第一章  前言

    今年來，由于祖國的飛速發展，國內火電廠、煤化工廠等興建料場的情況很多，與傳統的露天儲煤相比，料場的封閉儲煤能有效降低粉塵污染，減少煤在存儲過程中的損耗，故得到了廣泛應用。然而，現有技術中采用料場進行封閉儲煤存在較大的安全隱患。實踐中，由于易燃煤種保存時間過長造成存煤升溫，進而引發自燃，甚至因煤堆自燃產生可燃性氣體導致爆炸。為防止此類情況發生，采用煤場環境安全監測系統對料場等封閉煤場內的數據進行實時監測，并及時有效提供安全預警，顯得尤為重要。為防止條形煤場內可燃性氣體的意外事故發生，或由于易燃煤種保存時間過長造成存煤升溫和自燃情況發生，防患于未然，在大型條形煤場煤場的監測裝置中，對煤場儲煤的溫度、可燃性氣體、CO氣體、煙霧、明火等參數進行監測，確保其運行參數處于安全控制范圍之內。如某參數超出允許范圍，立即發送報警信號，及時提醒運行人員采取必要的措施，消除事故隱患，保障運行安全。

    對于條形煤場運行參數的監測，目前國內尚沒有相應的標準和規范遵循；參照“日本室內儲煤場防火基準”(表一)，SSDZ型條形煤場監測裝置設置煤場溫度，可燃氣體濃度和煙霧明火等參數的實時監測，并設置了報警限；便于現場工作人員操作和采取相應的對策。

表一   日本室內儲煤場防火基準

第二章  企業介紹

天通物聯（北京）科技有限公司成立于2005年，2014年因公司的發展于西安成立研發中心，2022年因公司項目擴張于武漢成立天通物聯(武漢)科技有限公司，我公司以傳感器、儀表產品為基礎，集科研開發、經營、技術服務、系統集成為一體的專業傳感器、儀器儀表及物聯網監測系統領域的企業，我司致力于農業自動化、建筑亞健康監測和智能工業控制等領域。我司不僅僅是產品設計者，同時還是系統集成商，擅于將復雜的技術加以綜合運用、研制、開發出符合不同用戶需求的設備和系統成套產品，提供全面、及時、準確的一體化服務。

 此方案主要產品：明火煤監測、筒倉安全監測系統、筒倉惰化保護裝置、圓形煤場安全監測系統、條形煤場測溫系統等，在電力、冶金、化工、礦業、港口等行業得到了廣泛的推廣和應用。公司已通過IS09001質量管理體系認證，雙軟認證，高新技術企業認證，產品在國內市場占有率高，有較好和較高的產品經營與產品質量信譽。

我們的核心價值觀是客戶服務是我們存在的理由，客戶需求是我們發展的動力。我們堅持以客戶為中心，快速響應客戶需求，持續為客戶和社會創造價值，成就客戶就是成就我們自己。博百家之仁，集眾人之智開辟出環境監測系統的一片新天地。

企業資質展示：

榮譽證書

多項軟件著作權

通過ISO9001質量管理體系認證

第三章  煤場儲煤安全監測裝置說明

一、標準和規范：

煤場安全監測裝置（包括紅外溫度監測、料倉擋煤墻測溫、明火煤、可燃氣體、煙霧監測）的方案符合下列標準、規范和有關的中國國家標準(GB)的要求（但不限于此）：

GB50660           大中型火力發電廠設計規范

GB 4717           火災報警控制器

GB 50116          火災自動報警系統設計規范

GB 50166          火災自動報警系統施工及驗收規范

GB 50229          火力發電廠與變電站設計防火規范

DL/T 5137         電測量及電能計量裝置設計技術規程

JB/T 5947         工程機械 包裝通用技術條件 

GB/T 3873         通信設備產品包裝通用技術條件 

GB50016           建筑設計防火規范    

DB34/183          圖像型火災安全監控系統設計、施工及驗收規范    

GB15631           特種火災探測器  

二、煤場監測裝置基本組成：

(1) 集團網絡型云服務，成套系統拓撲圖，本方案針對內網結構設計，此系統在此不予贅述。拓撲圖如下：

該系統可完成：可視、可查、可管；當前的煤場信息化發展還存在不可忽視的困難和問題，具體表現為：

1、 缺乏有效統籌規劃和頂層設計，分公司間各自為政建設系統，且低水平重復建設；

2、 信息化標準體系不一致，彼此差異性大，無法實現煤場全面的信息采集、集成、實時監 控的信息交換平臺建設；

 3、 不能直觀地顯示煤場的全貌和煤堆立體的儲煤環境，只能通過簡單的報表反映煤堆的生 態指標，給科學儲煤決策帶來困難

4、 整個煤場子系統繁多，操作不便，數據不直觀，管理者與具體業務人員信息不對稱；

5、 子系統不斷增多，應用分散，管理越來越復雜，煤場管理人員負擔越來越重，缺乏直觀 的可視化平臺統一集成管控。

(2) 企業內網系統拓撲圖，如下：

1、 各種傳感器（探頭）：溫度（測溫桿或測溫電纜）、可燃氣體、CO、氧氣、料場物位計、空氣溫濕度、粉塵監測、煙霧和明火探測器等。

2、 可接入各類控制：風機、水閥、泵、照明等。

3、 綜合監測控制柜：實時監測各種參數數據，控制各種過程狀態、顯示實時數據報警表。

4、 儀表柜、端子箱以及各種探頭安裝附件等。

5、 數據采集系統和計算機工控系統。

條形煤場監測裝置由各種傳感器探頭，數據采集端子箱，RS485/CAN網絡通訊系統和工控機系統(操作站)組成；對儲煤煤場的各種參數(溫度、粉塵、煙感、可燃氣體濃度、CO、明火等)進行監測，計算儲存，打印記錄和實時報警。操作站安置在輸煤控制室內。

上位機數據采集系統具有：結構化布局，組態靈活；信號隔離，可靠性高；軟件功能強；實現了標準化、模塊化和組合化。組態軟件是運行于中文WindowsXP及Windows 2000上的真32位的工控組態軟件，具有如下功能：

a）強有力的繪圖工具箱及豐富多彩的各種工況圖庫可繪制非常逼真的工況模擬圖，非凡的Windows風格操作畫面，所見即所得。

b）具有實時監控，多畫面熱鍵切換。

c) 通過DLL(動態連接庫)驅動程序實時傳送采集模塊的數字信號，可實現后臺進行。

d) 具有報警事故追記功能，自動生成報警參數報表。

e) 具有網絡功能，支持TCP/IP協議，實現網絡遠程監視。

第四章 系統概述

     火力發電廠的主要燃料是煤炭，為了保證鍋爐用煤，一般都建有一個或多個貯煤場，煤與空氣的接觸，不僅會風化，使煤的質量變壞，而且還會經常發生煤堆發熱和自燃現象，從而造成能源的浪費，環境的污染，同時也給安全生產帶來了相當大的隱患。煤的自燃是指煤在空氣中氧化時放出的熱量無法向四處擴散而積聚在煤堆內，煤堆內溫度不斷升高，達到著火點發生煤自行燃燒的現象。這樣燃煤的熱值就減小了，造成虧卡。使企業利益受到損失。常見的自燃煤種有褐煤，長焰煤，煙煤等。基于這種情況我公司研制出 TX-3型煤場自燃溫度監測系統，該系統投入市場多年，成熟可靠，為電力企業挽回巨大的損失，受到電力用戶的好評。

系統結構圖

4.1、感應層裝置說明

CH4傳感器

根據國標《GB15322.1》點型可燃氣體技術要求和實驗方法的規范，LEL指一氧化碳氣體在空氣當中爆炸濃度，25％LEL是指可燃氣體在空氣當中的濃度為爆炸濃度的25％。所以設定初報為25％，高報為50％。

技術參數：

型    號：BR-CH4

檢測原理：催化燃燒

檢測范圍：0～100%LEL

精　　度：±3%FS 

報警限設定：25%LEL 一次報警     

    40%LEL 二次報警

     響應時間：≤10秒 

恢復時間：≤30秒 

防爆標志：ExdⅡCT6 

信號輸出：RS485 Modbus協議

O2氧氣傳感器

產品說明：

隨著工業的迅速發展，人類接觸有害氣體的場合越來越多，由此造成對人類本身的危害也越來越大，一次次的中毒事故，使人們清醒的認識到在發展工業的同時保護人類自身安全的重要性。因此各種有害氣體報警儀漸漸成為工業安全生產中不可少的防護設備。

技術指標： 

型    號：BR-O2

工作電壓：16～30VDC

工作電流：120mA，其它≤50 mA

信號輸出：RS485 Modbus協議

傳感器：  電化學傳感器催化燃燒式

報警限設定：19.5%LEL 低值報警

23%LEL 高值報警

響應時間：T90小于30秒

防爆等級：Exd IICT6

防護等級：IP66

CO一氧化碳傳感器

技術指標： 

型    號：BR-CO

工作電壓：16～30VDC

工作電流：120mA

檢測范圍：0～100%LEL

精　　度：±3%FS 

信號輸出：RS485 Modbus協議

傳感器：  電化學傳感器催化燃燒式

報警限設定：25%LEL 一次報警     

             40%LEL 二次報警

響應時間：T90小于30秒

防爆等級：Exd IICT6

防護等級：IP66

氣體傳感器結構：

粉塵濃度傳感器

技術參數：

（1） 傳感器型號：BR-GCD

（2） 傳感器測量范圍：0.1mg/m3～1000 mg/m3；

（3） 粉塵濃度測量誤差：不大于±15%；

（4） 工作電壓：12V～24V DC；

（5） 額定工作電壓電流：120mA～90mA；

（6） 粉塵報警設置范圍：0～1000 mg/m3；

（7） 輸出信號：RS485 Modbus協議

TX-3DL測溫桿

產品說明：

測溫桿采用304不銹鋼鋼桿鎧裝而成，可插入煤堆內部2-3米位置。TX-3DL測溫桿或測溫電纜是整個煤場防自燃子系統的核心，主要作用是準確采集煤堆內部溫度數據，存儲在測溫儀和采集分機內。測溫主機接收數據上傳數據。

技術指標 ：
TX-3DL測溫桿尺寸： 1米—6米（可根據客戶定制）

TX-3DL測溫電纜：   根據客戶定制長度與感溫點數 
TX-3D測溫桿外殼：  304不銹鋼 
溫度范圍：         -55~150度 

報警設定：         可根據用戶自行設定

測溫精度：         0.3度（0~50度范圍內）

測溫分辨率：       0.1度
TX-3DL傳輸距離：   500米組網GPRS模式傳輸無距離限制 

TX-3DL傳輸距離：   射頻上傳視距500m

TX-3DL供電：       內置電池
環境溫度：          -40~60°C

BR-CAR800K雷達物位計

產品說明：

雷達物位天線發射較窄的微波脈沖，經天線向下傳輸。微波接觸到被測介質表面后被反射回來再次被天線系統接收，將信號傳輸給電子線路部分自動轉換成物位信號（因為微波傳播速度極快，電磁波到達目標并經反射返回接收器這一來回所用的時間幾乎是瞬間的）。

技術參數：

應    用：固體料、強粉塵、易結晶、 結露場合

測量范圍： 0～70米

過程連接： 萬向法蘭

介質溫度： -40～250℃

過程壓力： -0.1～0.1MPa

精    度： ±0.1%FS                              

防護等級： IP67

頻率范圍： 26GHz                                         

防爆等級： Exia ⅡC T6 Ga 

信號輸出： RS485 Modbus協議  

煙霧探測器

煙霧探測器優點：

煙霧探測器為光電感煙探測器，不受強磁干擾，不怕潮濕，在低溫狀態（-40℃）下能正常工作；具有三次取樣比較功能，自身識別，避免誤報，內置警鈴。

煙霧探測器信號采集：配備開關量采集模塊，通過就地數據采集箱實現對煙霧信號的采集、傳輸，將信號傳輸到就地數據采集箱，通過箱面的報警燈顯示煙霧報警狀態。每個筒倉使用1個就地數據采集箱。

沿煤場兩側擋煤墻高度方向頂部框架部位每30米安裝1個煙霧檢測裝置，安裝附件固定在框架結構上，距地面高度按不小于20m。

煙霧傳感器參數：

工作溫度范圍：-40℃～50℃

工作濕度范圍：5%～95%RH 無凝水

抗風能力：10米/秒(不誤報) 

工作電壓：15～35VDC(離子、光電)，8.5 30VDC(感溫)

靜態電流：≤50μA

報警電流：最小2mA @3.1VDC,最大8mA @6.5VDC

執行標準：GB4715-93(感煙

4.2、紅外熱成像儀

熱成像儀簡介：

紅外掃描測溫系統主要采用遠紅外熱成像儀作為溫度傳感器，當溫度達到預設的溫度閥值時通過條形煤場安全監測裝置軟件發出預報警信息，并通過系統軟件顯示報警溫度和出現高溫的空間位置，確保條形煤場的安全得到有效預防。

探測器采用非制冷紅外焦平面感應器獲取被保護現場的溫度場信息，可通過偽彩色方式實現不同溫度等級的圖像顯示。通過空間定位控制機構安裝在條形料場鋼結構上，在不影響條形煤場堆取料機正常工作的情況下，實現全自主、全天候、無盲點連續監測條形煤場的溫度變化。

紅外掃描測溫系統采用兩臺遠紅外熱成像儀對角式安裝在封閉式條形料場的兩側，遠紅外熱成像儀和空間定位控制機構安裝在條形料場的干煤棚鋼結構上的L型安裝平臺。通過空間定位控制機構帶動遠紅外熱像儀轉動，以擴大遠紅外熱像儀的掃描視場，同時兩臺遠紅外熱像儀對角式掃描，實現整個條形煤場無盲點連續測溫。安裝位置如下圖示意：

紅外熱像儀在煤場中安裝位置示意圖

紅外熱像儀在條形料場干煤棚鋼結構上安裝側面示意圖

空間定位控制機構簡介：

云臺的轉動速度衡量云臺檔次高低的重要指標。云臺水平和垂直方向是由兩個不同的電機驅動的，因此云臺的轉動速度也分為水平轉速和垂直轉速。由于載重的原因，垂直電機在啟動和運行保持時的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上實際監控時對水平轉速的要求要高于垂直轉速，因此一般來說云臺的垂直轉速要低于水平轉速。

可連續正反旋轉360度，并傾斜+/-45度，以適應大范圍區域的監控。

4.3、數據采集裝置說明

BR-015K煤場安全監測終端是兼顧科學技術和工程應用的高集成、高效率的綜合性儲煤監控平臺。是一套具有互聯網傳輸和控制能力的可分布監測、集中管理的數據采集、遠程控制及報警系統。秉承了業界的優良口碑和煤情倉儲領域積累的技術精華。采用的新的設計理念，融合的新的測試原理使它超越了傳統分立測試系統，代表了煤場安全監測行業的新發展方向。該終端集煤堆溫度、可燃氣體、有毒氣體、氧氣、粉塵濃度、明火煤監測、料位物位監測、水泡控制、通風控制、泵閥控制、燈光控制等子系統之大成，可獨立完成對現場所有設備的數據采集和控制。通過該系統可以全面提高煤場安全的信息化和電氣化程度，降低勞動強度，提升管理水平。

產品特性：

(1)  機殼采用加厚不銹鋼材質，雙層保護防水式落地結構。電源輸入，數據接口，散熱裝置均采用內嵌式防雨防塵設計，可確保系統在室外惡劣的天氣環境下長期可靠的運行。內分氣泵動力和采集控制電路兩個分區。合理的優化了內部布局，降低了電磁干擾，對設備的可靠性提供了有效的保障。

(2)  終端采用了工業級超寬溫電阻觸控式人機界面。該人機界面不僅擁有鋼化的觸控屏，超低溫固態硬盤，高清的顯示分辨率還有無風扇翅片散熱技術。

(3)  內部電路板全部采用工業級芯片，成熟穩定的電路設計方案，模塊化設計。包括數據處理核心板、鍵盤指示控制板、通信采集控制板，各個電路板之間電源通信隔離，降低干擾，提高穩定性。

(4)  系統傳感器摒棄了傳統的模擬數據采集方式，所有的傳感器均采用數字式的數據變送器，避免了長期使用時溫度漂移、測試距離受限，修正不便的弊端。

(5)  對部分子系統加入了自動控制和專家決策系統，可以保證系統對測試數據及外界環境在無人值守的情況下及時準確的做出反應，降低管理維護成本，安全可靠。

(6)  終端預留了32個帶指示自恢復式按鍵，可以通過人機界面靈活的映射到任何可控的設備，包括通風機、燈光控制等，無需人機界面的參與，即可獲取設備的當前映射狀態和對其進行控制。

(7)  機殼外層及人機界面的電源均加了鎖已控制權限，避免了非相關人員對系統的控制和誤操作，增強系統的安全性。

(8)  集成控制柜采用tcp/ip協議，省去了諸多協議轉換器，兼容性好，可拓展性強，各種類型的前端設備都可接入并實現集中控制。集成控制柜采用單片機技術，代替了plc,采用集成式小型繼電器代替以往的繼電器，性能更穩定。

(9)  集成控制柜采用 10 寸工業級觸控屏，提供友好的用戶交互界面，一方面大大減小了設備體積，另外一方面，清晰簡潔的交互界面讓用戶操控更清晰更簡潔，且可以讓用戶通過交互菜單實現對接入設備的現場配置功能。前端設備的運行反饋信息，煤場的各種控制參數都可以在棚外讀取，并可方便及時的作出控制操作。這樣既減輕了作業人員的工作強度，有提高了工作效率。

技術參數：

①　進口304不銹鋼材質；落地式結構,(可據實際情況定制)

②　耐低溫，高分辨率12寸觸控顯示屏，可完成對現場所有設備的采集，控制和配置

③　外置USB2.0通信接口，方便內部報表，日志的導出

④　快關機鎖，防止非相關人員啟動或關閉設備

⑤　控制鍵鎖，防止對現場設備的誤操作

⑥　擴展24個控制按鍵，可程控映射到任意現成設備。按鍵內置LED指示燈，可通過閃爍，

亮滅跟蹤現場設備的運行狀態

⑦　過壓欠壓限流防雷保護器，可同時監測設備的電壓和電流

⑧　四路內部低壓輸出監視，方便對機箱內部各個模塊進行管理

⑨　八路子系統報警指示燈，可程控映射到任意子系統，預置報警總開關

⑩　預留低功率揚聲器，可實現語音報警和提示的功能

11　預留網口、GPRS、WiFi等網絡通信接口

12　控制柜64路控制輸出，128路反饋輸入；所有控制均為單片機控制

控制柜軟件界面：

              煤場溫度情況展示界面                 煤場氣體情況展示界面

           煤場粉塵濃度展示界面                    煤場燈光控制展示界面