我国电力供应约70%来源于燃煤火力发电,燃煤电厂的安全运行对于保证电力供应具有重要意义。燃煤电厂的输煤系统是电厂重要的公用辅助系统,输煤系统设备多、传输距离长、运行方式复杂、运行环境恶劣、故障因素多,极易发生事故。特别是对于长达数公里的输煤皮带系统,负责将煤炭输送至锅炉,煤炭在运输时发生自燃的可能性很高,每年都有电厂因为输煤皮带起火断裂,造成锅炉断煤、机组停运,造成重大经济损失。所以,对输煤皮带进行温度实时监控,防止输煤皮带起火断裂是保障火电厂安全稳定运行的必要手段之一。
引起输煤皮带起火的原因有:输煤皮带运转抖动、转换落煤斗时会扬起煤粉,如未及时清理,煤粉逐步氧化、升温、自燃,引燃皮带;输煤机械设备摩擦发热、烧损引燃煤粉;设备检修时电焊的焊渣落入输煤皮带或切割下来的高温铁件与输煤皮带接触,引燃皮带;挥发份较髙的褐煤积存一段时间后自燃,输送自燃原煤点燃输煤皮带。由于输煤皮带不停运转,如果起火,随着起火点的移动及其对相邻煤粉的引燃,整个输煤现场可能出现极其严重的火灾,甚至危及储煤仓,造成更大的危害。所以,加强输煤系统的温度监控,对预防输煤皮带起火断裂等事故的发生具有重要的意义。
为保证输煤系统安全,避免输煤皮带起火断裂,电厂方面制定了严格的规章制度,同时加强巡检。然而,单靠制度和工作人员的责任心,很难保证设备的万无一失。经年累月的管理难免存在漏洞,百密难免一疏。再加上从发现事故征兆到采取措施处理的时间间隔较长,处理不及时,导致输煤皮带起火断裂,往往造成巨大经济损失。
随着现代高新技术的发展,电厂也在寻求保证输煤皮带安全的更好的监控方法。多媒体视频监控被应用在部分电厂中。虽然视频监控系统可以直观、清晰地监视现场情况,但可见光摄像机只有在光出现的情况下才能看到火焰或烟雾发展态势,很难发现和识别输煤皮带超温和煤炭自燃隐患,也无法做到预警和报警, 一旦发现火情,此时的损失和危害已经很严重了。感温电缆或温度探测器也有用于输煤系统温度监测,但由于输煤皮带机上工作环境恶劣,感温元件容易损坏,经常误报、漏报,严重影响电厂的正常工作,难以发挥监测作用。与其他探测手段相比,热像仪无需依赖光线就能工作,还能在火灾发生之前就探测到温度变化,红外热成像仪开始应用在电厂设备监测中。便携式红外成像仪检测结果易受温度、湿度、风速、阳光照射等因素的干扰,所以相关检测工作对操作人员要求较高,存在检测结果人为影响大的问题。另外还存在检测频率低、工作人员劳动强度大,不能提前发现设备隐患,无法全面反映设备的实际运行情况等问题,往往因监视延误而引起较大的经济损失。
采用固定安装红外热像仪方式,结合现代化的网络传输技术,用于燃煤电厂输煤系统的远程实时在线温度监控中,以解决输煤皮带超温起火的监测难题。红外热像仪是靠温度差来成像的,只要被测物体有0.06~0.08度的温度差,红外热成像监控系统就可把它区分出来并成像直观显示。这种输煤系统远程实时在线温度监控系统能够24小时全天候实时监测输煤皮带及其周边设备温度变化,发现超温可以立即报警,不必等到肉眼看到烟雾或火光现象才报警。
在无人值守的电厂输煤皮带、堆煤场等地点,借助输煤远程监控系统,可以自动巡检输煤皮带系统,实现信息的实时监控和远程传递。该监控系统既可单独构成系统,也可并入已有的在线检测、报警系统中,依托计算机网络和强大的软件支撑,实现对输煤皮带系统的远程实时温度测量与监控。当发现温度异常、有超温起火趋势时,系统按预先设定的预警值自动报警,还会触发自动喷水灭火系统,从而有效提高输煤皮带系统设施安全性,进而可以确保电厂及早发现危险隐患,及时应对处理,防止危害范围扩大,避免输煤皮带起火断裂,预防火灾事故发生。
这种输煤系统的远程实时温度监控系统将有效弥补电厂人工巡视和无人值守等工作方式的安全风险,可以真正实现全天候监控,特别是夜晚,其观测效果与白天一样甚至更好。运行人员在集控室可清楚、直观地了解现场情况,提高了运行人员对火灾事故的识别能力和预见性,能及时采取有效措施,确保输煤系统运行安全。不仅提高了输煤系统的自动化水平,也为电厂的安全生产提供有力保障。