關(guān)鍵詞:煤場封閉;氣體監(jiān)測;粉塵監(jiān)測;溫度監(jiān)測;安全
我國早期煤炭企業(yè)及電廠儲煤形式多為露天儲煤，露天儲煤的一次性投資較小，但是煤炭暴露在空氣中，容易造成煤炭的損失，且污染周圍的環(huán)境。近年來隨著國家以及社會各界對環(huán)境與空氣質(zhì)量的關(guān)注，露天儲煤造成的環(huán)保問題日益加重，露天堆煤的方式勢必要進行改變，煤場封閉工作刻不容緩。煤場封閉是用大跨度鋼架結(jié)構(gòu)和彩鋼板把煤場遮蓋，建成穩(wěn)定安全及環(huán)保的建筑物。將煤場區(qū)域與主生產(chǎn)區(qū)分離，實現(xiàn)“凈污分區(qū)”。但是煤場封閉后，工作人員作業(yè)環(huán)境封閉、煤塵大，安全問題極需重視。文中結(jié)合條形封閉煤場對安全監(jiān)測系統(tǒng)進行設(shè)計與應(yīng)用。
1.條形封閉煤場概述鋼網(wǎng)架條形封閉煤場跨度可達到130m，長度基本不受限，經(jīng)濟跨度為70~90m，占地面積大。 每個煤場設(shè)一臺斗輪堆取料機進行堆取煤作業(yè)。條形封閉煤場整體結(jié)構(gòu)安全性較高，密封性較好，外形也較美觀。煤場封閉后，煤塵大，工作人員內(nèi)部作業(yè)環(huán)境變差，為保障人員及煤場安全，需要設(shè)計適合封閉性煤場的安全監(jiān)測系統(tǒng)
2.氣體監(jiān)測2.1可燃氣體監(jiān)測
煤場封閉后，煤堆在碳化過程中產(chǎn)生的甲烷會慢慢聚集到煤場上方，汽車運輸、裝卸過程中揮發(fā)出的甲烷等可燃氣體也會慢慢聚集到煤場上方，可燃性氣體聚集在這樣一個封閉空間內(nèi)無法飄散出去，一旦聚集的濃度達到一定值時，遇到明火可能會燃燒甚至發(fā)生爆炸。 因此，利用煤場內(nèi)煤堆上方所設(shè)檢修走臺(馬道)各設(shè)置一列固定式可燃氣體探測器，當可燃氣體達到設(shè)定報警濃度時，發(fā)出聲光報警，提醒工作人員關(guān)注并迅速撤離現(xiàn)場，以確保人身安全。同時為工作人員配備便攜式可燃氣體檢測報警器。要求當工作人員進入作業(yè)場所時攜帶可燃氣體檢測報警器，當探測到可燃氣體達到設(shè)定濃度進行報警時迅速撤離當前區(qū)域以確保人身安全。
2.2有毒氣體監(jiān)測
煤場封閉后，考慮到煤堆中揮發(fā)出來的有毒氣體(co)對人體有害，利用煤場內(nèi)煤堆上方所設(shè)檢修走臺(馬道)各設(shè)置一列固定式有毒氣體探測器，當有毒氣體探測器達到設(shè)定報警濃度時，發(fā)出聲光報警，提醒工作人員關(guān)注并迅速撤離現(xiàn)場，以確保人身安全。同時為工作人員配備便攜式有毒氣體檢測報警器。
3.粉塵監(jiān)測煤場封閉后，結(jié)構(gòu)體安全性較高，密封性較好，基本不漏粉塵，對周圍的環(huán)境起到了一定的保護，避免環(huán)境污染，但是煤場環(huán)境差、煤塵大，一方面嚴重危害工人的身體健康，致使工人患塵肺病;另一方面粉塵濃度過高還潛伏著爆炸的危險。 及時有效地對作業(yè)場所的粉塵濃度進行監(jiān)測，能更好地掌握粉塵濃度狀況，進行有效的除塵和降塵，對確保人身安全和提高環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮著極其重要的作用。因此，利用煤場內(nèi)煤堆上方所設(shè)檢修走臺(馬道) 各設(shè)置一列固定式粉塵傳感器， 當作業(yè)區(qū)域內(nèi)(特別是進行裝卸作業(yè)時)粉塵濃度達到設(shè)定報警濃度時，發(fā)出聲光報警，提醒工作人員采取措施進行降塵處理，濃度過高時迅速撤離現(xiàn)場以確保人身安全，可采取遠程自動降塵控制。
4.溫度監(jiān)測封閉煤場內(nèi)部的煤堆經(jīng)過長期大量的堆積以后，隨著時間緩慢進行的氧化而發(fā)熱，使煤的溫度逐漸升高，終將會導(dǎo)致自燃起火，從而造成能源的浪費，威脅到工作人員的人身安全和設(shè)備的運行，給安全生產(chǎn)帶來了相當大的隱患，造成重大損失。加裝紅外熱成像溫度監(jiān)測系統(tǒng)，能準確快速查找自燃點，將自燃點挖出處理，減少不必要的損失。利用檢修走臺(馬道) 的鋼結(jié)構(gòu)安裝紅外熱成像裝置，系統(tǒng)可在煤炭溫度達到燃點前進行早期預(yù)警，提醒工作人員采取防范及處理措施。
5.監(jiān)測系統(tǒng)組成5.1氣體監(jiān)測系統(tǒng)
5.1.1可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)
可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)主要設(shè)備包括前端可燃氣體探測器，可燃氣體就地報警儀、可燃氣體報警控制器以及相應(yīng)的線纜及安裝材料等。
可燃氣體探測器是一種安裝在爆炸性危險環(huán)境的點型氣體探測設(shè)備，用以監(jiān)測周圍空氣中可燃氣體從0~99%lel范圍內(nèi)的變化。該傳感器采用催化燃燒技術(shù)，它將現(xiàn)場的可燃氣體濃度轉(zhuǎn)化成電信號并傳送至氣體報警控制器，以達到監(jiān)測現(xiàn)場可燃氣體濃度的目的。
在煤場的馬道平臺底部各設(shè)置一列固定式可燃氣體探測器，可燃氣體探測器可加就地聲光報警儀，當可燃氣體達到設(shè)定報警濃度(一般可設(shè)置為爆炸下限的25%~40%，數(shù)值可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整)時，聲光報警儀發(fā)出聲光報警，提醒各區(qū)域工作人員關(guān)注并撤離?，F(xiàn)場設(shè)備通過電源及信號線連接至可燃氣體報警控制器，報警控制器再通過通訊電纜將信號上傳至輸煤集控室，控制室管理人員即可對煤場內(nèi)可燃氣體狀況進行監(jiān)測及調(diào)控處理。
5.1.2有毒氣體監(jiān)測系統(tǒng)
有毒氣體監(jiān)測系統(tǒng)主要設(shè)備包括前端有毒氣體探測器，有毒氣體就地報警儀、有毒氣體報警控制器以及相應(yīng)的線纜及安裝材料等。
有毒氣體探測器，用于檢測大氣中的有毒氣體，濃度用百萬分之一表示，廣泛應(yīng)用于石油、燃氣、化工、冶金等存在有毒氣體的場所，用以檢測室內(nèi)外危險場所的泄漏情況。 探測器采用工業(yè)級高可靠性的電化學(xué)傳感器，當被測場所存在有毒氣體時，探測器將氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號并傳送到報警控制儀表，顯示出現(xiàn)場有毒氣體濃度值。
在煤場的馬道平臺底部各設(shè)置一列固定式有毒氣體探測器，有毒氣體探測器可加就地聲光報警儀，當有毒氣體達到設(shè)定報警濃度(一般可設(shè)置為100×10－6，數(shù)值可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整)時，聲光報警儀發(fā)出聲光報警，提醒各區(qū)域工作人員關(guān)注并撤離?，F(xiàn)場設(shè)備通過電源及信號線連接至有毒氣體報警控制器，報警控制器再通過通訊電纜將信號上傳至輸煤集控室，控制室管理人員即可對煤場內(nèi)有毒氣體狀況進行監(jiān)測及調(diào)控處理。
便攜式氣體檢測報警器可選用有毒氣體、可燃氣體復(fù)合式多合一型，根據(jù)儲煤品種揮發(fā)的氣體成分進行設(shè)定。便攜式氣體檢測報警器數(shù)量可在每個煤場出入口處配備兩臺，也可根據(jù)各出入口工作人員數(shù)量進行配置?？稍诒ＷC安全生產(chǎn)前提下適當進行增減。
5.2粉塵濃度監(jiān)測系統(tǒng)
粉塵濃度監(jiān)測系統(tǒng)主要設(shè)備包括前端粉塵濃度傳感器、聲光報警器、報警控制顯示儀表以及相應(yīng)的線纜及安裝材料等。
粉塵濃度傳感器可直讀空氣中粉塵顆粒物質(zhì)量濃度。該傳感器由采樣頭、檢測裝置、單片機系統(tǒng)及抽氣系統(tǒng)組成，利用光散射原理對粉塵進行檢測，由微處理器對檢測數(shù)據(jù)進行運算直接顯示粉塵質(zhì)量濃度并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號輸出至二次報警控制顯示儀表，實現(xiàn)作業(yè)車間的粉塵濃度在線監(jiān)測，實時報警。企業(yè)可實時掌握車間內(nèi)的粉塵濃度。
在煤場的馬道平臺底部各設(shè)置一列粉塵濃度傳感器，可加就地聲光報警器，當現(xiàn)場粉塵濃度達到設(shè)定報警濃度(一般可設(shè)置為50mｇ/m3，數(shù)值可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整)時，粉塵探測器報警繼電器輸出啟動探測器配接的防爆聲光報警器，提醒現(xiàn)場工作人員關(guān)注并撤離，粉塵探測器同時將信號經(jīng)過ｒs85通訊上傳到計算機監(jiān)控系統(tǒng)，由計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行分析、控制，提示值班人員作出安全控制措施。同時以led顯示屏的方式直接顯示出當時的粉塵濃度值。
5.3紅外熱成像溫度監(jiān)測系統(tǒng)
紅外熱成像溫度監(jiān)測系統(tǒng)主要設(shè)備包括前端紅 外熱成像儀、工業(yè)交換機、監(jiān)控主機、分析軟件以及相應(yīng)的線纜及安裝材料等。紅外熱成像儀可以自動進行溫度和圖像掃描，通過網(wǎng)絡(luò)實時將各點溫度、圖像上傳并存儲于監(jiān)控主機，通過分析軟件生成直觀的圖像并能夠在溫度越限后自動報警。在煤場的馬道平臺底部各設(shè)置一列紅外熱成像儀，每臺熱成像儀測溫區(qū)域約為250~300m2，熱成像儀加裝俯仰云臺，通過云臺轉(zhuǎn)動可以對煤堆實現(xiàn)多方位的掃描，檢測煤堆表面的熱分布狀態(tài)，通過網(wǎng)線、光纜及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸至上位機監(jiān)控系統(tǒng)，生成直觀的紅外熱像圖，構(gòu)成實時監(jiān)測平臺。在上位監(jiān)控主機中可以顯示煤堆表面溫度的分布情況，實現(xiàn)溫度越限自動報警，溫升趨勢分析等。當發(fā)出報警信號或發(fā)現(xiàn)自燃點時，提醒工作人員采取防范及處理措施，啟動噴淋裝置，降低煤炭溫度。
6.總結(jié)條形封閉煤場一般占地面積較大，可同時儲存多個煤種，應(yīng)結(jié)合煤炭種類的性質(zhì)，設(shè)置氣體監(jiān)測、粉塵監(jiān)測、溫度監(jiān)測系統(tǒng)，各系統(tǒng)按設(shè)定值進行早期預(yù)警，當出現(xiàn)安全預(yù)警提示時，提醒管理人員及作業(yè) 人員及時采取防范及處理措施，保障人員安全。由于本安全監(jiān)測系統(tǒng)投資較大，實際項目應(yīng)用時，應(yīng)結(jié)合項目投資有選擇的進行各監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置。