生物電廠防自燃_生物質(zhì)燃料堆垛防自燃預(yù)警系統(tǒng)，

生物質(zhì)燃料堆溫度監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，

生物燃料堆垛無(wú)線自動(dòng)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)，

一、溫度監(jiān)測(cè)的背景

 在草垛、木屑堆、煤堆、易燃堆等管理中自熱、自燃現(xiàn)象普遍存在，自熱、自燃不僅浪費(fèi)能源增加隱患，而且自燃產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化硫等有害氣體嚴(yán)重的污染環(huán)境。隨著生物燃料的不斷推廣和普及，實(shí)際生產(chǎn)中所使用的固體燃料越來(lái)越多，燃料管理工作越來(lái)越復(fù)雜，面臨諸多困難，其中易燃固體堆發(fā)熱、自燃現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，傳統(tǒng)的人工溫度巡檢和“燒舊存新”制度越來(lái)越不適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)的需求，無(wú)法遏制固體易燃堆發(fā)熱、自燃現(xiàn)象。

 以下，從易燃堆垛自燃的角度分析一下固體易燃堆垛溫度集中監(jiān)測(cè)的可行性。

  生物質(zhì)電廠燃料因密度小、燃點(diǎn)低，具有較大的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。綜合生物質(zhì)燃料的特性，燃料自燃的主要原因是水分過(guò)高、混合堆放及堆垛不合理，提出了相應(yīng)的防范措施。同時(shí)為了能夠有針對(duì)性的減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)以及控制燃料火災(zāi)事故的發(fā)生，既需要考慮廢棄物燃料本身特性，又需要結(jié)合生物質(zhì)電廠防火設(shè)計(jì)實(shí)踐。

  ，生物質(zhì)電廠燃料火災(zāi)事故會(huì)增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，且對(duì)社會(huì)容易造成嚴(yán)重影響。目前，開發(fā)利用的生物質(zhì)資源有農(nóng)作物、農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品、林木和其加工剩余物、城市生活垃圾以及能源植物等。樹皮、樹葉可應(yīng)用在生物質(zhì)電廠中進(jìn)行發(fā)電。鑒于這些生物質(zhì)材料的可燃性，發(fā)生火情后需要采取措施減少局部燃料被燒毀甚至整個(gè)燃料場(chǎng)被燒毀，如果沒有及時(shí)采取補(bǔ)救措施，燃料火災(zāi)事故會(huì)對(duì)發(fā)電設(shè)施和廠房造成經(jīng)濟(jì)損失。

  2010年11月23日，華電宿州生物發(fā)電廠萬(wàn)噸秸稈突發(fā)火災(zāi) 

  2011年2月23日，公主嶺市國(guó)能生物發(fā)電有限公司秸稈料場(chǎng)突然起火

  2015年4月22日，黑龍江望奎國(guó)能生物發(fā)電公司儲(chǔ)料廠突發(fā)火災(zāi)。

  2017年8月3日，位于雙峰縣經(jīng)開新區(qū)印泉村一生物質(zhì)發(fā)電原料堆場(chǎng)突發(fā)火災(zāi)。

  2018年5月7日，華能生物電廠固體堆垛發(fā)生自燃火災(zāi)。

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生物電廠防自燃_生物質(zhì)燃料堆垛防自燃預(yù)警系統(tǒng)，

生物質(zhì)燃料堆溫度監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，

生物燃料堆垛無(wú)線自動(dòng)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)，

 生物質(zhì)電廠燃料作為我國(guó)研究的熱點(diǎn)需要不斷進(jìn)行探索和分析，燃料火災(zāi)事故會(huì)對(duì)生物質(zhì)電廠造成經(jīng)濟(jì)損害，對(duì)社會(huì)造成嚴(yán)重影響，因此減少生物質(zhì)電廠的火災(zāi)事故是重要的。為了減少生物質(zhì)電廠燃料的火災(zāi)事故，我公司對(duì)燃料火災(zāi)的原因、特點(diǎn)以及措施進(jìn)行分析，制定了切實(shí)可行的防范措施，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

二、堆垛自燃的原因

2.1、 在燃料收購(gòu)中缺乏水分控制

  燃料自燃是燃料在收購(gòu)過(guò)程中需要注意的，其自燃的發(fā)生主要與燃料收購(gòu)過(guò)程中水分控制不嚴(yán)有關(guān)。電廠燃料的收購(gòu)與其他物質(zhì)回收相比過(guò)程復(fù)雜，包括收集、粉碎、打包、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)，如果燃料在以上收購(gòu)過(guò)程中發(fā)生含水量增加的現(xiàn)象，會(huì)給燃料的自燃埋下潛在的危險(xiǎn)。

2.2 、在燃料儲(chǔ)存中缺乏防雨措施

  在燃料儲(chǔ)存中遇到大雨天氣，需要做好防雨措施，否則燃料淋雨會(huì)增加含水量，容易發(fā)生自燃。其中，有幾種情況：一是料場(chǎng)排水設(shè)施不完善，雨水來(lái)不及排出，造成燃料浸泡；二是燃料頂部苫蓋措施不完善；三是垛基基礎(chǔ)偏低，造成雨水倒流至料垛底部。

2.3、在燃料堆放中缺乏正確方法

  不同種類的燃料堆放在一起在堆垛發(fā)生熱量聚集的可能性較大，硬性燃料，因?yàn)樗鼈兊拿芏却蟆⑷键c(diǎn)相對(duì)較高。相同種類的燃料堆放在一起如果含水量不同也可能發(fā)生燃料自燃，因?yàn)楹勘容^高的燃料自燃的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致含水量比低的燃料發(fā)生自燃。生物質(zhì)電廠燃料的含水量增加時(shí)其溫度會(huì)在微生物作用下不斷升高，當(dāng)溫度升高到程度時(shí)與空氣接觸發(fā)生進(jìn)一步氧化后可引起自燃。不同種類生物質(zhì)電廠燃料的密度、燃點(diǎn)是有差異的，因此混合堆放時(shí)很可能發(fā)生自燃。當(dāng)生物質(zhì)電廠發(fā)生停電或者設(shè)備故障時(shí)，為了減少燃料堆積時(shí)間較長(zhǎng)而出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生超溫自燃，因此需要時(shí)刻關(guān)注生物質(zhì)電廠的設(shè)備運(yùn)行狀況、供電情況、管道以及除塵區(qū)域等，把控好各個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)可能出現(xiàn)的意外情況，我們要提前早作打算。

2.4、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

  生物質(zhì)材料與其他材料相比密度較小，在原料的制備和運(yùn)輸過(guò)程中比較容易形成粉塵，而粉塵的特點(diǎn)是遇到明火和電容易發(fā)生自燃，引發(fā)火災(zāi)。粉塵發(fā)生自燃受到多種因素的影響，包括粉塵大小、溫度以及含氧量等，可發(fā)生于生物質(zhì)材料的粉碎、分離、除塵、干燥、輸送等多個(gè)環(huán)節(jié)，因此需要在生物質(zhì)材料制備以及運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)做好措施。我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量廢棄的樹葉、樹皮，這些生物質(zhì)資源往往被隨意丟棄，隨著自然降解作用逐漸腐爛，浪費(fèi)了龐大的生物質(zhì)發(fā)電原料。生物質(zhì)發(fā)電是我國(guó)目前發(fā)展的科技，但在發(fā)展過(guò)程中也遇到了阻力，主要是在樹葉、樹皮等資源收購(gòu)方面實(shí)現(xiàn)量化收購(gòu)比較困難。無(wú)論是何種生物質(zhì)材料，他們?nèi)绻糜诎l(fā)電，具有可燃性，可燃性的顆粒逐步細(xì)化會(huì)逐步細(xì)化，形成粉塵。由于粉塵自燃的危危害比較大，電廠應(yīng)做好措施，從除塵、防爆裝置、減少明火等多方面入手，針對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域，減少粉塵自燃事故，減少對(duì)社會(huì)的危害。

2.5、堆垛火災(zāi)

  堆垛火災(zāi)是生物質(zhì)電廠火災(zāi)事故中比較嚴(yán)重的，主要形成原因是堆垛發(fā)生熱量聚集，加上燃料儲(chǔ)量比較大，如果存在樹葉、樹皮等高密度硬質(zhì)材料，很容易發(fā)生自燃，如果堆垛發(fā)生自燃時(shí)存在較大風(fēng)力，會(huì)加重火災(zāi)范圍和嚴(yán)重程度，其造成的不良后果是無(wú)法預(yù)估的。為了減少堆垛火災(zāi)的發(fā)生，平時(shí)應(yīng)注意觀察堆垛的溫度變化以及煙霧報(bào)警裝置是否正常等，溫度的變化是減少堆垛火災(zāi)的重要指標(biāo)，可通過(guò)安裝溫度監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)較好的減少自燃引起的堆垛火災(zāi)。因此，堆垛火災(zāi)作為生物質(zhì)電廠比較嚴(yán)重的火災(zāi)事故是需要引起重視的，時(shí)刻關(guān)注堆垛的溫度變化以及煙霧報(bào)警裝置的運(yùn)作。

2.6、火災(zāi)防范措施：在燃料收購(gòu)中缺乏水分控制的現(xiàn)象

  燃料含水量是燃料入廠時(shí)重要參考指標(biāo)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的不能入廠，且入廠需嚴(yán)格參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。生物質(zhì)電廠燃料除了在入廠時(shí)做好把控，在燃料入場(chǎng)前期也要做好質(zhì)量控制，安排專人負(fù)責(zé)督促燃料加工點(diǎn)做好晾曬和堆垛等相關(guān)工作。定期測(cè)定燃料的含水量，如果發(fā)現(xiàn)含水量較高可通過(guò)加強(qiáng)晾曬頻率來(lái)減少水分，對(duì)于燃料加工點(diǎn)生產(chǎn)制備的燃料做好入廠前的質(zhì)量監(jiān)測(cè)，不符合入廠標(biāo)準(zhǔn)的拒絕收購(gòu)。生物質(zhì)電廠燃料在運(yùn)輸過(guò)程中要做好淋雨的措施，否則燃料淋雨增加水分容易發(fā)生自燃。

2.7、做好燃料儲(chǔ)存運(yùn)輸中措施

  燃料堆垛一般情況下是露天的，為了加強(qiáng)燃料中的水分控制，應(yīng)采取苫蓋措施，主要是減少下雨后燃料被淋濕。燃料堆垛位置應(yīng)選擇排水比較好的區(qū)域，可以讓雨后雨水可以及時(shí)排出，以免雨水進(jìn)入堆垛增加燃料的含水量而引發(fā)自燃。

2.8、加強(qiáng)燃料堆垛管理

  燃料堆垛是影響燃料自燃和火災(zāi)事故的重要因素，因此生物質(zhì)電廠應(yīng)加強(qiáng)燃料堆垛管理。生物質(zhì)電廠要在燃料收購(gòu)前做好燃料堆垛的設(shè)計(jì)和布局，包括燃料堆垛的體積、堆垛位置的通風(fēng)情況以及分堆布置等。通風(fēng)是燃料堆垛中應(yīng)該考慮的因素，堆垛中要預(yù)留通風(fēng)口，建議人工配合機(jī)械的方式堆垛。

2.9、加強(qiáng)燃料測(cè)溫和巡檢

  在實(shí)際工作中，對(duì)燃料的堆放時(shí)間是有要求的。纖維類燃料（比如：樹皮、甘蔗渣等）其揮發(fā)水分比較高。當(dāng)燃料的含水量達(dá)到40%，其經(jīng)驗(yàn)存儲(chǔ)時(shí)間不得超過(guò)2個(gè)月；當(dāng)水分小于40%以下，其存儲(chǔ)時(shí)間不得超過(guò)3個(gè)月。在儲(chǔ)存期間，進(jìn)行測(cè)溫巡查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度達(dá)到80℃時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)度使用或進(jìn)行相應(yīng)的翻堆降溫處理。

三、通過(guò)手段了解整個(gè)堆垛溫度情況

目前市場(chǎng)上檢測(cè)堆垛自燃的產(chǎn)品的局限性：

 人工巡檢是現(xiàn)場(chǎng)是通行的作法，但是靠一兩個(gè)工人扛2米的溫度計(jì)根本達(dá)不到測(cè)量密度，熱電阻插入堆垛需要幾分鐘才可以測(cè)量準(zhǔn)確，而且堆垛很多地方行走不便，堆垛環(huán)境惡劣并且有大型設(shè)備作業(yè)，安排太多的人測(cè)溫也不方便。

生物電廠防自燃_生物質(zhì)燃料堆垛防自燃預(yù)警系統(tǒng)，

生物質(zhì)燃料堆溫度監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，

生物燃料堆垛無(wú)線自動(dòng)測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)，

 還有電廠使用紅外溫槍或熱成像設(shè)備，該類設(shè)備都只能測(cè)量表面溫度，堆垛自熱自燃主要從里面開始，所以達(dá)不到使用目的，導(dǎo)致選型失敗。所以現(xiàn)場(chǎng)明知減少自熱自燃的重要性，卻無(wú)可奈何。

3.1、測(cè)點(diǎn)位置及深度選擇方法

 受到供氧量和散熱條件的制約，堆垛自燃的發(fā)源點(diǎn)主要發(fā)生在煤堆側(cè)表面以內(nèi)1米到5米深度范圍內(nèi)。 首先觀察從堆垛表面至以內(nèi)1米深度范圍，因?yàn)橛锌諝猓讯獾纳崃看笥诎l(fā)熱量，所以堆垛自熱初期所發(fā)出的熱量，不能得到積累，不能導(dǎo)致溫度升高，所以這個(gè)區(qū)域的堆垛很難自燃；觀察從堆垛表面以內(nèi)1米深度至堆垛以內(nèi)5米深度范圍，這個(gè)區(qū)域的供氧量讓堆垛發(fā)熱自燃的需要，并且散熱量不足以把堆垛發(fā)出的熱量及時(shí)發(fā)散到空氣中，熱量不斷積累，煤溫不斷加速升高，可導(dǎo)致嚴(yán)重的自燃。在該區(qū)域自燃后，大量的熱量不斷向堆垛中心和堆垛表面?zhèn)鬟f，可形成我們從堆垛外面看到的冒汽冒煙等現(xiàn)象。所以，當(dāng)我們觀察到堆垛表面某處冒汽冒煙時(shí)，并不是表皮首先發(fā)熱自燃，而是表面以內(nèi)1米至5米區(qū)域經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的自燃，可把熱量傳遞出來(lái)，形成的結(jié)果。所以觀察表面發(fā)熱自燃只是治標(biāo)，觀察表面以內(nèi)1米至5米區(qū)域發(fā)熱自燃才是治本。

3.2、測(cè)點(diǎn)位置的選擇

     測(cè)點(diǎn)越密集，發(fā)現(xiàn)堆垛的發(fā)熱現(xiàn)象就越早，但是測(cè)量設(shè)備的購(gòu)置和維護(hù)成本就越高；反之，測(cè)點(diǎn)太稀疏，等到發(fā)現(xiàn)自燃現(xiàn)象就太晚了，自燃的區(qū)域就太大了。綜合考慮，既不能讓自燃區(qū)域太大，也不能使設(shè)備的購(gòu)置和維護(hù)成本太高。

     考慮到很多堆垛的原料有不同的來(lái)源和差異，所以也可以采用每個(gè)批次插入至少多條測(cè)溫線纜的策略，該測(cè)點(diǎn)就能比較好的反應(yīng)該批次堆垛的發(fā)熱自燃情況。

3.3、測(cè)點(diǎn)布置方法

     每個(gè)堆垛都具有地理、氣候、形狀、土建結(jié)構(gòu)方面的個(gè)性，所以堆垛負(fù)責(zé)人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期管理實(shí)踐，也會(huì)發(fā)現(xiàn)該堆垛發(fā)熱自燃現(xiàn)象，可以根據(jù)這些現(xiàn)象有針對(duì)性的布置測(cè)溫點(diǎn)。

四、合理溫度監(jiān)控“燒熱存冷”降能耗  

4.1、及時(shí)發(fā)現(xiàn)自燃點(diǎn)，減少損失

 當(dāng)某個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到60度（可設(shè)定）的時(shí)候，軟件會(huì)發(fā)出報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)行動(dòng)，根據(jù)測(cè)點(diǎn)位置描述，在測(cè)點(diǎn)附近尋找自燃點(diǎn)，及時(shí)把自燃的堆垛翻開、冷卻、再壓實(shí)，然后再把測(cè)溫線纜插入，繼續(xù)監(jiān)測(cè)堆垛。如果不及時(shí)處理，堆垛超過(guò)70度后進(jìn)入氧化通道，會(huì)很快升溫自燃，造成巨大損失，并且由于域過(guò)大而無(wú)法有效處理。

4.2、應(yīng)用案例

  國(guó)能河北某生物發(fā)電廠2016年10月12號(hào)安裝并運(yùn)行了堆垛溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖所示，按照10米間隔把測(cè)溫線纜插入堆垛中，辦公室集中監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的溫度，當(dāng)某點(diǎn)溫度達(dá)到50度時(shí)，軟件報(bào)警，專工采取翻開和壓實(shí)的方法及時(shí)減少自燃點(diǎn)，減少它擴(kuò)大面積。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行，該系統(tǒng)達(dá)到了盡早發(fā)現(xiàn)自燃點(diǎn)的目的，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)減少自燃點(diǎn)，阻止自燃面積擴(kuò)大，減少了自燃損耗和環(huán)境污染。而且，使用單位利用該系統(tǒng)改進(jìn)了作業(yè)流程，把過(guò)去的“燒舊存新”原則發(fā)展成為“燒熱存冷”原則，大大增加了堆垛管理的科學(xué)性，增加經(jīng)濟(jì)效益。該表格記錄了堆垛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如何跟蹤測(cè)點(diǎn)溫度變化，發(fā)現(xiàn)自燃熱點(diǎn)，并及時(shí)報(bào)警，減少熱點(diǎn)的過(guò)程。現(xiàn)場(chǎng)工作人員于20日凌晨零點(diǎn)鐘左右發(fā)現(xiàn)軟件報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)查看測(cè)點(diǎn)位置，在探頭附近發(fā)現(xiàn)了自燃點(diǎn)，并對(duì)自燃點(diǎn)采用翻開冷卻措施，減少了自燃事故擴(kuò)大的隱患！如果沒有該堆垛溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)操作工不可能在凌晨到堆垛上測(cè)溫，也就不可能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這個(gè)自燃隱患，該自燃點(diǎn)會(huì)不斷擴(kuò)大自燃范圍，造成較大的煤耗損失。1月份堆垛溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就幫助該電廠減少超過(guò)10起自燃隱患。

  該案例還說(shuō)明，自燃的發(fā)生具有很強(qiáng)的不可預(yù)測(cè)性，即使在冬天的凌晨，環(huán)境溫度不足10攝氏度的條件下還是會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象。而且，有時(shí)候自燃的演變速度超過(guò)想象，一旦某個(gè)熱點(diǎn)發(fā)生自燃，會(huì)很快的向周邊區(qū)域蔓延，使得周邊區(qū)域升溫。這個(gè)案例中，測(cè)點(diǎn)區(qū)域的堆垛溫度只用了24個(gè)小時(shí)就從21度上升到55度。

4.3、產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　 采用分層、自動(dòng)采集、定時(shí)采集、無(wú)線傳輸、建模顯示圖形曲線列表一體化、性能穩(wěn)定，性價(jià)合理、使用便捷靈活、無(wú)環(huán)境限制、傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)記錄長(zhǎng)達(dá)2-5年等優(yōu)點(diǎn)。

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