电厂原煤斗智能监控系统的研究与应用

［摘 要］燃煤电厂原煤斗越来越难以满足安全生产的要求，主要是由于原煤斗内易蓄热，热量大，难以释放，灭火难度大，且煤炭的低温氧化、热量积聚过多易发生自燃现象，对电厂安全运行产生严重影响。针对此类问题，利用温度传感器研发原煤斗智能监控系统，对原煤斗各个高度及方位的温度进行监控，远程监控原煤斗，可有效避免煤粉自燃、温度过高等安全事故的发生。文章针对某电厂原煤斗智能监控系统的研究与应用进行了分析。

［关键词］智能监控系统；智能监控；电厂技术；电厂原煤斗

［中图分类号］TD636 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）04–0012–03

随着社会对安全生产及环保要求的不断提高，燃煤电厂面临着更加严峻的挑战，其中原煤斗的安全管理成为亟待解决的问题。原煤斗因易蓄热、难以释放热量，以及煤炭的低温氧化和热量积聚等问题，易发生自燃现象，给电厂安全运行带来严重威胁。自燃不仅导致原煤斗内部温度升高，而且可能引发火灾，给电厂的安全生产造成巨大损失。因此，对原煤斗进行智能监控和管理，及时发现和处理潜在的安全隐患，对于确保电厂的安全运行具有重要意义。

在这种背景下，引入智能监控系统成为改善燃煤电厂原煤斗安全管理的关键举措。智能监控系统通过实时监测原煤斗内部的温度、湿度等关键参数，可及时发现异常情况并进行预警，从而有效降低自燃的风险。与传统的人工巡检相比，智能监控系统能够实现全天候、全方位的监测，大幅提高监测的准确性和及时性，为电厂安全生产提供可靠的技术支持。

然而，尽管智能监控系统在原煤斗安全管理中具有巨大潜力，但其在实际应用中仍面临一系列技术和工程难题。如何有效解决传感器的准确性、数据采集和处理的效率、系统的稳定性等问题，是当前亟待攻克的关键挑战。

1 电厂原煤斗介绍

电厂原煤斗是燃煤电厂中至关重要的设备之一，其主要功能包括接收、存储和输送原煤，为电厂稳定、高效地进行燃煤发电提供了基础支持。电厂原煤斗通常位于燃煤系统的起始位置，紧邻煤场或煤矿。其作用是接收从煤场或煤矿运来的原煤，并将其储存，以适应电厂的燃煤需求。原煤斗的结构通常由坚固的金属构件构成，以承受原煤的重量和在输送过程中产生的力。其设计考虑了原煤的流动性、粒度和湿度等因素，以确保斗体内的原煤能够顺利流动。进料口位于斗体的顶部，通常通过输送系统接收原煤，而出料口则位于底部，连接到后续的煤破碎机、煤磨机等设备。原煤斗不仅是一个临时储存设备，还是原煤输送系统的起点。通过输送机械，如皮带输送机或螺旋输送机，原煤能够从斗体底部顺利传送至下游的处理设备。这种系统设计使得电厂能够保持高效的生产，并在煤矿运输不稳定或电厂负荷波动的情况下保持运行的平稳性。为确保电厂的安全运行，原煤斗通常配备有先进的安全控制系统。该系统监测斗体内外的温度、压力及振动等参数，一旦发现异常，能够及时采取措施，如停机或报警，以防范潜在的安全风险。为保障原煤斗的长期可靠运行，定期的维护和清理必不可少。清理工作包括对斗体内的积灰进行清理，检查输送系统的运行状态，并及时修理或更换磨损的部件，以确保设备在高效工作的同时具备稳定性和可靠性。电厂原煤斗的设计与运行对整个燃煤电厂的稳定性和效率有着深远的影响，因此对其结构和性能的深入理解至关重要。

2 原煤斗智能监控系统概述

2.1 原煤斗的安全管理需求

原煤斗作为燃煤电厂的重要组成部分，其安全管理至关重要。原煤斗的性质导致其存在着诸多安全隐患，因此需要进行有效的管理和监控以确保电厂的安全运行。原煤斗内部的煤粉易自燃，尤其是在储存和运输过程中，由于煤炭的低温氧化和热量积聚，容易发生自燃现象，进而引发火灾事故。原煤斗内部存在着热量蓄积问题，特别是在运输过程中，由于煤炭的热量难以及时释放，容易导致温度升高，进而引发煤粉自燃。此外，原煤斗内部还可能存在温度不均匀、湿度过高等问题，进一步加剧了安全隐患的存在。因此，为确保电厂的安全运行，必须对原煤斗进行全面、准确的监控和管理，及时发现和处理潜在的安全隐患，防止火灾和其他安全事故的发生。而引入原煤斗智能监控系统成为解决这一问题的关键举措，其通过实时监测原煤斗内部的温度、湿度等关键参数，及时发现异常情况并进行预警，为电厂的安全生产提供有力保障。

2.2 智能监控系统的定义与特点

智能监控系统是一种集成了先进的信息技术、传感器技术和智能算法的系统，用于实时监测、数据采集、分析和管理特定对象或系统的状态。其核心目标是通过智能化手段，对监控对象的各种参数进行实时监测和分析，以实现对目标状态的全面掌控和及时响应。

智能监控系统的特点包括：①具有高度自动化和智能化的特性，能够自主地进行数据采集、处理和分析，减轻了人工干预的负担，提高了监控效率和精度；②具备实时监测和预警功能，能够及时发现异常情况并进行预警，有助于及早采取相应措施以防止事故发生或减小损失；③具有灵活性和可扩展性，能够根据不同的监控对象和需求进行定制和调整，满足各种不同场景和应用的需求；④具有远程监控与管理的能力，管理者可通过网络或云平台实时监视监控对象的状态，并进行远程控制和操作，实现了地域上的无缝管理。

综上所述，智能监控系统通过结合先进的技术手段，为各种领域的监控和管理工作提供了高效、精准的解决方案，成为现代生产和管理中不可或缺的重要工具。

2.3 智能监控系统的组成和特点

智能监控系统的组成主要包括传感器与数据采集设备、数据存储与处理单元、分析与决策系统以及用户界面与报警系统。传感器与数据采集设备是监控系统的基础组成部分，通过传感器实时监测目标对象的各种参数，如温度、湿度、压力等，并将采集到的数据传输至数据存储与处理单元。数据存储与处理单元负责接收、存储和处理传感器采集到的数据。这些数据可存储在本地服务器或云端，经过预处理和分析后，用于生成监控报告、趋势分析等。分析与决策系统是智能监控系统的核心部分，其利用数据分析算法、人工智能技术等对采集到的数据进行深度分析，识别出潜在的异常情况，并根据预设的规则和策略进行智能决策和预警。用户界面与报警系统提供了监控系统的操作界面和报警功能。通过用户界面，用户可实时查看监控对象的状态、报告和趋势分析，并进行必要的操作和控制。报警系统则负责根据分析与决策系统的结果，及时发出警报，提醒用户关注可能的异常情况，以便及时采取措施。

3 某电厂原煤斗智能监控系统的设计

文章以某电厂原煤斗项目为例，设计原煤斗智能监控系统，通过对原煤斗各个高度各个方位的温度监控，消除煤粉自燃等安全事故的发生。该智能监控系统可分为软件和硬件部分，其系统架构如图1 所示。

3.1 软件部分

（1）数据采集与监控软件。该软件用于实时采集原煤斗内部各个高度各个方位的温度数据，并将数据传输至监控中心进行实时监控和分析。软件应具备稳定的数据采集功能，能够准确地记录温度数据，并支持实时报警功能，以便在温度异常时能够及时发出警报。

（2）数据分析与历史查询软件。该软件用于对采集到的温度数据进行分析和处理，生成历史曲线图，同时，可发现温度异常的原煤斗，预警发生的自燃等安全事故，从而采取相应的措施避免事故发生。温度历史曲线如图2 所示。

（3）远程监控与管理软件。该软件用于远程监控和管理原煤斗智能监控系统，实现对系统的远程控制和操作。通过远程监控软件，管理者可随时随地对原煤斗的温度监控系统进行监视和管理，及时响应异常情况，保障电厂安全运行。

3.2 硬件部分

（1）温度传感器。原煤斗温度传感器是一种用于测量原煤斗温度的传感器设备。传感器通常需要具有一定的耐高温性能，以确保其在高温环境下的稳定性和可靠性。原煤斗温度传感器通过测量原煤的温度，可帮助操作人员及时采取必要的措施，以确保系统的正常运行和生产安全。本研究采用热电偶、电阻温度检测器。热电偶通过测量两个不同金属之间的温差来产生电压信号，从而实现温度测量。电阻温度检测器则利用电阻值随温度变化的特性进行温度测量。原煤斗温度传感器通常安装在原煤斗的关键位置，以确保准确测量原煤的温度。安装位置的选择取决于具体的工艺流程和温度分布情况。传感器通常会输出一个电信号，该信号的变化与原煤的温度变化成正比，可被连接到监控系统或控制系统中，以实现对原煤温度的实时监测和控制。

（2）数据采集模块。数据采集模块负责将温度传感器采集到的数据进行处理和传输。其通常包括数据采集器、数据传输线路等组件，能够将采集到的温度数据传输至监控系统，并确保数据的稳定性和可靠性。

（3）监控终端设备。监控终端设备用于接收、显示和管理监控系统采集到的温度数据。可以是计算机、平板电脑或专用的监控终端，用于实时监视原煤斗的温度情况，并进行必要的操作和处理。

这些软硬件设备共同组成了一个完整的原煤斗智能监控系统，能够有效地实现对原煤斗的温度监控和安全管理。

4 结束语

针对燃煤电厂原煤斗难以满足安全生产要求的问题，文章对原煤斗智能监控系统进行了研究。通过该系统，可有效避免煤粉自燃、温度过高等安全事故的发生，提高电厂的安全运行水平。研究结果表明，通过监测原煤斗内部温度的变化情况，及时发现温度异常，并结合火源位置探测技术，可迅速确定潜在的火源位置，有针对性地进行灭火处理，最大限度地减少自燃引发的安全隐患。未来，可进一步完善监控系统的功能和性能，提高系统的可靠性和智能化水平，以应对电厂安全管理的不断挑战。

参考文献

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