一种圆形煤仓煤温监测方法

技术领域

本发明涉及煤炭存储领域，具体涉及一种圆形煤仓煤温监测方法。

背景技术

圆形煤仓作为煤炭储存、转运的场所，在煤炭储运环节被广泛应用。然而，圆形煤仓有结构设计的原因，在挡煤墙附近的煤炭由于轮转次数不频繁，特别容易出现氧化、自燃等情况。随着挡煤墙附近的煤炭轮转次数越来越少，当煤堆存储一段时间后，在挡煤墙附近就会有高温和自燃发生。

对此，对圆形煤仓内煤堆的温度异常监测就显得尤为重要。

发明内容

为了解决不易发现圆形煤仓温度异常的问题，本发明提供一种圆形煤仓煤温监测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种圆形煤仓煤温监测方法，包括以下步骤：

步骤1，在所述圆形煤仓内的地板水平布置相邻间距M不超过3米的水平测温光纤组，用于采集煤堆底部的温度；在挡煤墙内壁附近布置相邻间距N不超过3米的竖直测温光纤组，用于采集煤堆与挡煤墙接触位置的温度；

步骤2，将步骤1中水平测温光纤组采集煤堆底部的水平温度数据和竖直测温光纤组采集挡煤墙附近的竖直温度数据传输至处理器，处理器判断温度数据是否异常；

步骤3，在步骤2的基础上，在同一区域中，如果判断水平温度数据和竖直温度数据同时存在异常，通过所述水平温度数据和所述竖直温度数据在测温光纤的位置确定发热源在煤堆中的空间位置，并对发热源位置的气体进行采集和分析；

步骤4，在步骤2的基础上，仅有水平测温光纤组或竖直测温光纤组监测到温度异常时，采集并分析测温光纤温度异常位置周围空间的气体；

步骤5，如果步骤3或步骤4采集到的一氧化碳体积含量持续增加并超过乙烯的体积含量，则发出自燃预警。

进一步地，步骤4在实施中，当水平测温光纤组监测到高温区域时，对煤堆底部的气体采集分为下列步骤：

步骤A：从煤堆顶部向水平测温光纤组检测到高温区域钻孔；

步骤B：在钻孔内插入气体和温度的采集装置。

3.根据权利要求1所述的圆形煤仓煤温监测方法，其特征在于：步骤4在实施中，当竖直测温光纤组监测到挡煤墙附近的煤堆产生高温时，对挡煤墙高温区域的煤堆采集并分析气体，分为下列步骤：

步骤a：在温度异常区域的挡煤墙上钻孔；

步骤b：透过所述钻孔对温度异常区域抽气；

步骤c：对抽到的气体分析其中一氧化碳和乙烯的体积含量的变化。

进一步地，步骤2在实施前，还包括以下步骤：

从煤堆表面向煤堆内部均匀插入若干个外壳由导热材料制作的温度气体收集装置，每个所述温度气体收集装置将气体的温度数据和气体中一氧化碳和乙烯体积含量的数据传输至处理器中；

在煤堆上方布置热感应装置采集所述温度气体收集装置外壳的温度和所述温度气体收集装置周围煤堆表面的温度，并所述外壳的温度数据和所述外壳周围煤堆表面的温度传输至处理器。

优选地，所述M的距离为2米，所述N的距离为2米。

优选的，所述水平测温光纤组的测温光纤以螺旋形布置在圆形煤仓的地面，螺旋的螺距为M。

优选的，所述竖直测温光纤组的测温光纤以螺旋形布置在挡煤墙内壁附近，螺旋的螺距为N。

进一步地，步骤3确定发热源空间的步骤为：

根据异常水平温度数据在水平测温光纤组的位置，在处理器中模拟出竖直方向的模拟竖直区域；

根据异常竖直温度数据在竖直测温光纤组的位置，在处理器中模拟出水平方向的模拟水平区域；

将所述模拟竖直区域和所述模拟水平区域相交区域设定为发热源的空间位置。

进一步地，步骤4在实施采集并分析测温光纤温度异常位置周围空间的气体的方式包括：使用束管的抽气装置采集，并使用束管监测系统中的色谱分析仪定量分析气体中一氧化碳和乙烯的成分。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用在圆形煤仓地板和挡煤墙分别布置测温光纤的方式实现对发热源的空间定位和测温预警，同时在煤堆上灵活的插入温度气体收集装置用于收集距离煤堆表面一定深度的温度，并且利用温度气体收集装置的导热外壳和热感应装置的配合实现对煤堆温度变化的趋势分析。同时，温度气体收集装置也可以和测温光纤形成配合，实现对靠近地板和挡煤墙内壁附近发热源的监控和预警。

附图说明

图1为圆形煤仓中地板和挡煤墙布置测温光纤的示意图；

图2为水平测温光纤组和竖直测温光纤组同时接收到异常温度变化时，对发热源定位的示意图；

图3为当仅有水平测温光纤组采集到异常温度变化时，对发热源的监控示意图；

图4为当仅有竖直测温光纤组采集到异常温度变化时，对发热源的监控示意图；

图5为若干个温度气体收集装置均匀布置在煤堆的示意图。

图中，1地板、2水平测温光纤组、3挡煤墙、4竖直测温光纤组、5煤堆、6发热源、7气体采集装置、8温度气体收集装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一，如图1所示，在煤仓地板1上布置水平测温光纤组，在挡煤墙3内壁附近布置竖直测温光线组，竖直测温光纤组为上下布置。煤堆5为。光纤被预埋和安装时候，可以使用固定装置辅以安装，固定装置可以目前常规技术手段实现。水平测温光纤组和竖直测温光线组的数据通过通讯电缆传输至处理器，处理器经过运算后将结果以图像的方式呈现给用户。对于本发明的核心方案按照以下步骤实施：

步骤1，在所述圆形煤仓内的地板1水平布置相邻间距M不超过3的水平测温光纤组，用于采集煤堆5底部的温度，测温光纤的间距M相同，具体选择可以是2米。在挡煤墙3内壁附近布置相邻间距N不超过3的竖直测温光纤组4，用于采集煤堆5与挡煤墙3接触位置的温度。测温光纤的间距N相同，具体选择可以是2米。

步骤2，将步骤1中水平测温光纤组采集煤堆5底部的水平温度数据和竖直测温光纤组4采集挡煤墙3附近的竖直温度数据传输至处理器，处理器判断温度数据是否异常。

如图2所示，执行步骤3时需要在步骤2的基础上，在同一区域中，如果判断水平温度数据和竖直温度数据同时存在异常，通过所述水平温度数据和所述竖直温度数据在测温光纤的位置确定发热源6在煤堆5中的空间位置，并对发热源6位置的气体通过气体采集装置7进行采集，并传输至检测系统分析，具体来说，采集和分析可以使用束管监测系统中的气体采集系统和色谱分析系统。当水平测温光纤组采集到异常水平温度数据，竖直测温光纤组4采集到异常竖直温度数据，然后按照如下步骤：根据异常水平温度数据在水平测温光纤组的位置，在处理器中模拟出竖直方向的模拟竖直区域。根据异常竖直温度数据在竖直测温光纤组4的位置，在处理器中模拟出水平方向的模拟水平区域。

最后，如图2所示，将所述模拟竖直区域和所述模拟水平区域相交区域设定为发热源6的空间位置。

通过上述的步骤，如果步骤3采集到的一氧化碳体积含量持续增加并超过乙烯的体积含量，则发出自燃预警。

实施例二：

实施例二和实施例一的区别在于：实施例一中步骤3的情况没有发生，但水平测温光纤组监测到温度异常，如图3所示，采集并分析测温光纤温度异常位置周围空间的气体；具体的采集方式可以是使用抽气设备将发热源6处的气体抽出，用色谱分析设备分析气体的含量。具体的采集气体的方法包括：从煤堆5顶部向水平测温光纤组检测到高温区域钻孔；在钻孔内插入气体和温度的采集装置。

用抽气设备抽气时，在抽气设备的端部也可以设置温度感应装置，用于采集发热源6处的温度数据，因此可以采用温度气体收集装置8的结构。温度气体收集装置8的具体结构可以是：外壳由导热金属制作，在外壳的下端设有温度传感器和气体流通口，发热源6处的气体通过泵抽或者自然逸出的方式，对采集的气体，可以使用传感器的方式测量也可以使用过色谱分析装置的方式分析出气体的成分或者让采集到的气体通过一氧化碳传感器和乙烯传感器检测一样一氧化碳和乙烯的体积含量。

实施例三：

实施例三和实施例一的区别在于：实施例一中步骤3的情况没有发生，但竖直测温光纤组4监测到温度异常，如图4所示，采集并分析测温光纤温度异常位置周围空间的气体；具体的采集方式可以是使用抽气设备将发热源6处的气体抽出，用色谱分析设备分析气体的含量。当竖直测温光纤组4监测到温度异常时，对发热源6的抽气可以是按照如下的步骤：在温度异常区域，图4中的发热源6的挡煤墙3上钻孔；透过所述钻孔对温度异常区域抽气；

步骤c：对抽到的气体分析其中一氧化碳和乙烯的体积含量的变化。

在上述实施一、实施例二和实施例三的基础上，还可以参考图5所示，在煤堆5表面向煤堆5内部均匀插入若干个外壳由导热材料制作的温度气体收集装置8，每个温度气体收集装置8将气体的温度数据和气体中一氧化碳和乙烯体积含量的数据传输至处理器中。

在煤堆上方布置热感应装置采集所述温度气体收集装置8外壳的温度和所述温度气体收集装置8周围煤堆表面的温度，并所述外壳的温度数据和所述外壳周围煤堆5表面的温度传输至处理器。因为煤堆5的高温和自燃通常都是从煤堆5内部开始的，当煤堆5中有高温区域时候，温度气体收集装置8内的气体采集装置、温度感应装置和温度气体收集装置8的导热外壳都会有所反应，尤其是温度气体收集装置8的导热外壳对高温变化的反应更直接。在热感应装置的探测下，外壳的温度相比煤堆5的表面变化更明显。当煤堆5中有温度发热源6出现时，随着热感应装置对煤堆5的持续扫描和记录，均匀插入煤堆5中的温度气体收集装置8外壳会发生趋势性的温度变化，通过分析历史趋势变化，配合光纤测温的感应，即可确定发热源6的位置和深度。

工作原理：

本发明通过螺旋形布置在圆形煤仓地板、挡煤墙3内壁附近的测温光纤，以及若干个均匀插入煤堆5中的温度气体收集装置8，这几个系统互相配合，不仅可以对圆形煤仓中煤堆5的发热源6定位，还可以对发热源6的温度进行监控。而，灵活布置的温度气体收集装置8其自身不仅可以温度探测和气体采集，更可以利用自身的导热外壳将发热的热量传递出，便于热感应装置捕捉。

以上基于实施方式、变形例对本发明进行了说明，但上述方面的实施方式是为了便于理解本发明的示例，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则以及权利要求请求范围之内所作的变形、改进以及等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，其技术特征如果在本说明书中没有被描述为不可或缺，则可以进行适当删除。