洗煤厂重点区域（栈桥）智能防灭火技术研究与应用

1.研究背景与现状

目前，洗煤厂胶带输送机栈桥的巡视检查主要采用人工巡检模式，消防层面主要依赖于烟雾报警传感器和火焰报警传感器进行消防安全监测。针对胶带输送机可能发生的托辊损坏、胶带断裂、胶带撕裂、跑偏、打滑、堆煤、局部高温等故障，大多数企业都建立了巡检制度，但目前的巡检工作大多由人工完成，整个巡检过程主要靠人工采集、人工分析、人工书面传递信息的模式在运作，巡检人员依靠“看、听、闻、测”的传统方式对胶带输送机进行巡检。通过人工巡检方式判断各主动轮与各从动轮的运行情况，检查分时分段，巡视一次时间很长，劳动强度大且效率低，难以及时发现胶带运输机的异常情况。针对较长距离的巡检任务，传统的人工巡检方式存在较多问题。巡检人员需要靠人力往返于胶带输送机机头与机尾之间。长距离的巡检大大增加了巡检人员的劳动强度；较长时间工作在环境恶劣的巷道内，增加了巡检人员的劳动风险；巡检人员受体力和巡检距离限制，完成一轮巡检的时间较长，巡检速度较慢，巡检的实时性难以得到保证；同时，巡检人员是否按照要求巡检、巡检项目是否完整、巡检发现的问题是否及时记录，这些都将对最终的巡检结果造成影响。此外，洗煤厂胶带输送机栈桥空间位置有限，但沿胶带机运行方向跨度较大，烟雾报警传感器和火焰报警传感器仅布置于胶带机首位部，无法针对胶带输送机运行方向进行全方位实时监测和智能防灭火，当胶带机栈桥某处出现高温甚至发生初起火灾时，很难及时监测并扑灭初起火灾，从而贻误最佳灭火时机，导致火灾事故扩大化，带来经济损失甚至造成人员伤亡。

2.研究内容与解决方案

以宁煤公司洗选中心清水营洗煤厂301 胶带输送机栈桥为对象，进行智能防灭火技术研究与实施应用。

2.1 研究分布式感温光纤在胶带输送机栈桥全区域覆盖测温、精准定位高温区域、实时上传不同区域温度至集中控制上位监控平台的技术。

2.2 根据现场实际情况，通过设定报警温度阈值，将报警信息上传PLC控制器，通过PLC控制器精准控制消防水喷淋头矩阵喷水降温灭火，根据现场温度增长速率及火焰和烟雾浓度线性增大消防水喷淋头矩阵的喷水量，同时做到集控室操作界面报警和皮带栈桥联动声光报警。

图 1 重点区域（栈桥）智能防灭火系统设计示意图

2.3 将301 胶带输送机栈桥网格化分区域划分，实现精准定位着火点、精准开启消防水喷淋头矩阵以做到准确覆盖着火区域的技术，防止火灾事故的扩大化。

2.4 重点区域（栈桥）智能防灭火系统集成到原有集中控制系统，建立胶带机栈桥全区域温度实时显示监控与历史查询功能。实现重点区域（栈桥）防灭火的无人化、自动化、实时远程、可视化感知和控制能力；实现人员盯岗向定点巡岗转变、设备人工巡检向在线实时诊断转变、设备被动维护向预测性维护转变。

3.重点区域（栈桥）智能防灭火系统设计

3.1 选取洗煤厂301 胶带输送机栈桥为研究对象，利用分布式感温光纤、烟雾传感器、火焰传感器及热成像摄像仪（选配）作为监测该皮带栈桥区域温度的介质。利用分布式感温光纤能精准测温、准确定位的特点，实现栈桥内不同区域高温时准确上传高温地点的功能，同时借助烟雾传感器、火焰传感器等，确保准确判断现场实际状态，为消防水喷淋头的工作打下基础。

图 2 重点区域（栈桥）智能防灭火系统现场示意图

3.2 根据分布式感温光纤的特性，提前做实验，验证温度阈值的设定与上报信息的响应时间；根据现场条件，选取合适的消防水喷淋头，并改造现场消防水管路支路，根据消防水喷淋头的作用半径，确定其数量并对皮带栈桥划分不同区域。

3.3 在该皮带栈桥机头部位空间高度大于 6m的区域使用自动定位追踪消防水炮，实现机头区域着火后，自动定位追踪消防水炮能准确定位、跟踪扑灭火源的目的。

3.4 设计开发集控上位监控系统，建立该皮带栈桥全区域温度实时显示监控与历史查询功能，对该栈桥进行全天侯候监控，保证设备安全运行。研究皮带栈桥不同区域出现高温甚至发生初起火灾时能及时通过手机短信（微信公众号）等通知到值班领导等。

4.重点区域（栈桥）智能防灭火系统的应用

重点区域（栈桥）智能防灭火系统已经成功应用于清水营洗煤厂301 皮带栈桥，实现了对皮带栈桥实时温度监测和定位，通过实时温度数据监测和分析，判断该重点区域状态，将消防安全事故消除在萌芽状态，做到防患于未然；根据系统设定阈值，当皮带栈桥出现异常高温时，现场发出声光报警信号，集中控制室上位监控系统弹窗报警，并进行精确定位，当温度、烟雾超过设定阈值时，消防水喷淋头矩阵立即动作，扑灭该区域初起火灾，同时将相关数据进行自动记录，生产报警及灭火历史记录报表。该系统保障了岗位人员生命财产安全，同时能够智能提醒值班人员定期安排检修维护温度较高的设备设施，提高检修效率，降低检修成本和管理成本。温度异常点定位、实时温度曲线显示、温度历史数据查询等功能可全程对皮带栈桥进行实时监控，最大限度减少岗位人员劳动强度。

参考文献：

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[8] 李人杰，李成均. 火电厂输煤栈桥自动喷水灭火系统设计[J]. 吉林电力，2016，44（4）：35-37，40.

作者简介：拜有智（1987-）男，回族，泾源人，本科，助理工程师，从事电气自动化、工业产品类三维数字建模等工作。

金兆卿（1987-），男，汉族，中宁人，本科，助理工程师，从事洗煤厂电气设备管理工作。

马维成（1994-），男，回族，同心人，本科，助理工程师，从事电气自动化，洗煤厂智能化项目改造工作。