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都泰热像在线式红外热成像 监测系统在电厂输煤系统应用解决方案

发表时间: 2019-12-26 17:08:57

作者: 上海都泰成像技术有限公司

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上海都泰热像在线式红外热成像

监测系统在电厂输煤系统中的应用解决方案

 

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。




 

近年来相关事故案例

2012 年8月4 日21 :27 ,华能营口热电厂C - 5B 皮带拉紧装置前方 3 米左右处起火,形成长约2 米,宽约 0.4 米的弧形火苗带。火灾原因为:C - 5B 皮带尾部拉紧装置滚筒处积粉过多, 发生自燃引发皮带着火。电缆槽盒设计及安装位置不合理,位于皮带下方,成为皮带的一个着火源,电缆槽盒积粉燃烧引燃电缆。皮带火灾报警系统未正常投入。

 

2012 年 7 月 31 日 19 : 09 ,上海外高桥电厂运行人员发现输煤火灾报警系统指示报警,经查,为3号皮带机廊道区域停用的 3B 皮带机右侧边缘处起火,巡视人员即对冒烟处冲水,并报煤控监视人员,通知厂消防队至现场进行灭火 , 后发现廊道火势较大,报 119 请求支援。在灭火过程中, 3 号皮带 24 米长的钢结构廊道坠落。火灾原因为:由于皮带机槽钢内侧长时间煤尘积累,能量逐步聚集, 煤粉氧化,引起煤粉自燃。 冲水后积粉飞扬,发生明火爆燃,引燃周边的积粉、 皮带。廊道内窜风效应使火势迅速扩大,造成顶部钢梁钢性退化并变形,失去框架结构的支撑作用,底部弯曲变形,钢梁从混凝土结构的支撑柱上滑落。

 



2012年2月22日4时05分,徐州电厂2×1000MW机组C9A/B上煤皮带发生火灾。根据现场勘察和输煤栈桥内监控录像取证,C9A皮带导料槽内部除尘器吸粉管内积粉自燃,自燃煤粉落到C9A皮带上,引起皮带着火,输煤运行当班人员未及时发现初期火情火险,4点31分17秒特殊消防报警,输煤栈桥消防水幕喷淋系统和预作用水喷淋系统未联动投入。C9A皮带烧断后滑落至栈桥下部拉紧装置处堆积燃烧,引燃相邻的C9B 皮带着火。

4时07分45秒C9A皮带火情                 4时27分17秒C9A皮带火情

 

……

随着红外热成像技术的不断发展,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8-14μm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。

上海都泰热像火电厂输煤皮带红外热像防火报警监控系统,采用当前***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30帧分辨率达400X300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***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***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大的优势:

u 杜绝火灾在初期萌芽状态

u 智能分析杜绝人员入侵报警

u 快速准确定位煤炭的“热斑”位置,找到自燃点

u 自动巡检,自动报警,智能分析

u 全天侯全时段监控,365 天×24 小时火情隐患监控

u 实时生成可视化图像

u 400X300 像素,帧频达30 帧/秒

u 对严重程度做出定量的判定

u 透过烟雾,发现问题

u 现场及远程报警

三.上海都泰热像红外监控系统组成及特点

1.系统组成

 

 

 

 

 

2.系统特点

• 独特的仪器前端测温技术

• 无接触在线全面监测

• 全天候运行,不停电、远距离、安全可靠

• 11种智能分析

• 检测精度高

• 自动生成报表功能

• 红外图像压缩及网络传输

• 系统集成方便,易扩展

• 全天候环境设计,IP66防护等级



 

.煤传送带红外热成像监控系统

1.系统拓扑图

 

 

 

 

 

 

2.现场堪察及方案实施

 

两处前端监控点在上图已标明,前端红外热成像摄像机安装于塔台内,塔台下方是消防设施控制部分,前端摄像机的报警输出端可以直接引出接下面的消防控制端,以使前端报警与消防设备联动.

1号监控点距离监控管理中心约100米,2号监控点距离监控管理中心约170米,所以从监控中心到塔台需要铺设光纤线路传输,鉴于两前端相距约50米,可以铺设一条光纤到其中任一点附近或两点中间,然后用网络交换机分两根网线接入前端热成像摄像机

3.方案优点

1.全自动实时预警

由于系统自动化程度较高,可将现场红外热像图实时向中心控制室传送,根据现场温度实时报警。

2.具备IP66 防护等级,完全防止灰尘和水雾侵入;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,由前端热成像摄像机完成所有测温工作,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.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,安全可靠。

5.优异的前端测温技术保障了测温的精确度,测温模式分全屏***温、区域测温、鼠标测温等

6.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,优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。

7.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。

 

8.自动生成报表功能(可选)

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。

 

五.小结

与其补救于已然,不如防范于未然”,相比事故发生所造成的巨大损失,在线安全监控系统的投资就是九牛一毛,智能可视化成像同时也方便了日常的巡检维护工作,

所以在电厂安装在线式红外热像监控系统是非常必要的。

上海都泰热像在线式红外热成像


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