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红外热像智能监控系统在电厂防止输煤皮带自燃的应用

北极星电力网技术频道    作者:彭祥   2013/12/16 12:34:45   

 

一、方案背景

火电厂大量的煤堆放在室内外仓库,但煤炭是易燃物品,煤炭在经过长时间的运输及存储之后,由于水分的挥发、压实程度的变化等因素影响变得更加危险,最危险的是发生自燃,而且这还是最频繁发生的。自燃可能发生在任何堆煤或输煤的地方,在输煤传送带系统上发生的概率更高。煤会与空气中的氧气发生氧化,引发温度升高。刚开始煤的温度只会稍高于环境温度,但如果没有监测系统您可能在其上升到400 摄氏度时也无法察觉,只到其引起火焰燃烧。这样不仅对工作人员安全造成威胁,还可能对运行皮带造成损坏,甚至造成更大面积的损失,发电完全中断等。在这些预氧化过程中,还会产生大量的甲烷和一氧化碳气体,这些有毒气体让灭火变得更加艰难。

事故案例
1982 年4 月4 日黑龙江富拉尔基二电厂。1982 年2 月10 日一号发电机组试生产。4 月4 日20 点45 分先发现输煤间五段皮带末端48 米标高平台冒烟,后知道五段皮带下部着火。直至22 点10 分才将火扑灭。事故直接损失约40 万元。事故发生后,由有关单位组成事故调查组,对事故现场进行全面调查。经分析排除了人为破坏和电气设备故障因素。为吸取教训,现将事故原因和教训简述如下:1.褐煤易燃。烧褐煤电厂,在上煤时常有自燃的煤输入煤仓或磨煤机。
1989 年2 月5 日4:50,某厂输煤栈桥烧塌特大火灾事故,造成120 米栈桥烧塌,660 米皮带被烧毁,不同规格的电缆1.1 万米和有关附属设施被烧毁,直接经济损失200 万元。
1990 年3 月6 日10 时45 分,包头第二热电厂因输煤系统煤粉沉积过多,发生自燃,引发火灾。造成重大设备损坏情况,包括:烧毁皮带220m,电缆18根共1008m,控制电缆64 根,共计3594m,烧坏磁铁分离器、电动机、皮带钢架等。
2003 年3 月24 日,某电厂 C11B 皮带(皮带机长128m,带宽 1.2m,带速3.15m/s,设计出力1000t/h,输送带为尼龙胶带,配重2.4t)烧断事故
2004 年2 月5 日上午,某电厂 C7A/B (皮带机长 110m,带宽 1.4m,带速 2.5m/s,设计出力 1600t/h,输送带为 EP300 聚脂帆布阻燃胶带)尾部导料槽内导流板粘煤着火事件。
 
您的最佳选择
随着红外热成像技术的不断发展,最新在线式红外热成像系统将为煤场安全和煤传输皮带的案例提供有力保障。在火灾发生之前预先侦测到温度的升高,远远地早于煤着火,真正地防止火灾的发生及造成灾难性和毁灭性的事故。在线式红外热成像系统,特别是波长为7~14μm 的远红外辐射,能够实时采集传送带上煤炭的温度信息,实时生成可视化的红外热像图,并在明火发生前及时提供报警并触发喷淋等相关动作,防止火灾发生。又可以克服雨、雪、雾等恶劣的气候条件限制,在全黑的夜晚也可以正常的工作。传统的红外测温扫描仪虽然也能测量输煤皮带上煤炭的温度,但其因红外扫描速度限制在实时性效果欠佳。
福建国化火电厂输煤皮带红外热像防火报警监控系统,采用当前最先进的红外焦平面红外成像技术,无须扫描就可对整个平面成像,每秒可向后台分析软件传送高达50 帧分辨率达320X240 像素甚至更高的红外温度图像,对输煤皮带上传送的煤炭的进行全天候的温度监测和防火报警,该方案正逐步地被广泛应用于全国火电厂。
二、方案原理
红外线是一种电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质特性。红外线辐射是自然界普遍存在的电磁波辐射,它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量就小。温度在绝对零度以上的物体都会因自身的分子运动而不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其波长的分布与它的表面温度有着密切的关系。因此通过热像技术对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度。我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时,才能够发出可见光。相比之下,我们周围所有温度在绝对零度(‐273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。通过分析处理热像探头采集到的红外信息就能够对煤场中潜伏的火灾源头或事故隐患及时发现、并能准确定位具体位置,生成可视化图像,还能对
火灾隐患严重程度做出定量的判定;还能透过烟雾。与传统其它方案相比,采用红外热像监测在分析设备具有极大的优势。
福建国化红外监控技术优势:
 杜绝火灾在初期萌芽状态
 快速准确定位煤炭的“热斑“位置,找到自燃点
 自动巡检,自动报警,智能分析
 全天侯监控,365 天×24 小时火情隐患监控
 实时生成可视化图像
 320X240 像素(可选640X480),帧频达50 帧/秒
 对严重程度做出定量的判定
 透过烟雾,发现问题
 现场及远程报警
三、方案优点
1、全自动实时预警
由于系统自动化程度较高,可将现场红外热图实时向中控室传送,根据现场温度实时报警。自动巡检、自动预警、自动输出报表、自动录相等功能。
2、具备ExdIIBT6 Gb 防爆等级和IP66 防护等级,完全防止灰尘和水雾侵入;优越抗震性;高低温工作环境下均能稳定工作。系统可完全胜任于在粉尘及各种恶劣环境下正常工作。
3、独特的仪器前端测温技术,远距离,无接触在线全面监测可单独工作,由前端热像探头完成所有测温工作,将红外图像及原始测温数据传输到信息中心或现场工作站,无信号压缩、信号无损失、抗干扰性强,从根
本上保证了测温数据的准确性、稳定性。
4、全天候运行,不停电、远距离、安全可靠本系统全天候运行,不会受到自然环境的任何影响,无论是刮风下雨,还是低温寒冷,都可以实现不间断自动监测,更不用担心装置的剩余电量问题。可支
持远距离传输,安全可靠。
5、检测精度高
红外热像探头本身的采样精度比便携式仪器的精度和分辨率高,且红外热像探头与高倍变焦可见光摄像机安装在同一个云台上,既可以保证两个摄像头监视的是同一个设备位置,也解决了红外热像难以识别设备安装位置的问题,便于及时判断设备的具体过热点,为准确判断并采取相应措施争取了宝贵的时间。
6、红外图像压缩及网络传输
以太网连接方式,每台都有单独的URL,可通过以太网独立寻址,可以组成一个监控网络,不仅可以和整套控制系统配合使用,也可单独使用,生成高分辨率热图像,对图像中的每个像素点进行单独测温。
7、自动生成报表功能
8、红外与可见光同平台,加快隐患点判别便于及时判断设备的具体过热点,为准确判断并采取相应措施争取了宝贵的时间;
9、管理功能
安全管理、各类事件的管理——海量存储、系统设备的管理以及图片、报表输出。
10、强大的组网功能,系统集成方便,易扩展
红外光与可见光均支持以太网连接方式,每台都有单独的URL,可通过以太网独立寻址,组成一个多级管理的监控网络,不仅支持整套控制系统配合使用,也可支持模块的单独使用。
四、方案构成
输煤皮带红外热像防火报警监控系统是由红外在线监控探头、电动云台、全密封防护罩、网络通道、网络交换机及后端分析软件和服务器、存储设备、报警系统组成,可远程控制进行全天候不间断自动扫描监测,只要发现输煤皮带上煤炭温度高于80 度(可根据用户需要调节),就可提供自动报警,自动拍照或录相等功能,并触发所需喷淋等相关动作,防止火灾等事件发生。
系统原理图

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