1、背景及意義

電力、水泥、石化、鋼鐵等行業儲煤方式有露天圍場和室內半密閉、密閉式，筒倉等方式，煤堆在大氣環境中會持續發生氧化反應，造成熱量集聚并不斷升溫，極易導致自燃。煤的氧化速度與氧化時產生的溫度成正比，煤的氧化速度在30-100℃時每增高1℃，氧化速度就提高2.2倍。當煤堆溫度超過60℃時，加速煤的氧化，煤堆平均溫度就劇烈上升，當煤堆溫度達到100℃時，1～2天即可達到自燃著火溫度（煤的著火點約在260-350℃左右），發生煤場自燃事故。在自燃起火的初期，由于低溫氧化會產生一氧化碳，同時氧氣的濃度也發生變化，因此需要設置一氧化碳和氧氣的檢測裝置，進行實時監測,以便早期發現，及時采取措施。由于煤發生氧化或通風系統故障會引起氧氣濃度降低，為了確保工作環境的安全,應保證氧氣的濃度在18%VOL以上；空氣中可燃氣體甲烷(CH4) 的含量應在1.5%以下，利用甲烷比空氣易擴散的特性，在排氣流集中部位的煤場上部安裝甲烷濃度檢測儀，進行實時監測；同時粉塵濃度超標時，也會帶來事故隱患，同樣在需在煤場上部安裝粉塵濃度檢測儀，進行實時監測。現有檢測手段一般分為人工巡檢、擋煤墻測溫傳感器、沿擋煤墻四周和在煤場墊底煤層鋪設感溫電纜/光纜，或者安裝煙感和可燃氣體探測器，主要面臨的問題有：

● 人工巡檢成本高、效率低，檢測死角多、檢測周期長、無法進行有效的數據分析和預警；

● 接觸式測溫傳感器安裝工程量大，定位自燃點難度大，存在監測盲區，損壞率高，維護量大；

● 感溫電纜或光纜獲得的溫度測點數量有限，且監測的是煤堆墊底煤處溫度，投資高、無法維護；

● 安裝煙感工程量大，事后監管，無法進行預警處理、檢修難度大；

● 人工或自動抽取可燃氣體進行取樣，實驗室進行色譜分析;工作量大，難以判斷自燃程度及區域。

2、方案

根據規程《火力發電運煤設計技術規程第3部分：運煤自動化》DL/T5187.3-2012第8.0.9條，“筒倉和封閉式煤場應設置安全監測系統。安全監測系統應具備溫度、可燃氣體（包括CH4和CO）、煙氣粉塵濃度檢測報警等功能。” GS-SMS1000煤場安全監測及預警系統基于物理與信息融合的新興物聯技術應用理念，是將溫度、煙氣、粉塵濃度及各種可燃氣體安全指數預警多項在線監測技術集成的智能化安全監測系統。它不僅集成了我司現有多項產品和技術，并且通過集成安裝于煤場內檢測通道、輸煤皮帶、擋煤墻等多個數據采集子系統融合通訊來完善系統功能，根據客戶需求不同，可以分模塊化獨立銷售，該系統可應用于各工業領域封閉式儲煤場，實現煤場安全數字化升級、改造。

3、主要功能

● 采集各子系統實時數據，包括煤堆、明火煤、擋煤墻、可燃氣體等;

● 根據煤堆場安裝的紅外雙視熱像儀、輸煤皮帶明火煤監測主機、擋煤墻無線測溫主機輸出的溫度數據，進行溫度分析功能，包括溫度超高報警、溫度趨勢分析等;

● 根據CH4、CO、煙霧、粉塵等探測器探測到的濃度進行分析，判斷是否進行報警;

● 具有綜合展示、實時溫度及濃度值顯示、報警狀態、報警信息顯示、歷史查詢等，除總覽界面為必要顯示功能區外，其他功能區域是否顯示是可以通過軟件權限管理進行配置;

● 支持外置LED參數屏，可實時顯示煤堆溫度、皮帶明火煤溫度、氣體濃度、煙感報警信息。

4、價值

● 可7×24小時實時監測煤堆場溫度場分布情況，熱點跟蹤及定位，保障儲煤設備安全;

● 滿足防爆場合應用，實現全方位、無死角、高清監測，確保看的清、測的準、用的久;

● 采用非接觸測溫技術，改變傳統測溫方式的不足，施工量小、免維護、壽命長;

● 減少人工巡視，降低勞動強度，避免人員進入高粉塵、高污染環境，提高員工職業健康水平;

● 防火于未“燃”，在火災初期即可發現事故隱患，提前預警處理，減少事故升級;

● 按照風險等級，設置多級報警，支持報警聯動消防設施，降低事故損失;

● 采用模塊化設計，集成國內外主流產品;可根據不同場景應用進行靈活配置，擴展性強;

● 采用B/S架構及組態圖形式多維展示及預警，無需各子系統單獨顯示，減少控制室顯示器配置;

5、應用案例