電廠原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用

［摘 要］燃煤電廠原煤斗越來越難以滿足安全生產(chǎn)的要求，主要是由于原煤斗內(nèi)易蓄熱，熱量大，難以釋放，滅火難度大，且煤炭的低溫氧化、熱量積聚過多易發(fā)生自燃現(xiàn)象，對電廠安全運行產(chǎn)生嚴重影響。針對此類問題，利用溫度傳感器研發(fā)原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)，對原煤斗各個高度及方位的溫度進行監(jiān)控，遠程監(jiān)控原煤斗，可有效避免煤粉自燃、溫度過高等安全事故的發(fā)生。文章針對某電廠原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用進行了分析。

［關(guān)鍵詞］智能監(jiān)控系統(tǒng)；智能監(jiān)控；電廠技術(shù)；電廠原煤斗

［中圖分類號］TD636 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0012–03

隨著社會對安全生產(chǎn)及環(huán)保要求的不斷提高，燃煤電廠面臨著更加嚴峻的挑戰(zhàn)，其中原煤斗的安全管理成為亟待解決的問題。原煤斗因易蓄熱、難以釋放熱量，以及煤炭的低溫氧化和熱量積聚等問題，易發(fā)生自燃現(xiàn)象，給電廠安全運行帶來嚴重威脅。自燃不僅導致原煤斗內(nèi)部溫度升高，而且可能引發(fā)火災，給電廠的安全生產(chǎn)造成巨大損失。因此，對原煤斗進行智能監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患，對于確保電廠的安全運行具有重要意義。

在這種背景下，引入智能監(jiān)控系統(tǒng)成為改善燃煤電廠原煤斗安全管理的關(guān)鍵舉措。智能監(jiān)控系統(tǒng)通過實時監(jiān)測原煤斗內(nèi)部的溫度、濕度等關(guān)鍵參數(shù)，可及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行預警，從而有效降低自燃的風險。與傳統(tǒng)的人工巡檢相比，智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、全方位的監(jiān)測，大幅提高監(jiān)測的準確性和及時性，為電廠安全生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支持。

然而，盡管智能監(jiān)控系統(tǒng)在原煤斗安全管理中具有巨大潛力，但其在實際應用中仍面臨一系列技術(shù)和工程難題。如何有效解決傳感器的準確性、數(shù)據(jù)采集和處理的效率、系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問題，是當前亟待攻克的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

1 電廠原煤斗介紹

電廠原煤斗是燃煤電廠中至關(guān)重要的設(shè)備之一，其主要功能包括接收、存儲和輸送原煤，為電廠穩(wěn)定、高效地進行燃煤發(fā)電提供了基礎(chǔ)支持。電廠原煤斗通常位于燃煤系統(tǒng)的起始位置，緊鄰煤場或煤礦。其作用是接收從煤場或煤礦運來的原煤，并將其儲存，以適應電廠的燃煤需求。原煤斗的結(jié)構(gòu)通常由堅固的金屬構(gòu)件構(gòu)成，以承受原煤的重量和在輸送過程中產(chǎn)生的力。其設(shè)計考慮了原煤的流動性、粒度和濕度等因素，以確保斗體內(nèi)的原煤能夠順利流動。進料口位于斗體的頂部，通常通過輸送系統(tǒng)接收原煤，而出料口則位于底部，連接到后續(xù)的煤破碎機、煤磨機等設(shè)備。原煤斗不僅是一個臨時儲存設(shè)備，還是原煤輸送系統(tǒng)的起點。通過輸送機械，如皮帶輸送機或螺旋輸送機，原煤能夠從斗體底部順利傳送至下游的處理設(shè)備。這種系統(tǒng)設(shè)計使得電廠能夠保持高效的生產(chǎn)，并在煤礦運輸不穩(wěn)定或電廠負荷波動的情況下保持運行的平穩(wěn)性。為確保電廠的安全運行，原煤斗通常配備有先進的安全控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)監(jiān)測斗體內(nèi)外的溫度、壓力及振動等參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，能夠及時采取措施，如停機或報警，以防范潛在的安全風險。為保障原煤斗的長期可靠運行，定期的維護和清理必不可少。清理工作包括對斗體內(nèi)的積灰進行清理，檢查輸送系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并及時修理或更換磨損的部件，以確保設(shè)備在高效工作的同時具備穩(wěn)定性和可靠性。電廠原煤斗的設(shè)計與運行對整個燃煤電廠的穩(wěn)定性和效率有著深遠的影響，因此對其結(jié)構(gòu)和性能的深入理解至關(guān)重要。

2 原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)概述

2.1 原煤斗的安全管理需求

原煤斗作為燃煤電廠的重要組成部分，其安全管理至關(guān)重要。原煤斗的性質(zhì)導致其存在著諸多安全隱患，因此需要進行有效的管理和監(jiān)控以確保電廠的安全運行。原煤斗內(nèi)部的煤粉易自燃，尤其是在儲存和運輸過程中，由于煤炭的低溫氧化和熱量積聚，容易發(fā)生自燃現(xiàn)象，進而引發(fā)火災事故。原煤斗內(nèi)部存在著熱量蓄積問題，特別是在運輸過程中，由于煤炭的熱量難以及時釋放，容易導致溫度升高，進而引發(fā)煤粉自燃。此外，原煤斗內(nèi)部還可能存在溫度不均勻、濕度過高等問題，進一步加劇了安全隱患的存在。因此，為確保電廠的安全運行，必須對原煤斗進行全面、準確的監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患，防止火災和其他安全事故的發(fā)生。而引入原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)成為解決這一問題的關(guān)鍵舉措，其通過實時監(jiān)測原煤斗內(nèi)部的溫度、濕度等關(guān)鍵參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行預警，為電廠的安全生產(chǎn)提供有力保障。

2.2 智能監(jiān)控系統(tǒng)的定義與特點

智能監(jiān)控系統(tǒng)是一種集成了先進的信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和智能算法的系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、分析和管理特定對象或系統(tǒng)的狀態(tài)。其核心目標是通過智能化手段，對監(jiān)控對象的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測和分析，以實現(xiàn)對目標狀態(tài)的全面掌控和及時響應。

智能監(jiān)控系統(tǒng)的特點包括：①具有高度自動化和智能化的特性，能夠自主地進行數(shù)據(jù)采集、處理和分析，減輕了人工干預的負擔，提高了監(jiān)控效率和精度；②具備實時監(jiān)測和預警功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行預警，有助于及早采取相應措施以防止事故發(fā)生或減小損失；③具有靈活性和可擴展性，能夠根據(jù)不同的監(jiān)控對象和需求進行定制和調(diào)整，滿足各種不同場景和應用的需求；④具有遠程監(jiān)控與管理的能力，管理者可通過網(wǎng)絡或云平臺實時監(jiān)視監(jiān)控對象的狀態(tài)，并進行遠程控制和操作，實現(xiàn)了地域上的無縫管理。

綜上所述，智能監(jiān)控系統(tǒng)通過結(jié)合先進的技術(shù)手段，為各種領(lǐng)域的監(jiān)控和管理工作提供了高效、精準的解決方案，成為現(xiàn)代生產(chǎn)和管理中不可或缺的重要工具。

2.3 智能監(jiān)控系統(tǒng)的組成和特點

智能監(jiān)控系統(tǒng)的組成主要包括傳感器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲與處理單元、分析與決策系統(tǒng)以及用戶界面與報警系統(tǒng)。傳感器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備是監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，通過傳感器實時監(jiān)測目標對象的各種參數(shù)，如溫度、濕度、壓力等，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲與處理單元。數(shù)據(jù)存儲與處理單元負責接收、存儲和處理傳感器采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可存儲在本地服務器或云端，經(jīng)過預處理和分析后，用于生成監(jiān)控報告、趨勢分析等。分析與決策系統(tǒng)是智能監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，其利用數(shù)據(jù)分析算法、人工智能技術(shù)等對采集到的數(shù)據(jù)進行深度分析，識別出潛在的異常情況，并根據(jù)預設(shè)的規(guī)則和策略進行智能決策和預警。用戶界面與報警系統(tǒng)提供了監(jiān)控系統(tǒng)的操作界面和報警功能。通過用戶界面，用戶可實時查看監(jiān)控對象的狀態(tài)、報告和趨勢分析，并進行必要的操作和控制。報警系統(tǒng)則負責根據(jù)分析與決策系統(tǒng)的結(jié)果，及時發(fā)出警報，提醒用戶關(guān)注可能的異常情況，以便及時采取措施。

3 某電廠原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

文章以某電廠原煤斗項目為例，設(shè)計原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過對原煤斗各個高度各個方位的溫度監(jiān)控，消除煤粉自燃等安全事故的發(fā)生。該智能監(jiān)控系統(tǒng)可分為軟件和硬件部分，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。

3.1 軟件部分

（1）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控軟件。該軟件用于實時采集原煤斗內(nèi)部各個高度各個方位的溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心進行實時監(jiān)控和分析。軟件應具備穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集功能，能夠準確地記錄溫度數(shù)據(jù)，并支持實時報警功能，以便在溫度異常時能夠及時發(fā)出警報。

（2）數(shù)據(jù)分析與歷史查詢軟件。該軟件用于對采集到的溫度數(shù)據(jù)進行分析和處理，生成歷史曲線圖，同時，可發(fā)現(xiàn)溫度異常的原煤斗，預警發(fā)生的自燃等安全事故，從而采取相應的措施避免事故發(fā)生。溫度歷史曲線如圖2 所示。

（3）遠程監(jiān)控與管理軟件。該軟件用于遠程監(jiān)控和管理原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠程控制和操作。通過遠程監(jiān)控軟件，管理者可隨時隨地對原煤斗的溫度監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)視和管理，及時響應異常情況，保障電廠安全運行。

3.2 硬件部分

（1）溫度傳感器。原煤斗溫度傳感器是一種用于測量原煤斗溫度的傳感器設(shè)備。傳感器通常需要具有一定的耐高溫性能，以確保其在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。原煤斗溫度傳感器通過測量原煤的溫度，可幫助操作人員及時采取必要的措施，以確保系統(tǒng)的正常運行和生產(chǎn)安全。本研究采用熱電偶、電阻溫度檢測器。熱電偶通過測量兩個不同金屬之間的溫差來產(chǎn)生電壓信號，從而實現(xiàn)溫度測量。電阻溫度檢測器則利用電阻值隨溫度變化的特性進行溫度測量。原煤斗溫度傳感器通常安裝在原煤斗的關(guān)鍵位置，以確保準確測量原煤的溫度。安裝位置的選擇取決于具體的工藝流程和溫度分布情況。傳感器通常會輸出一個電信號，該信號的變化與原煤的溫度變化成正比，可被連接到監(jiān)控系統(tǒng)或控制系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對原煤溫度的實時監(jiān)測和控制。

（2）數(shù)據(jù)采集模塊。數(shù)據(jù)采集模塊負責將溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理和傳輸。其通常包括數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸線路等組件，能夠?qū)⒉杉降臏囟葦?shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)，并確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。

（3）監(jiān)控終端設(shè)備。監(jiān)控終端設(shè)備用于接收、顯示和管理監(jiān)控系統(tǒng)采集到的溫度數(shù)據(jù)。可以是計算機、平板電腦或?qū)Ｓ玫谋O(jiān)控終端，用于實時監(jiān)視原煤斗的溫度情況，并進行必要的操作和處理。

這些軟硬件設(shè)備共同組成了一個完整的原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)，能夠有效地實現(xiàn)對原煤斗的溫度監(jiān)控和安全管理。

4 結(jié)束語

針對燃煤電廠原煤斗難以滿足安全生產(chǎn)要求的問題，文章對原煤斗智能監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究。通過該系統(tǒng)，可有效避免煤粉自燃、溫度過高等安全事故的發(fā)生，提高電廠的安全運行水平。研究結(jié)果表明，通過監(jiān)測原煤斗內(nèi)部溫度的變化情況，及時發(fā)現(xiàn)溫度異常，并結(jié)合火源位置探測技術(shù)，可迅速確定潛在的火源位置，有針對性地進行滅火處理，最大限度地減少自燃引發(fā)的安全隱患。未來，可進一步完善監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能，提高系統(tǒng)的可靠性和智能化水平，以應對電廠安全管理的不斷挑戰(zhàn)。

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