第一章  前言

    今年来，由于祖国的飞速发展，国内火电厂、煤化工厂等兴建料场的情况很多，与传统的露天储煤相比，料场的封闭储煤能有效降低粉尘污染，减少煤在存储过程中的损耗，故得到了广泛应用。然而，现有技术中采用料场进行封闭储煤存在较大的安全隐患。实践中，由于易燃煤种保存时间过长造成存煤升温，进而引发自燃，甚至因煤堆自燃产生可燃性气体导致爆炸。为防止此类情况发生，采用煤场环境安全监测系统对料场等封闭煤场内的数据进行实时监测，并及时有效提供安全预警，显得尤为重要。为防止条形煤场内可燃性气体的意外事故发生，或由于易燃煤种保存时间过长造成存煤升温和自燃情况发生，防患于未然，在大型条形煤场煤场的监测装置中，对煤场储煤的温度、可燃性气体、CO气体、烟雾、明火等参数进行监测，确保其运行参数处于安全控制范围之内。如某参数超出允许范围，立即发送报警信号，及时提醒运行人员采取必要的措施，消除事故隐患，保障运行安全。

    对于条形煤场运行参数的监测，目前国内尚没有相应的标准和规范遵循；参照“日本室内储煤场防火基准”(表一)，SSDZ型条形煤场监测装置设置煤场温度，可燃气体浓度和烟雾明火等参数的实时监测，并设置了报警限；便于现场工作人员操作和采取相应的对策。

表一   日本室内储煤场防火基准

第二章  企业介绍

北京博仁集智科技有限责任公司成立于2005年，2014年因公司的发展于西安成立西安天通物联网科技有限公司，我公司以传感器、仪表产品为基础，集科研开发、经营、技术服务、系统集成为一体的专业传感器、仪器仪表及物联网监测系统领域的高新技术企业，我司致力于农业自动化、建筑亚健康监测和智能工业控制等领域。我司不仅仅是产品设计者，同时还是系统集成商，擅于将复杂的技术加以综合运用、研制、开发出符合不同用户需求的设备和系统成套产品，提供全面、及时、准确的一体化服务。

 此方案主要产品：明火煤监测、筒仓安全监测系统、筒仓惰化保护装置、圆形煤场安全监测系统、条形煤场测温系统等，在电力、冶金、化工、矿业、港口等行业得到了广泛的推广和应用。公司已通过IS09001质量管理体系认证，双软认证，高新技术企业认证，产品在国内市场占有率高，有较好和较高的产品经营与产品质量信誉。

我们的核心价值观是客户服务是我们存在的唯一理由，客户需求是我们发展的动力。我们坚持以客户为中心，快速响应客户需求，持续为客户和社会创造价值，成就客户就是成就我们自己。博百家之仁，集众人之智开辟出环境监测系统的一片新天地。

企业资质展示：

企业营业执照和软件企业证书

多项软件产品证书

多项软件著作权

产品专利及检测报告

通过ISO9001质量管理体系认证

第三章  煤场储煤安全监测装置说明

一、标准和规范：

煤场安全监测装置（包括红外温度监测、料仓挡煤墙测温、明火煤、可燃气体、烟雾监测）的方案符合下列标准、规范和有关的中国国家标准(GB)的要求（但不限于此）：

GB50660           大中型火力发电厂设计规范

GB 4717           火灾报警控制器

GB 50116          火灾自动报警系统设计规范

GB 50166          火灾自动报警系统施工及验收规范

GB 50229          火力发电厂与变电站设计防火规范

DL/T 5137         电测量及电能计量装置设计技术规程

JB/T 5947         工程机械 包装通用技术条件 

GB/T 3873         通信设备产品包装通用技术条件 

GB50016           建筑设计防火规范    

DB34/183          图像型火灾安全监控系统设计、施工及验收规范    

GB15631           特种火灾探测器  

二、煤场监测装置基本组成：

(1) 集团网络型云服务，成套系统拓扑图，本方案针对内网结构设计，此系统在此不予赘述。拓扑图如下：

该系统可完成：可视、可查、可管；当前的煤场信息化发展还存在不可忽视的困难和问题，具体表现为：

1、 缺乏有效统筹规划和顶层设计，分公司间各自为政建设系统，且低水平重复建设；

2、 信息化标准体系不一致，彼此差异性大，无法实现煤场全面的信息采集、集成、实时监 控的信息交换平台建设；

 3、 不能直观地显示煤场的全貌和煤堆立体的储煤环境，只能通过简单的报表反映煤堆的生 态指标，给科学储煤决策带来困难

4、 整个煤场子系统繁多，操作不便，数据不直观，管理者与具体业务人员信息不对称；

5、 子系统不断增多，应用分散，管理越来越复杂，煤场管理人员负担越来越重，缺乏直观 的可视化平台统一集成管控。

(2) 企业内网系统拓扑图，如下：

1、 各种传感器（探头）：温度（测温杆或测温电缆）、可燃气体、CO、氧气、料场物位计、空气温湿度、粉尘监测、烟雾和明火探测器等。

2、 可接入各类控制：风机、水阀、泵、照明等。

3、 综合监测控制柜：实时监测各种参数数据，控制各种过程状态、显示实时数据报警表。

4、 仪表柜、端子箱以及各种探头安装附件等。

5、 数据采集系统和计算机工控系统。

条形煤场监测装置由各种传感器探头，数据采集端子箱，RS485/CAN网络通讯系统和工控机系统(操作站)组成；对储煤煤场的各种参数(温度、粉尘、烟感、可燃气体浓度、CO、明火等)进行监测，计算储存，打印记录和实时报警。操作站安置在输煤控制室内。

上位机数据采集系统具有：结构化布局，组态灵活；信号隔离，可靠性高；软件功能强；实现了标准化、模块化和组合化。组态软件是运行于中文WindowsXP及Windows 2000上的真32位的工控组态软件，具有如下功能：

a）强有力的绘图工具箱及丰富多彩的各种工况图库可绘制非常逼真的工况模拟图，非凡的Windows风格操作画面，所见即所得。

b）具有实时监控，多画面热键切换。

c) 通过DLL(动态连接库)驱动程序实时传送采集模块的数字信号，可实现后台进行。

d) 具有报警事故追记功能，自动生成报警参数报表。

e) 具有网络功能，支持TCP/IP协议，实现网络远程监视。

第四章 系统概述

     火力发电厂的主要燃料是煤炭，为了保证锅炉用煤，一般都建有一个或多个贮煤场，煤与空气的接触，不仅会风化，使煤的质量变坏，而且还会经常发生煤堆发热和自燃现象，从而造成能源的浪费，环境的污染，同时也给安全生产带来了相当大的隐患。煤的自燃是指煤在空气中氧化时放出的热量无法向四处扩散而积聚在煤堆内，煤堆内温度不断升高，达到着火点发生煤自行燃烧的现象。这样燃煤的热值就减小了，造成亏卡。使企业利益受到损失。常见的自燃煤种有褐煤，长焰煤，烟煤等。基于这种情况我公司研制出 TX-3型煤场自燃温度监测系统，该系统投入市场多年，成熟可靠，为电力企业挽回巨大的损失，受到电力用户的一致好评。

系统结构图

4.1、感应层装置说明

CH4传感器

根据国标《GB15322.1》点型可燃气体技术要求和实验方法的规范，LEL指一氧化碳气体在空气当中爆炸浓度，25％LEL是指可燃气体在空气当中的浓度为爆炸浓度的25％。所以设定初报为25％，高报为50％。

技术参数：

型    号：BR-CH4

检测原理：催化燃烧

检测范围：0～100%LEL

精　　度：±3%FS 

报警限设定：25%LEL 一次报警     

    40%LEL 二次报警

     响应时间：≤10秒 

恢复时间：≤30秒 

防爆标志：ExdⅡCT6 

信号输出：RS485 Modbus协议

O2氧气传感器

产品说明：

随着工业的迅速发展，人类接触有害气体的场合越来越多，由此造成对人类本身的危害也越来越大，一次次的中毒事故，使人们清醒的认识到在发展工业的同时保护人类自身安全的重要性。因此各种有害气体报警仪渐渐成为工业安全生产中必不可少的防护设备。

技术指标： 

型    号：BR-O2

工作电压：16～30VDC

工作电流：120mA，其它≤50 mA

信号输出：RS485 Modbus协议

传感器：  电化学传感器催化燃烧式

报警限设定：19.5%LEL 低值报警

23%LEL 高值报警

响应时间：T90小于30秒

防爆等级：Exd IICT6

防护等级：IP66

CO一氧化碳传感器

技术指标： 

型    号：BR-CO

工作电压：16～30VDC

工作电流：120mA

检测范围：0～100%LEL

精　　度：±3%FS 

信号输出：RS485 Modbus协议

传感器：  电化学传感器催化燃烧式

报警限设定：25%LEL 一次报警     

             40%LEL 二次报警

响应时间：T90小于30秒

防爆等级：Exd IICT6

防护等级：IP66

气体传感器结构：

粉尘浓度传感器

技术参数：

（1） 传感器型号：BR-GCD

（2） 传感器测量范围：0.1mg/m3～1000 mg/m3；

（3） 粉尘浓度测量误差：不大于±15%；

（4） 工作电压：12V～24V DC；

（5） 额定工作电压电流：120mA～90mA；

（6） 粉尘报警设置范围：0～1000 mg/m3；

（7） 输出信号：RS485 Modbus协议

TX-3DL测温杆

产品说明：

测温杆采用304不锈钢钢杆铠装而成，可插入煤堆内部2-3米位置。TX-3DL测温杆或测温电缆是整个煤场防自燃子系统的核心，主要作用是准确采集煤堆内部温度数据，存储在测温仪和采集分机内。测温主机接收数据上传数据。

技术指标 ：
TX-3DL测温杆尺寸： 1米—6米（可根据客户定制）

TX-3DL测温电缆：   根据客户定制长度与感温点数 
TX-3D测温杆外壳：  304不锈钢 
温度范围：         -55~150度 

报警设定：         可根据用户自行设定

测温精度：         0.3度（0~50度范围内）

测温分辨率：       0.1度
TX-3DL传输距离：   500米组网GPRS模式传输无距离限制 

TX-3DL传输距离：   射频上传视距500m

TX-3DL供电：       内置电池
环境温度：          -40~60°C

BR-CAR800K雷达物位计

产品说明：

雷达物位天线发射较窄的微波脉冲，经天线向下传输。微波接触到被测介质表面后被反射回来再次被天线系统接收，将信号传输给电子线路部分自动转换成物位信号（因为微波传播速度极快，电磁波到达目标并经反射返回接收器这一来回所用的时间几乎是瞬间的）。

技术参数：

应    用：固体料、强粉尘、易结晶、 结露场合

测量范围： 0～70米

过程连接： 万向法兰

介质温度： -40～250℃

过程压力： -0.1～0.1MPa

精    度： ±0.1%FS                              

防护等级： IP67

频率范围： 26GHz                                         

防爆等级： Exia ⅡC T6 Ga 

信号输出： RS485 Modbus协议  

烟雾探测器

烟雾探测器优点：

烟雾探测器为光电感烟探测器，不受强磁干扰，不怕潮湿，在低温状态（-40℃）下能正常工作；具有三次取样比较功能，自身识别，避免误报，内置警铃。

烟雾探测器信号采集：配备开关量采集模块，通过就地数据采集箱实现对烟雾信号的采集、传输，将信号传输到就地数据采集箱，通过箱面的报警灯显示烟雾报警状态。每个筒仓使用1个就地数据采集箱。

沿煤场两侧挡煤墙高度方向顶部框架部位每30米安装1个烟雾检测装置，安装附件固定在框架结构上，距地面高度按不小于20m。

烟雾传感器参数：

工作温度范围：-40℃～50℃

工作湿度范围：5%～95%RH 无凝水

抗风能力：10米/秒(不误报) 

工作电压：15～35VDC(离子、光电)，8.5 30VDC(感温)

静态电流：≤50μA

报警电流：最小2mA @3.1VDC,最大8mA @6.5VDC

执行标准：GB4715-93(感烟

4.2、红外热成像仪

热成像仪简介：

红外扫描测温系统主要采用远红外热成像仪作为温度传感器，当温度达到预设的温度阀值时通过条形煤场安全监测装置软件发出预报警信息，并通过系统软件显示报警温度和出现高温的空间位置，确保条形煤场的安全得到有效预防。

探测器采用非制冷红外焦平面感应器获取被保护现场的温度场信息，可通过伪彩色方式实现不同温度等级的图像显示。通过空间定位控制机构安装在条形料场钢结构上，在不影响条形煤场堆取料机正常工作的情况下，实现全自主、全天候、无盲点连续监测条形煤场的温度变化。

红外扫描测温系统采用两台远红外热成像仪对角式安装在封闭式条形料场的两侧，远红外热成像仪和空间定位控制机构安装在条形料场的干煤棚钢结构上的L型安装平台。通过空间定位控制机构带动远红外热像仪转动，以扩大远红外热像仪的扫描视场，同时两台远红外热像仪对角式扫描，实现整个条形煤场无盲点连续测温。安装位置如下图示意：

红外热像仪在煤场中安装位置示意图

红外热像仪在条形料场干煤棚钢结构上安装侧面示意图

空间定位控制机构简介：

云台的转动速度衡量云台档次高低的重要指标。云台水平和垂直方向是由两个不同的电机驱动的，因此云台的转动速度也分为水平转速和垂直转速。由于载重的原因，垂直电机在启动和运行保持时的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上实际监控时对水平转速的要求要高于垂直转速，因此一般来说云台的垂直转速要低于水平转速。

可连续正反旋转360度，并倾斜+/-45度，以适应大范围区域的监控。

4.3、数据采集装置说明

BR-015K煤场安全监测终端是兼顾科学技术和工程应用的高集成、高效率的综合性储煤监控平台。是一套具有互联网传输和控制能力的可分布监测、集中管理的数据采集、远程控制及报警系统。秉承了业界的优良口碑和煤情仓储领域积累的技术精华。采用的独特的设计理念，融合的先进测试原理使它完全超越了传统分立测试系统，代表了煤场安全监测行业的最新发展方向。该终端集煤堆温度、可燃气体、有毒气体、氧气、粉尘浓度、明火煤监测、料位物位监测、水泡控制、通风控制、泵阀控制、灯光控制等子系统之大成，可独立完成对现场所有设备的数据采集和控制。通过该系统可以全面提高煤场安全的信息化和电气化程度，降低劳动强度，提升管理水平。

产品特性：

(1)  机壳采用加厚不锈钢材质，双层保护防水式落地结构。电源输入，数据接口，散热装置均采用内嵌式防雨防尘设计，可确保系统在室外恶劣的天气环境下长期可靠的运行。内分气泵动力和采集控制电路两个分区。合理的优化了内部布局，降低了电磁干扰，对设备的可靠性提供了有效的保障。

(2)  终端采用了工业级超宽温电阻触控式人机界面。该人机界面不仅拥有钢化的触控屏，超低温固态硬盘，高清的显示分辨率还有尖端的无风扇翅片散热技术。

(3)  内部电路板全部采用工业级芯片，成熟稳定的电路设计方案，模块化设计。包括数据处理核心板、键盘指示控制板、通信采集控制板，各个电路板之间电源通信完全隔离，降低干扰，提高稳定性。

(4)  系统传感器摒弃了传统的模拟数据采集方式，所有的传感器均采用数字式的数据变送器，避免了长期使用时温度漂移、测试距离受限，修正不便的弊端。

(5)  对部分子系统加入了自动控制和专家决策系统，可以保证系统对测试数据及外界环境在无人值守的情况下及时准确的做出反应，降低管理维护成本，安全可靠。

(6)  终端预留了32个带指示自恢复式按键，可以通过人机界面灵活的映射到任何可控的设备，包括通风机、灯光控制等，无需人机界面的参与，即可获取设备的当前映射状态和对其进行控制。

(7)  机壳外层及人机界面的电源均加了锁已控制权限，避免了非相关人员对系统的控制和误操作，增强系统的安全性。

(8)  集成控制柜采用tcp/ip协议，省去了诸多协议转换器，兼容性好，可拓展性强，各种类型的前端设备都可接入并实现集中控制。集成控制柜采用单片机技术，代替了plc,采用集成式小型继电器代替以往的继电器，性能更稳定。

(9)  集成控制柜采用 10 寸工业级触控屏，提供友好的用户交互界面，一方面大大减小了设备体积，另外一方面，清晰简洁的交互界面让用户操控更清晰更简洁，且可以让用户通过交互菜单实现对接入设备的现场配置功能。前端设备的运行反馈信息，煤场的各种控制参数都可以在棚外读取，并可方便及时的作出控制操作。这样既减轻了作业人员的工作强度，有提高了工作效率。

技术参数：

①　进口304不锈钢材质；落地式结构,(可据实际情况定制)

②　耐低温，高分辨率12寸触控显示屏，可完成对现场所有设备的采集，控制和配置

③　外置USB2.0通信接口，方便内部报表，日志的导出

④　快关机锁，防止非相关人员启动或关闭设备

⑤　控制键锁，防止对现场设备的误操作

⑥　扩展24个控制按键，可程控映射到任意现成设备。按键内置LED指示灯，可通过闪烁，

亮灭跟踪现场设备的运行状态

⑦　过压欠压限流防雷保护器，可同时监测设备的电压和电流

⑧　四路内部低压输出监视，方便对机箱内部各个模块进行管理

⑨　八路子系统报警指示灯，可程控映射到任意子系统，预置报警总开关

⑩　预留低功率扬声器，可实现语音报警和提示的功能

11　预留网口、GPRS、WiFi等网络通信接口

12　控制柜64路控制输出，128路反馈输入；所有控制均为单片机控制

控制柜软件界面：

              煤场温度情况展示界面                 煤场气体情况展示界面

           煤场粉尘浓度展示界面                    煤场灯光控制展示界面