仪3台。粉尘检测仪安装在进封闭煤场马道上，测量时将仪器安装在三角支架上固定使用，采样头迎着风流方向，根据该煤场大小，布置2台即可。

7 结语

封闭式储煤场安全监测系统在煤矿及火电厂等企业应用越来越广泛，在工程设计过程中根据现场实际情况，制定出合理的配置方案，既能保证企业生产的安全高效运转又能实现对环境质量的有效保护。

参考文献：

[1]张春光，李波，欧阳兴东，何楚峰，宋振霆.圆形煤场防自燃监测系统设计[J].科技与创新，2018（01）.

[2]陶明如.煤场安全监测系统在电厂内的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014（08）.

作者简介：许涛（1983-），男，山东邹城人，本科，研究方向：工业与民用供配电设计。