（神华包头煤化工有限责任公司 包头市 014030）
摘要：随着我国能源结构的调整，煤炭行业也进入了新一轮的发展阶段。对于现阶段的发展而言，选择科学合理的煤场储煤形式显得尤为关键。文章对储煤筒仓安全技术研究及实践应用进行了研究分析，以供参考。
关键词：储煤筒仓；安全技术；实践应用
1前言
采用圆形筒仓储存煤炭的方式，其优点为环保，可大幅减少煤炭在储存过程中对周边环境的二次污染，其次也减少了在中转环节中的资源浪费，由于各行业对煤炭的应用不同，故多采用容量在万吨以下的小煤仓，但神华包头煤化工所用筒仓确是容量3万吨的大筒仓。
2常见煤场储煤形式
2.1条形煤场
条形煤场是一种常用的煤场储煤形式，其根据具体的存放方式可以划分为开放式、半开放式以及全封闭式条形煤场，具体区分如下：其一，开放式露天煤场。最常见的一种煤场储煤形式就是开放式，这种存放方式的形状为条形，而存放模式为露天堆放。这种模式被普遍的应用于雨水少、地理位置较为偏远的区域当中，特别是存储量较大且对于环保的整体水平要求较低的区域可以选择该煤场储煤形式。相比于其他的煤场储煤形式而言，该存放模式具有投资成本小以及扩建难度小的特征，但是由于其没有进行系统处理，所以具有占地面积较大且空气污染严重的情况。特别是，在一些风力较大的区域，很容易导致出现烟尘弥漫的情况，不但会对人员的身体健康产生不良影响，甚至还会导致煤原大量流失，从而带来不可预估的经济损失。其二，半开放式煤场。半开放式煤场一般选择半封闭的棚式结构，该结构是在露天煤场基础上发展起来的，两侧设置有挡料墙，能够在雨水较多的时期保存，不过不适应环保标准要求较高的区域。该技术的特征是相较于全封闭煤场的投资成本低，同时也存在占地面积较大的情况。不过，半封闭式煤场没有解决风力影响的问题，所以在风力较大的区域依然会出现大范围的粉尘，从而对环境构成影响，同时也对人员健康构成巨大的威胁。其三，全封闭条形煤场。全封闭类型的煤场储煤形式是目前电力行业应用较多的形式之一，其通过在煤棚基础上添加四周封闭墙体的模式来进行封闭式存储，该模式能够在多种不同类型的区域使用。由于整体储存能力较强且防风能力好，所以也不容易出现环境污染问题。不过，由于全封闭的结构，所以造价成本较高，而且内部需要做好防火、防爆炸的防护管理，所以实际使用成本也相对比较高。
2.2圆形料场
圆形料场是一种封闭式的储煤形式，这也是随着近些年来国家提出可持续发展战略后一切企业开始使用的环保煤场储煤形式。其在使用过程中划分为不同类型的规格，包括不同直径，而围挡的高度也存在一些差异，实际的单座容量一般为6~20万吨。该种储存方式的优势在于占地面积小，场地的综合利用率较高，同时也具有污染较低的优势，不过其综合建造成本则高于全封闭条形煤场。
2.3筒仓
作为一种完全封闭的煤场储煤形式，筒仓最适用于煤种稳定且对于环保技术要求较高的区域。根据不同类型的规格，筒仓可以划分为不同的直径与存储量，综合存储能力为1~4万吨，其大多采用钢筋混凝土结构制作，优势在于占地面积小，但是由于对煤质的要求较高，所以并不适应所有的工况条件。值得注意的是，由于属于全封闭的环境，所以内部的煤可能会气化出可燃气体，所以需要注意防火防爆。
3储煤筒仓内料位检测
储煤筒仓采用移动式自动卸料小车堆存，不仅要考虑堆存的均匀性，而且要考虑其避免出现满仓和冒仓的风险。故对仓内堆存煤炭的高度和形状实时掌控。目前使用的料位检测有接触式、非接触式两种主要方式。
而非接触式是利用雷达或者超声波反射的原理科学计算其储存高度，采用雷达信号缺点是一种电磁波，其优点是在传输过程中易穿透粉尘等微小障碍物；在振动环境中穿透能力强；雷达信号精确度较高，环境影响不大，能够在恶劣的环境中传输，而且可以在作业现场进行编程调试等特点。另一种是机械波，即超声波信号，其在传输中容易受环境影响，精度更不理想。接触式却能够较好的在震动环境、空气质量较差的环境中具有高精度的特点。在黄骅港三、四期筒仓工艺中也应用了倾斜式水银高度检测系统，当储煤料位到达设定高度时进行报警，并通知中控操作员停止流程运行，当到达报警高度之上料位时系统会自动停止卸料小车及沿线皮带机和翻车机作业，直至高度降低达到安全高度时才可以正常作业，这是多级保护料位系统中最后一级保护。综合以上料位综述，设计给各圆柱形筒仓都配置6套雷达高度检测系统，并安置在底层6个出料口正上方，并与掌控出料口存煤料位。该雷达系统测量里程是76米，而筒仓实际用到37米，并且误差控制在±10厘米的范围。黄骅港三、四期工艺采用基于ABRSview32的工艺流程图远程操作控制、接收报警灯相关信号组态王系统，可以实时掌握各筒仓内部储煤高度，并可以通过数学建模进行估算储煤的吨数，而卸料小车根据储煤高度进行自动堆存。
4储煤筒仓内有毒有害气体监测
煤炭堆存过程中挥发出有毒有害气体，包括CH4、CO等气体，而且其还是易燃性气体，稍有不慎便会引发火灾、爆炸等事故。神华包头煤化工储煤筒仓是一个相对封闭的空间，安全隐患是重中之重，故储煤筒仓内部的有毒有害气体监测系统是至关重要。常用的有毒有害气体检测方法有电化学法、红外线光谱分析法等，虽然测量方法不同但是其原检测结果相同。当储煤筒仓内监测设备检测到有毒有气体超过一定标准后便会通过信号电缆出送到RSview组态流程控制画面发出报警信号，同时根据系统连锁设计开启仓顶的风机进行空气流转，进而降低浓度，避免了事故事件发生。此外，该储煤筒仓内还配有其他有害气体检测设备，便于巡检员利用便携式检测仪对区域有毒有害气体进行测量，巡检员要实时与相关人员联系，避免人员中毒情况发生。
5储煤筒仓内温度检测
5.1煤层温度监测
该工程为每个筒仓中配置2套钢缆测温系统来监测煤层温度，并且各仓预留4套可供测温钢缆安置，该套系统由多个铠装热电偶组成，原理是热电偶测量法，并且在钢缆外面缠绕钢丝绳，确保钢丝绳不生锈，其作用是防止堆料煤炭冲击测温元件而造成磨损，每根测温钢缆实际测温范围是0~25米，实际长度30米，每根钢缆设置5各测温点，其位置L1=9.5米，L2=14.5米，L3=19.5米，L4=24.5米，L5=29.5米。铠装热电偶的温度感应范围是0~5米，温度范围是0~200度。采用工业通讯总线法进行实时监测，当检测到一点煤温大于50度时立即自动发出报警信号，远程控制中心操作员可根据报警信息让巡视员现场测温，综合信息确定是否进行倒仓，防止煤炭持续升温。
5.2料口温度监测
该工程筒仓不仅在内部设计了监测煤层温度设备，而且在底部活化给料机周边安装有PT100插入式电阻测温系统，其可以利用仓内预埋监测部件实时显示料口周边煤温，各监测部件的进度控制在±2度，范围-50~250度。
5.3热成像监测
该工程通过热成像原理监测皮带输送机上煤炭是否出现燃煤，并进行实时温度监测。红外线成像仪可根据现场实际调节，范围-50~1000度。当检测温度大于40度时自动立即停止整条生产流程，根据现场实际温度测量值决定是否继续生产作业。
6结束语
总之，经过多年实践，温度、有毒有害气体、料位检测系统出现误报警情况较多，根据工业应用实践进行了改造升级，有效保障国内大型储煤筒仓安全运行。
参考文献
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[2]许宁.筒仓储煤自燃预警方法的研究和应用[J].港口装卸，2014，（06）：46-49.[2017-08-11].