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徐州赛森电子自动化技术有限公司
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时间:2016-10-12 点击量:250
四、通过有效手段了解整个煤堆内部温度情况
那么怎样才能有效执行“烧热存冷”制度呢?必须通过有效手段了解整个煤堆内部温度情况。
目前市场上检测煤堆自燃的产品的局限性
人工巡检是现场通行的作法,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;
还有电厂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。所以现场明知预防自热自燃的重要性,却无可奈何。
1、测点位置及深度选择方法
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;最后,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,最终导致严重的自燃,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),最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,最终把热量传递出来,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。
3、测点位置的选择
测点越密集,发现煤的发热现象就越早,但是测量设备的购置和维护成本就越高;反之,测点太稀疏,等到发现自燃现象就太晚了,自燃感染的区域就太大了。综合考虑,既不能让自燃的感染区域太大,也不能使设备的购置和维护成本太高,我们往往选择沿着煤堆斜面,间隔20米的距离,布置一支测温探头。
考虑到很多煤场的储煤有不同的来源、批次、煤质等差异,所以也可以采用每个批次插入至少一支探头的策略,该测点就能比较好的反应该批次储煤的发热自燃情况。
4、特殊情况下的布置方法
每个煤场都具有地理、气候、形状、土建结构方面的个性,所以煤场负责人经过长期管理实践,也会发现该煤场特有的发热自燃现象,可以根据这些现象有针对性的布置测温点。
五、合理全面的温度监控“烧热存冷”降煤耗
已经实施“数字煤场”管理的电厂,可以把煤温数据导入到“数字煤场”软件中,当燃料专工使用数字煤场的配煤功能时,软件除了提示煤质指标外,还会提示“煤温”指标,燃料专工可以参考该煤温指标,选择合理配煤方案,降低煤耗。
没有实施“数字煤场”的电厂,可以直接使用联网版本的“煤温监测软件”观看煤堆温度,合理选择优先上煤方案。
总之,当燃料专工可以获得“煤温”参数后,他就可以优先使用“烧热存冷”的原则去优化配煤方案,而不是仅仅靠“烧旧存新”的老方法。
1、及时发现自燃点,减少损失
当某个测点温度达到50度的时候,软件会发出高等级的报警,现场必须及时行动,根据测点位置描述,在测点附近寻找自燃点,及时把自燃的煤堆翻开、冷却、再压实,再把测温探头插入,继续监测煤温。
如果不及时处理,煤温超过50度后进入快速氧化通道,会很快升温自燃,会感染更大区域的煤堆,造成巨大损失,并且由于感染区域过大而无法有效处理。
2、经济效益分析
电厂比较常见的储煤堆大约是200米*50米*10米,我们以1个这样大小的煤堆计算其自燃损耗。因为煤堆压实的效果,初期发热层主要集中在煤堆表面以下的1米至4米深度范围内,发热层以外的存煤发热量比较小,暂时不计算在内,只计算发热层内的损耗。据现场测温经验和与多个电厂输煤专工的调研,我们知道,在储煤7天后,该发热层有30%的煤达到或超过36度,70%的煤达到32度;在储煤20天后,发热层扩大至0.5米至5米深度范围,其中有30%达到或超过46度,有70%达到36度;在储煤一个月后,发热层扩大至表面至超过6米的深度范围,有30%的煤温度接近或达到50度,70%达到46度。大多数电厂都是在发现煤温接近或者超过50度的时候才采取降温措施,而且很多时候,管理员根本不能发现那些温度已经超过50度的热点区域,直到看到煤堆开始冒烟气或者水汽的时候才采取降温措施,所以以上数据完全符合目前燃料管理工作的现状,根据以上数据计算得以下自燃损耗表:
储存周期(天) | 周期内热值下降的百分比(%) | 1个200*50*10米的煤堆的周期自燃煤耗(约15万吨)(单位吨) | 周期损耗金额(按照700元一吨计算)(万元) | 该煤堆年自燃损耗(万元) |
7 | 0.0685 | 102.75 | 7.19 | 375.04 |
20 | 0.4603 | 690.47 | 48.33 | 882.08 |
30 | 1.1479 | 1721.79 | 120.53 | 1466.39 |
以上数值只计算了自热层的自燃损耗,自热层以外还有部分损耗难以统计,没有计算在内,这样,我们很容易理解,当存煤周期达到1个月时,电厂很难达到入厂煤和入炉煤的热值差的考核指标,因为考核指标是1.7%,仅仅计算发热层的自燃损耗就高达1.15%,再加上发热层以外的自热损耗、风化、雨淋、采制化误差等,热值差很容易超标。
经过以上科学严谨的分析,我们看到减小自热自燃损耗是关系到降低上千万元成本,和创造上千万元利润的大事。
3、应用案例
华电安徽某100万千瓦的电厂于2012年11月2号安装并运行了煤堆温度监测系统,如图所示,按照20米间隔(或其它测点布置图)把无线测温探头插入煤堆,输煤办公室集中监测所有测点的温度,当某点温度达到50度时,软件报警,输煤专工采取翻开和压实的方法及时清除自燃点,避免它扩大面积。经过实际运行,该系统达到了尽早发现自燃点的目的,现场及时清除自燃点,阻值自燃面积扩大,减轻了自燃损耗和环境污染。而且,使用单位利用该系统改进了输煤作业流程,把过去的“烧旧存新”原则发展成为“烧热存冷”原则,大大提高了煤场管理的科学性,提高经济效益,减少有害气体排放。
测点位置 | 华电安徽某电厂4号条形煤场,煤堆斜面内部2米深度 | |
煤种 | 印尼进口褐煤 | |
传感器编号 | 19 | |
日期 | 时间 | 测点温度(摄氏度) |
2013/1/19 | 0:00 | 21.59 |
2013/1/19 | 1:00 | 21.7 |
2013/1/19 | 2:00 | 21.8 |
2013/1/19 | 3:00 | 21.95 |
2013/1/19 | 4:00 | 22.08 |
2013/1/19 | 5:00 | 22.14 |
2013/1/19 | 6:00 | 22.27 |
2013/1/19 | 7:00 | 22.39 |
2013/1/19 | 8:00 | 22.55 |
2013/1/19 | 9:00 | 22.85 |
2013/1/19 | 10:00 | 23.04 |
2013/1/19 | 11:00 | 23.26 |
2013/1/19 | 12:00 | 23.68 |
2013/1/19 | 13:00 | 24.29 |
2013/1/19 | 14:00 | 24.87 |
2013/1/19 | 15:00 | 25.78 |
2013/1/19 | 16:00 | 26.84 |
2013/1/19 | 17:00 | 28.13 |
2013/1/19 | 18:00 | 29.67 |
2013/1/19 | 19:00 | 32.08 |
2013/1/19 | 20:00 | 36.35 |
2013/1/19 | 21:00 | 42.06 |
2013/1/19 | 22:00 | 46.04 |
2013/1/19 | 23:00 | 50.35 |
2013/1/20 | 0:00 | 55.5(此时采取了翻开冷却措施) |
2013/1/20 | 1:00 | 43.81 |
该表格记录了煤温监测系统如何跟踪测点温度变化,发现自燃热点,并及时报警,消除热点的过程。现场工作人员于20日凌晨零点钟左右发现软件报警,现场查看测点位置,在探头附近发现了自燃点,并对自燃点采用翻开冷却措施,消除了自燃事故扩大的隐患!如果没有该煤温监测系统,现场操作工几乎不可能在凌晨到煤堆上测温,也就不可能及时发现这个自燃隐患,该自燃点肯定会不断扩大自燃范围,造成较大的煤耗损失。仅仅1月份煤温监测系统就帮助该电厂消除超过10起自燃隐患。
该案例还充分说明,自燃的发生具有很强的不可预测性,即使在冬天的凌晨,环境温度不足10摄氏度的条件下还是会发生自燃现象。而且,很多时候自燃的演变速度超过想象,一旦某个热点发生自燃,会很快的向周边区域蔓延,使得周边区域迅速升温。这个案例中,测点区域的煤温只用了24个小时就从21度上升到55度。