智能燃料测温系统简介

近年来，随着天然气、新能源、太阳能等等新兴技术的出现，煤炭市场供大于求，销售行情不好，各生产矿井地面储煤场或圆筒储煤仓都程度不同地出现煤炭积压。长期堆积的煤炭暴露在煤场内或仓内，时常出现自燃，煤炭一般是从氧化层开始自燃，即煤层表面2~5米的位置。煤堆自燃给企业造成直接经济损失，间接地自燃产生的有害气体对周围环境造成污染影响企业形象。为了有效的防治煤堆自燃，我公司通过研究地面煤堆氧化自燃的原因和过程，提出可实时对煤堆进行监测的TX-3D无线测温系统（测温电缆）和TX-3D插入式煤堆测温仪，这对预防并解决目前普遍存在的煤堆自燃问题，减少经济损失、维护企业形象、保护环境都是很必要的。
　　TX-3D该系统是用于测量煤堆煤场内部温度专用仪器系统，利用TX-3D煤堆测温仪测量煤堆内部温度，是煤场测温管理的重要手段，可及时了解煤堆内部的发热状况，及早采取措施，消除煤堆自燃现象的发生，防止煤场煤堆自燃带来的严重后果。TX-3D煤堆测温仪专用温度传感器，头部是针尖形结构，并且具有很强的钢性，插入煤堆内部不弯曲，不折断，能顺利测量煤堆温度。测温探头常规长度有1米、1.5米、2米、3米、最长可达6米；煤堆测温电缆，主要用于圆型煤堆仓，测温电缆规格长度根据客户需求定制，测温电缆内部布置了多个感温传感器，并且线内置5mm粗的钢丝，抗拉、坑冲击、增大耐磨性。感温传感器可 客户实际需求多个测点均匀分布，可以测量不同层深的煤炭温度。
　　
　　系统由多个TX-3D无线插入式煤堆测温仪和一个公用主机组成。设有警戒温度自动闪烁声音报警和短信报警功能。经过多年的实际应用，得到众多客户的*。

1 煤的自燃机理
1.1 概述
   关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。
   需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非*因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级；煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。
1.2 煤自燃的不同阶段
（1）水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。
（2）化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70℃。这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。
（3）煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。其反应温度范围为150～230℃。产生的热量25.2～003.4J/g。这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。
（4）燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期，煤温达230℃时，煤氧化可进行到个阶段。此时煤的反应热为42～243.6J/g。这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。
（5）快速燃烧阶段。这是煤自热的最后阶段，它描述了煤的实际燃烧过程。依氧气供应充足与否，这个阶段可能发生干馏、不*燃烧或安全燃烧。如果燃烧充分，其反应热等于煤的发热值。
2 煤炭自燃的综合防治措施
2.1煤层自燃的预测预报
（1）鉴于煤在低温氧化阶段产生CO，因此，CO是早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风道、综掘煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO浓度超限，便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温点。
（2）采用红外探测法判断高温点的位置，红外探测法其基本原理是，根据红外辐射场的理论，建立火源与火源温度场的对应关系，从而推断出火源点的位置。
（3）用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。
（4）加强漏风检测。定期采用示踪气体法，检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。
2.2 预防措施

（1）均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先，要在保证冲淡CH4，风速，气温和人均风量的要求下，全面施行区域性均压通风，其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压，具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。
（2）喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆，是防止自然发火的2个有效措施。
（3）注凝胶防灭火。采用注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施，其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中，其作用是既可以封堵漏风通道，又可以吸热降温。

GPRS智能燃料测温系统拓扑图

产品优势：
　　采用分层、自动采集、定时采集、无线传输、建模显示图形曲线列表一体化，功能全面、性能可靠，防爆设计、性价合理、使用便捷灵活、无环境限制、传输距离远、内置电池使用时间长达10年等优点。

　　
3、煤堆测温仪系统简介：
　　
　　物联网行业的兴起，带动了智能工业化的进步，煤堆测温仪是基于物联网环境监控的一种体现。它采用无线传感技术、射频组网技术、安防视频监控技术、GPRS技术、大数据处理技术、BS架构应用技术等等。应用范围：食品发酵、酿造等食品加工行业以及地质检测、污泥堆肥处理、煤堆温度监测、粮仓温度监测等工业的数据采集领域。他的优点是分层检测、可根据用户的需求定制同一检测点不同检测层的分布。
　　
4、系统概述与定义
　　4.1系统描述
　　TX-3D煤堆测温仪和TX-3DL测温电缆是整个系统的核心，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。
　　4.2技术指标
　　TX-3D测温杆尺寸：1米—6米

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：不锈钢
　　温度范围：-40~150度

测温精度：0.3度（0~50度范围内）

测温分辨率：0.1度
　　TX-3D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3公里或GPRS模式传输无距离限制

TX-3D供电：内置电池

TX-3DL供电：外置贵能电池或220V室电
　　环境温度：-40~60摄氏度
　　
5、通讯传输
　　TX-3D通过射频组网，GPRS上传/wifi上传，服务器处理显示

TX-3DL电缆组网，射频上传或GPRS上传，软件显示

　　特点：
　　省电模式：软件唤醒，上位机软件唤醒采集，不采集供电，有效的增加电池和设备使用寿命。

5.1组网技术
　　一个测温主机可接收256个TX-3D煤堆测温仪

一个测温分机可接多根TX-3DL测温电缆、可测512个感温探头

6、监测软件主要功能：

测试前期准备工作请依据国家规范或其它相关行业标准实施。本说明书旨在陈述该测试仪器的使用方法。

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