智能燃料測溫系統(tǒng)簡介

近年來，隨著天然氣、新能源、太陽能等等新興技術(shù)的出現(xiàn)，煤炭市場供大于求，銷售行情不好，各生產(chǎn)礦井地面儲煤場或圓筒儲煤倉都程度不同地出現(xiàn)煤炭積壓。長期堆積的煤炭暴露在煤場內(nèi)或倉內(nèi)，時常出現(xiàn)自燃，煤炭一般是從氧化層開始自燃，即煤層表面2~5米的位置。煤堆自燃給企業(yè)造成直接經(jīng)濟損失，間接地自燃產(chǎn)生的有害氣體對周圍環(huán)境造成污染影響企業(yè)形象。為了有效的防治煤堆自燃，我公司通過研究地面煤堆氧化自燃的原因和過程，提出可實時對煤堆進行監(jiān)測的TX-3D無線測溫系統(tǒng)（測溫電纜）和TX-3D插入式煤堆測溫儀，這對預防并解決目前普遍存在的煤堆自燃問題，減少經(jīng)濟損失、維護企業(yè)形象、保護環(huán)境都是很必要的。
　　TX-3D智能燃料測溫系統(tǒng)，是用于測量煤堆煤場內(nèi)部溫度專用儀器系統(tǒng)，利用TX-3D煤堆測溫儀測量煤堆內(nèi)部溫度，是煤場測溫管理的重要手段，可及時了解煤堆內(nèi)部的發(fā)熱狀況，及早采取措施，消除煤堆自燃現(xiàn)象的發(fā)生，防止煤場煤堆自燃帶來的嚴重后果。TX-3D煤堆測溫儀專用溫度傳感器，頭部是針尖形結(jié)構(gòu)，并且具有很強的鋼性，插入煤堆內(nèi)部不彎曲，不折斷，能順利測量煤堆溫度。測溫探頭常規(guī)長度有1米、1.5米、2米、3米、最長可達6米；煤堆測溫電纜，主要用于圓型煤堆倉，測溫電纜規(guī)格長度根據(jù)客戶需求定制，測溫電纜內(nèi)部布置了多個感溫傳感器，并且線內(nèi)置5mm粗的鋼絲，抗拉、坑沖擊、增大耐磨性。感溫傳感器可 客戶實際需求多個測點均勻分布，可以測量不同層深的煤炭溫度。
　　
　　系統(tǒng)由多個TX-3D無線插入式煤堆測溫儀和一個公用主機組成。設有警戒溫度自動閃爍聲音報警和短信報警功能。經(jīng)過多年的實際應用，得到眾多客戶的*。

1 煤的自燃機理
1.1 概述
 關(guān)于煤的自燃問題，長期以來，一般都認為煤中黃鐵礦的存在是自燃的原因，由于黃鐵礦氧化成為三氧化二鐵及三氧化硫時能放出熱量，在有水分參加的情況下，可以形成硫酸，它是很強的氧化劑，更加速煤的氧化，促進煤的自燃。
 需要指出，有的含有黃鐵礦的煤，雖然經(jīng)過長斯放置，并不一定發(fā)生燃，而不含或少含黃鐵礦的煤也有自燃現(xiàn)象。因此，煤的自燃并非*因含有黃鐵礦而引起。其主要原因是由于吸收了空氣中的氧氣，使煤的組成物質(zhì)氧化產(chǎn)生熱量，再被水濕潤，就放出更多的濕潤熱，也會加速煤的自燃。此外，煤的自燃還與煤本身的性質(zhì)有關(guān)。如煤的品級；煤的顯微組分、水分、礦物質(zhì)、節(jié)理和裂隙；煤層埋藏深度和煤層厚度；開采方法和通風方式等。煤的自燃從本質(zhì)上來說是煤的氧化過程。
1.2 煤自燃的不同階段
（1）水吸附階段。與其他階段不同，這個階段只是個物理過程，煤與氧不會發(fā)生反應，煤吸附水雖不是煤自燃的根本原因，但他對煤自熱，特別是低品級的煤自熱有重要影響。當水被煤吸附時會放出大量熱，即潤濕熱。所以，多數(shù)情況下該階段對煤的自燃都起著關(guān)鍵作用。
（2）化學吸附階段。煤自燃過程首先在這個階段發(fā)生化學反應。該階段的反應溫度為環(huán)境溫度至70℃。這伸過程中煤吸附氧氣會產(chǎn)生過氧化物，因而叫做化學吸附階段?；瘜W吸附階段煤重略有增加，并產(chǎn)生氣體，其中的CO可作為標準氣體，通過監(jiān)測CO濃度可對煤的自燃進行早期預報，化學吸附階段需要少量水參加反應。根據(jù)煤的品級和類型不同，化學吸附的放熱量在5.04～6.72J/g之間變化。若煤溫達到70℃時會分解，煤重隨之在幅度下降，甚至比原始煤重還要輕。煤中水汾的蒸發(fā)可帶走一些熱量，該過程產(chǎn)熱量晨16.8～75.6J/g間變化。若煤氧化進行到這個階段，想使其不自燃是非常困難的。
（3）煤氧復合物生成階段。該階段生成一種穩(wěn)定的化合物，即煤氧復合物。其反應溫度范圍為150～230℃。產(chǎn)生的熱量25.2～003.4J/g。這個階段煤重又有所增加，煤氧化進行到這個階段必然發(fā)生自燃。
（4）燃燒初始階段。這是煤氧復合物生成階段到煤快速燃燒階段的過渡時期，煤溫達230℃時，煤氧化可進行到個階段。此時煤的反應熱為42～243.6J/g。這些熱量使煤迅速上升促進了煤的快速燃燒。
（5）快速燃燒階段。這是煤自熱的最后階段，它描述了煤的實際燃燒過程。依氧氣供應充足與否，這個階段可能發(fā)生干餾、不*燃燒或安全燃燒。如果燃燒充分，其反應熱等于煤的發(fā)熱值。
2 煤炭自燃的綜合防治措施
2.1煤層自燃的預測預報
（1）鑒于煤在低溫氧化階段產(chǎn)生CO，因此，CO是早期揭露火災的敏感指標。在礦井的采煤工作面回風道、綜掘煤巷等有自然發(fā)火的地點設置CO傳感器，若發(fā)現(xiàn)CO濃度超限，便可采用便攜式CO檢測儀追蹤監(jiān)測確定高溫點。
（2）采用紅外探測法判斷高溫點的位置，紅外探測法其基本原理是，根據(jù)紅外輻射場的理論，建立火源與火源溫度場的對應關(guān)系，從而推斷出火源點的位置。
（3）用鉆孔測溫輔助監(jiān)測。對頂煤破碎或有自燃危險的地點，埋設測溫探頭，定期監(jiān)測溫度變化情況。
（4）加強漏風檢測。定期采用示蹤氣體法，檢查順槽漏風量。對漏風集中的區(qū)域加強觀測。
2.2 預防措施

（1）均壓通風控制漏風供氧。均壓通風是控制煤層開采中采空區(qū)等漏風的有效措施。首先，要在保證沖淡CH4，風速，氣溫和人均風量的要求下，全面施行區(qū)域性均壓通風，其調(diào)壓措施包括單項調(diào)壓和多項措施聯(lián)合調(diào)壓，具體實施中的形成的工作面均壓逐步擴大到鄰近工作面采空區(qū)的區(qū)域性均壓。
（2）噴漿堵漏鉆孔灌漿。對煤層開采中的可疑地點或已出現(xiàn)隱患地點進行全封閉噴漿和打淺密集鉆孔注漿，是防止自然發(fā)火的2個有效措施。
（3）注凝膠防滅火。采用注凝膠技術(shù)處理高溫點或自然發(fā)火是煤層開采中防滅火的重點措施，其方法是將凝膠注入高溫點或火點的周圍煤體中，其作用是既可以封堵漏風通道，又可以吸熱降溫。

GPRS智能燃料測溫系統(tǒng)拓撲圖

產(chǎn)品優(yōu)勢：
　　采用分層、自動采集、定時采集、無線傳輸、建模顯示圖形曲線列表一體化，功能全面、性能可靠，防爆設計、性價合理、使用便捷靈活、無環(huán)境限制、傳輸距離遠、內(nèi)置電池使用時間長達10年等優(yōu)點。

　　
3、煤堆測溫儀系統(tǒng)簡介：
　　
　　物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的興起，帶動了智能工業(yè)化的進步，煤堆測溫儀是基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控的一種體現(xiàn)。它采用無線傳感技術(shù)、射頻組網(wǎng)技術(shù)、安防視頻監(jiān)控技術(shù)、GPRS技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、BS架構(gòu)應用技術(shù)等等。應用范圍：食品發(fā)酵、釀造等食品加工行業(yè)以及地質(zhì)檢測、污泥堆肥處理、煤堆溫度監(jiān)測、糧倉溫度監(jiān)測等工業(yè)的數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。他的優(yōu)點是分層檢測、可根據(jù)用戶的需求定制同一檢測點不同檢測層的分布。
　　
4、系統(tǒng)概述與定義
　　4.1系統(tǒng)描述
　　TX-3D煤堆測溫儀和TX-3DL測溫電纜是整個系統(tǒng)的核心，主要作用是準確采集煤堆內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)，存儲在測溫儀和采集分機內(nèi)。測溫主機接收數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)。
　　4.2技術(shù)指標
　　TX-3D測溫桿尺寸：1米—6米

TX-3DL測溫電纜：根據(jù)客戶定制長度與感溫點數(shù)
　　TX-3D測溫桿外殼：不銹鋼
　　溫度范圍：-40~150度

測溫精度：0.3度（0~50度范圍內(nèi)）

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

TX-3DL傳輸距離：射頻上傳視距3公里或GPRS模式傳輸無距離限制

TX-3D供電：內(nèi)置電池

TX-3DL供電：外置貴能電池或220V室電
　　環(huán)境溫度：-40~60攝氏度
　　
5、通訊傳輸
　　TX-3D通過射頻組網(wǎng)，GPRS上傳/wifi上傳，服務器處理顯示

TX-3DL電纜組網(wǎng)，射頻上傳或GPRS上傳，軟件顯示

　　特點：
　　省電模式：軟件喚醒，上位機軟件喚醒采集，不采集供電，有效的增加電池和設備使用壽命。

5.1組網(wǎng)技術(shù)
　　一個測溫主機可接收256個TX-3D煤堆測溫儀

一個測溫分機可接多根TX-3DL測溫電纜、可測512個感溫探頭

6、監(jiān)測軟件主要功能：

測試前期準備工作請依據(jù)國家規(guī)范或其它相關(guān)行業(yè)標準實施。本說明書旨在陳述該測試儀器的使用方法。

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