一種圓形封閉煤場(chǎng)無(wú)死角紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

王艷春++尹新偉++陳婷

摘 要：近年來(lái)，封閉煤場(chǎng)，特別是封閉式圓形煤場(chǎng)以其占地面積相對(duì)小、單位面積儲(chǔ)煤量大、自動(dòng)化程度高、抗惡劣天氣強(qiáng)、對(duì)環(huán)境污染小、造型美觀等諸多特點(diǎn)，受到越來(lái)越多的燃煤電廠的青睞。同時(shí)，封閉式圓形煤場(chǎng)也存在一些問(wèn)題，煤場(chǎng)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(wèn)題。因此，該文提出了一種無(wú)死角紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于圓形堆料場(chǎng)測(cè)溫，來(lái)預(yù)防煤場(chǎng)火災(zāi)事故的發(fā)生。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TD441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（b）-0060-02

隨著國(guó)家環(huán)保意識(shí)的提高，現(xiàn)有熱電廠露天煤場(chǎng)對(duì)環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染，因此采用全封閉式的煤場(chǎng)是必然的趨勢(shì)。但是封閉煤場(chǎng)也存在諸多的問(wèn)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(cè)封閉圓形煤場(chǎng)溫度的系統(tǒng)解決方案，達(dá)到保障封閉煤場(chǎng)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(cè)的方法有測(cè)溫法和氣體分析法。其中，氣體分析法無(wú)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(cè)手段。測(cè)溫法分為接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)溫兩種方案，接觸式測(cè)溫方案無(wú)法監(jiān)測(cè)整個(gè)封閉圓形煤場(chǎng)各個(gè)動(dòng)態(tài)煤堆的溫度，故而封閉圓形煤場(chǎng)主要應(yīng)才用非接觸式測(cè)溫方案，即紅外測(cè)溫。但是，由于封閉圓形煤場(chǎng)內(nèi)的煤堆處在一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的狀態(tài)下，堆料機(jī)不斷的給煤至煤，場(chǎng)地面形成一個(gè)個(gè)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(chǎng)內(nèi)煤堆取，從而導(dǎo)致紅外測(cè)溫儀器形成多個(gè)視場(chǎng)死角而無(wú)法監(jiān)測(cè)其溫度。因此需要一種無(wú)死角紅外測(cè)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(cè)溫裝置通過(guò)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(chǎng)頂部設(shè)計(jì)導(dǎo)軌。

1 斗輪機(jī)上的紅外測(cè)溫裝置

安裝在斗輪機(jī)上的紅外掃描測(cè)溫裝置主要采用紅外掃描測(cè)溫儀作為溫度傳感器，通過(guò)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(dòng)載體，使之能夠完全監(jiān)測(cè)整個(gè)封閉煤場(chǎng)表面的溫度變化，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度時(shí)通過(guò)燃料安全信息系統(tǒng)軟件發(fā)出預(yù)報(bào)警信息，并通過(guò)系統(tǒng)軟件顯示報(bào)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(lái)經(jīng)濟(jì)損失和引發(fā)安全事故，確保封閉煤場(chǎng)的安全環(huán)境狀況得到有效預(yù)防，在不影響封閉煤場(chǎng)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(wú)死角監(jiān)測(cè)封閉煤場(chǎng)的溫度。

2 紅外測(cè)溫裝置安裝在煤場(chǎng)頂部導(dǎo)軌上

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

該方案是通過(guò)在封閉式圓形煤場(chǎng)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(cè)溫儀水平導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)封閉式圓形煤場(chǎng)無(wú)死角紅外測(cè)溫。水平導(dǎo)軌可在內(nèi)外圈導(dǎo)軌之間轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外測(cè)溫儀則可在水平導(dǎo)軌上來(lái)回自由移動(dòng)，水平導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及紅外測(cè)溫儀移動(dòng)位置由封閉圓形煤場(chǎng)智能控制器控制實(shí)現(xiàn)。通過(guò)水平導(dǎo)軌不停的轉(zhuǎn)動(dòng)及紅外測(cè)溫儀不停的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)封閉式圓形煤場(chǎng)無(wú)死角紅外測(cè)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(duì)該方案的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。

對(duì)封閉圓形煤場(chǎng)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)智能控制器先確定水平導(dǎo)軌當(dāng)前相對(duì)角度，再控制設(shè)備電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使測(cè)溫設(shè)備由內(nèi)圈導(dǎo)軌側(cè)運(yùn)動(dòng)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(dòng)使水平導(dǎo)軌按一定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或一定的外圈距離，具體角度或距離由封閉圓形煤場(chǎng)尺寸以及紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)溫范圍確定，現(xiàn)場(chǎng)智能控制器控制紅外測(cè)溫設(shè)備由外圈導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)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(chǎng)紅外測(cè)溫設(shè)備位于固定位置時(shí)，會(huì)形成多個(gè)測(cè)溫死角。利用控制器控制設(shè)備電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使紅外測(cè)溫設(shè)備由位置移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)無(wú)死角紅外測(cè)溫。

3 前端控制系統(tǒng)

紅外測(cè)溫系統(tǒng)采用若干臺(tái)在線(xiàn)式紅外測(cè)溫儀組成點(diǎn)陣測(cè)溫系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)煤場(chǎng)進(jìn)行全方位監(jiān)控，系統(tǒng)中也在紅外測(cè)溫儀上搭載可見(jiàn)光攝像頭，紅外測(cè)溫儀和可見(jiàn)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(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接到每臺(tái)紅外測(cè)溫儀和可見(jiàn)光高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，實(shí)時(shí)獲取紅外圖像視頻、全輻射溫度信息、可見(jiàn)光視頻圖像，并可以遠(yuǎn)程控制紅外測(cè)溫儀、可見(jiàn)光攝像機(jī)、高精度數(shù)字化云臺(tái)。

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

4 結(jié)語(yǔ)

封閉式圓形煤場(chǎng)中無(wú)死角紅外測(cè)溫，提高了溫度監(jiān)測(cè)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(tái)，還可直接無(wú)縫接入輸煤控制系統(tǒng)，同時(shí)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(lái)直接的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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