一种用于圆形煤场的智能自动安全消防系统

1、一种用于圆形煤场的智能自动安全消防系统摘要：目前，国内火电厂、煤化工厂等新建圆形煤场的 情况很多，圆形煤场的封闭储煤能有效的降低粉尘污染，减 少煤在存储过程中的损耗。随着环境保护要求的提高，火电 企业煤场封闭，设计一种用于圆形煤场的智能自动安全消防 系统，精确快速自动消除圆形煤场范围内的高温或火灾险情， 是本领域技术人员亟需解决的一个技术问题。文章通过分析 圆形煤场的智能自动安全消防系统结构及系统实施方案，提 出了系统优化方案。关键词：煤场安全消防控制器中图分类号： TD948 文献标识码： A 文章编号：1672-3791（2018）02（a）-0071-02目前，国内火电厂、煤化工厂等新建

2、圆形煤场的情况很 多，与传统的露天储煤和煤棚储煤相比，圆形煤场的封闭储 煤能有效的降低粉尘污染，减少煤在存储过程中的损耗，故 而得到了广泛的应用。然而，现有技术采用圆形煤场进行燃 煤存储存在较大的安全隐患，由于易燃煤炭保存时间过长而 造成存煤升温，进而引发自燃，煤中也会存在氢气、甲烷等 可燃气体，煤在圆形煤场的运输、装卸、转运过程中均存在 煤粉飞扬情况，当可燃气体和煤粉达到一定的浓度时，遇火 星则容易造成爆炸。这些情况发生后，粉尘、可燃、有毒气 体以及煤堆自燃时产生的大量热辐射致使圆形煤场极其不 适合现场工作人员进行各种操作。因此，如何设计一种用于 圆形煤场的智能自动安全消防系统至关重要。1

3、系统结构 本系统通过在圆形煤场的环形步道和中心柱区域范围 内架设一定数量的远程控制水炮，每台远程控制水炮配备一 台智能控制器并通过现场总线的方式连接到圆形煤场综合 管控系统。配合煤场的激光盘煤系统、红外温度监测系统以 及壁温监测系统，实现整个圆形煤场范围内的空间坐标系搭 建，当煤场区域范围内发生火灾险情或某片区域温度达到预 警限值，即可迅速精确定位着火点并自动控制水炮朝相区域 进行灭火，全过程无需人工干预。同时，区域内每次降温灭 火动作都将自动形成记录并上报系统服务器。现场远程控制 水炮亦可现场设置为手动模式，人工控制灭火。系统拓扑图 如图 1 所示。2 系统实施方案 为使本系统的目的、特征和

4、优点能更加明显易懂，本文 将结合附图对本系统的具体实施方式予以详细说明。图 2 为圆形煤场空间坐标定位原理图。将红外测温仪与 激光盘煤仪安装在同一个云台下，同时对准煤场的某一个点， 这样两者将同步动作。红外测温仪及激光盘煤仪的安装位置 须保证能将整个圆形煤场无盲区覆盖，必要时，二者可以按 一定的轨道进行移动。以圆形煤场某个固定位置（如堆料机 转轴）为空间坐标系原点，利用激光测距传感器测量红外热 成像仪到目标P点的距离S,根据云台的运转情况获取水平 转角a及垂直转角B，则可获得目标P点相对于红外热成像 仪的坐标点位置 P（x， y， z）：再通过此时红外热成像仪相对于空间坐标系原点的位 置，推算

5、出目标 P 点的坐标。同时，安装在圆形煤场各处的 水炮以及安装在圆形煤场挡煤墙上的壁温测量装置相对于 空间坐标系原点的位置也随之确定。图 3 为圆形煤场水炮布置示意图。图中 1 为圆形煤场挡 煤墙上的环形步道，四周的水炮均安装在其上；图中 2 为圆 形煤场的中心柱， 部分水炮须安装在该片区域； 图中 3-13 为 远程控制水炮，在水炮旁边均安装了一台智能控制器，用于 控制远控水炮的水平角度、俯仰角度及水炮阀门的开闭，智 能控制器通过PROFIBUS-DP现场总线连接至 PLC及圆形煤场 综合管控系统；图示红色圆弧为环形步道上各台远控水炮所 能覆盖的区域范围；图示绿色圆圈为中心柱处三台水炮所能

6、覆盖的区域范围。以半径为 60m 的圆形煤场为例，为满足 “GB50338-2003 固定消防炮灭火系统设计规范”中“室内 消防炮的布置数量不应少于两门，其布置高度应保证消防炮 的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射 流同时到达被保护区域的任一部位。 ”这一要求，环形步道上需要安装的水炮数量须不少于 8 台，所选择的水炮射程应47m ,考虑到中心柱处的灭火问题，最少需要的水炮布置数量为 11 台。远控水炮的其他参数均须根据相关的国家标 准进行设计。3 方案优势当红外热像仪或壁温测量测温杆发现某处温度高于限 值，则通过以太网或现场总线上报圆形煤场综合管控系统， 系统直接通过现场总线控制离超温区域最近的两台智能控 制器使相应的水炮调整水平及俯仰角度并开启阀门迅速降 温灭火。4 结语 综上所述，在现有封闭煤场安全消防技术上加以完善改 进，做到煤场的实时安全管控，当有异常报警时可联动喷淋 水炮自动或提示工作人员进行灭火。而且利用智能控制器和 PROFIBUS-Df现场总线的设备诊断信息及状态信息，可实现 现场设备远程诊断和管理功能，有效防止安全事故的发生， 可以大大提高储煤场的安全性。参考文献1 GB 50229-96，火力发电厂与变电所设计防火规范 S.2 陈永强.选煤厂封闭式圆形储煤场的消防设计 J.煤炭加工与综合利用， 2013（ S1）： 81