煤场无线温探杆测温系统

煤炭自燃不仅降低煤炭质量，还会造成火灾，并产生大量的烟雾烟尘，形成二氧化硫、氮氧化物、烃类等有害气体，将对企业和环境造成严重的破坏和影响。通过使用煤堆测温仪对煤场煤堆内部进行温度监测，可及时了解煤堆内部的发热状况，及早采取措施，消除煤堆自燃现象的发生，防止煤场煤堆自燃带来的严重后果。

插入式测温仪通过测温探杆对具有一定高度或深度的物料进行温度监测，常备搭配在封闭煤场环境监控系统、筒仓安全监测系统中，是煤场煤温监测防煤自燃的重要管理手段。

堆场往往会把煤堆压实后储存,导致孔隙率减小,煤堆氧化层的深度也相应减小,根据现场经验,氧化层往往位于表层以下1米至4米深度范围。从煤场实际情况看,煤堆自燃还表现出非常明显的局部区域发性特点,原因有很多,比如某位置存在一些煤块,导致该位置的供氧条件很好;或者某位置的煤在堆放过程中受潮,含水分较多。首先发生自热的位置称为“热点”,热点相比于煤堆的其它位置,首先满足了自燃的条件,更早的开始发热自燃,自燃一旦开始,煤温就可以达到230度,此时热点放热速度很快,向四周传导,感染本来还没有发热、还没有满足自燃条件的煤堆,促使它们开始升温,并加速氧化反应,加速进入自燃状态,如此循环,热点的区域体积不断扩大,不仅造成越来越大的损失,也因为体积太大而很难处理。这就是为什么当我们观察到煤堆表面冒烟,再把煤堆翻开后发现无论是氧化层、冷却层还是室息层都开始自燃的原因。综上所述,我们预防煤堆自燃的关键就是尽早发现热点,在热点刚刚出现,感染的体积还比较小的时候,发现热点,就采 取措施把祸患消灭掉,极大的减小了损耗,而且很容易处理。

二、监测方案

1、煤堆监控方案的主要设计原则是通过有效手段了解整个煤堆内部温度情况。

现状是：人工巡检是现场为通行的作法,但是靠一两个工人扛2米的温度计巡逻根本达不到有效测量密度,热电阻插入煤堆需要几分钟才可以测量准确,而且煤场很多地方行走不便,煤场环境恶劣,有斗轮机等大型设备作业,安排太多的人测温也非常不安全;还有堆场使用红外温枪或热成像设备,该类设备都只能测量表面温度,煤堆自热自燃主要从内部开始,所以达不到使用目的,导致选型失败。所以现场明知防自热自燃的重要性,却无可奈何。

内蒙古德明电子科技有限公司设计的方案是利用插入式探杆，监测氧化层内的分层温度变化受到供氧量和散热条件的制约,煤堆自燃的发源点主要发生在煤堆侧表面以内1米到4米深度范围内。如图(煤堆竖剖面)所示,首先观察从煤堆斜面至以内1米深度范围(即黑色实线至红色虚线之间的区域),因为紧邻空气,煤的散热量大于发热量,所以煤自热初期所发出的热量,不能得到有效积累,不能导致温度明显升高,所以这个区域的煤很难自燃;观察从煤堆斜面以内4米深度至煤堆中心的范围(即黄色虚线至蓝色虚线之间的区域),因为氧气供应量太少,无法为煤发热提供足够的氧气,所以很难自燃;观察煤堆上表面(即灰色实线),因为通风量远远小于煤堆斜面,所以相对于煤堆斜面,它很不易发生自热自燃;观察煤堆下表面(即绿色实线),因为紧贴地面,供氧量不足,而难发生自燃;后,观察从煤堆斜面以内1米深度至煤堆斜面以内4米深度范围(即红色虚线至黄色虚线之间的区域),这个区域的供氧量满足煤发热自燃的需要,并且散热量不足以把煤发出的热量及时发散到空气中,热量不断积累,煤温不断加速升高,终导致严重的自燃,在该区域自燃后,大量的热量不断向煤堆中心和煤堆表面传递(即向蓝色虚线和黑色实线方向),终形成我们从煤堆外面看到的冒汽冒烟等现象。所以,当我们观察到煤堆表面某处冒汽冒烟时,并不是表皮首先发热自燃,而是表面以内1米至4米区域经过一段时间的自燃,终把热量传递出来,形成的结果。所以观察表面发热自燃只是治标,观察表面以内1米至4米区域发热自燃才是治本。综合考虑温度监测的有效性和实用性,我们往往选择表面以内2米深度的区域作为监测区域。

2、测点高度的选择

例如200米长度*50米宽度的条形煤堆,在150米长度处的煤堆左侧斜面,斜面高度15米,那么观察从0米到15米高度的这块长条区域,该区域具有基本相同的供养氧件和散热条件,所以更容易具有相似的煤的发热情况,所以测量其中一点往往具有较强的代表性。考虑到无线测温探头在实际操作中的便捷性,和吹风方向通常由煤堆斜面的底部沿着煤堆斜面向上(导致煤堆斜面靠近底部的位置供氧量比较大),我们往往选择从距离地面向上2米的高度,把探头垂直插入煤堆斜面,插入深度在1米到4米之间。

煤矸石山温度场监测防自燃系统特点：

◆无线LORA测温采集终端型号：IDM-102AP
◆测量范围： -200℃～1100℃
◆测量精度：温度±0.2℃ 
◆分辨率：温度0.1℃       
◆通讯接口：无线发射，可选RS-485、RS-232。
◆数据记录：跟踪温度随环境等的变化，自动记录温度数据，温度记录联机实时保存至电脑硬盘
◆报警输出：设定报警温度，画面温度数据会不停闪烁并输出报警声音（温度过高、过低报警等）。 
◆电脑上可以实时监控温度、记录温度、查询温度、输出温度报警、打印温度报表、查看温度历史曲线等。
◆根据客户需求还可以增加“短信预警”功能（温度过高时自动发送短信报警信息到相关人员手机上）。
◆对于客户进行二次开发需要，可提供通讯协议及相关技术支持。
◆采用工业电路板全隔离设计，控制器都具有较强的防雷措施。   

审核编辑 黄宇