生物电厂防自燃_生物质燃料堆垛防自燃预警系统，

生物质燃料堆温度监测自动报警系统，

生物燃料堆垛无线自动测温预警系统，

一、温度监测的背景

 在草垛、木屑堆、煤堆、易燃堆等管理中自热、自燃现象普遍存在，自热、自燃不仅浪费能源增加隐患，而且自燃产生的一氧化碳、二氧化硫等有害气体严重的污染环境。随着生物燃料的不断推广和普及，实际生产中所使用的固体燃料越来越多，燃料管理工作越来越复杂，面临诸多困难，其中易燃固体堆发热、自燃现象越来越严重，传统的人工温度巡检和“烧旧存新”制度越来越不适应当前生产的需求，无法遏制固体易燃堆发热、自燃现象。

 以下，从易燃堆垛自燃的角度分析一下固体易燃堆垛温度集中监测的可行性。

  生物质电厂燃料因密度小、燃点低，具有较大的火灾风险。综合生物质燃料的特性，燃料自燃的主要原因是水分过高、混合堆放及堆垛不合理，提出了相应的防范措施。同时为了能够有针对性的减少火灾风险以及控制燃料火灾事故的发生，既需要考虑废弃物燃料本身特性，又需要结合生物质电厂防火设计实践。

  ，生物质电厂燃料火灾事故会增加企业的经济负担，且对社会容易造成严重影响。目前，开发利用的生物质资源有农作物、农业加工副产品、林木和其加工剩余物、城市生活垃圾以及能源植物等。树皮、树叶可应用在生物质电厂中进行发电。鉴于这些生物质材料的可燃性，发生火情后需要采取措施减少局部燃料被烧毁甚至整个燃料场被烧毁，如果没有及时采取补救措施，燃料火灾事故会对发电设施和厂房造成经济损失。

  2010年11月23日，华电宿州生物发电厂万吨秸秆突发火灾 

  2011年2月23日，公主岭市国能生物发电有限公司秸秆料场突然起火

  2015年4月22日，黑龙江望奎国能生物发电公司储料厂突发火灾。

  2017年8月3日，位于双峰县经开新区印泉村一生物质发电原料堆场突发火灾。

  2018年5月7日，华能生物电厂固体堆垛发生自燃火灾。

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生物电厂防自燃_生物质燃料堆垛防自燃预警系统，

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 生物质电厂燃料作为我国研究的热点需要不断进行探索和分析，燃料火灾事故会对生物质电厂造成经济损害，对社会造成严重影响，因此减少生物质电厂的火灾事故是重要的。为了减少生物质电厂燃料的火灾事故，我公司对燃料火灾的原因、特点以及措施进行分析，制定了切实可行的防范措施，实现产业的健康发展。

二、堆垛自燃的原因

2.1、 在燃料收购中缺乏水分控制

  燃料自燃是燃料在收购过程中需要注意的，其自燃的发生主要与燃料收购过程中水分控制不严有关。电厂燃料的收购与其他物质回收相比过程复杂，包括收集、粉碎、打包、运输等多个环节，如果燃料在以上收购过程中发生含水量增加的现象，会给燃料的自燃埋下潜在的危险。

2.2 、在燃料储存中缺乏防雨措施

  在燃料储存中遇到大雨天气，需要做好防雨措施，否则燃料淋雨会增加含水量，容易发生自燃。其中，有几种情况：一是料场排水设施不完善，雨水来不及排出，造成燃料浸泡；二是燃料顶部苫盖措施不完善；三是垛基基础偏低，造成雨水倒流至料垛底部。

2.3、在燃料堆放中缺乏正确方法

  不同种类的燃料堆放在一起在堆垛发生热量聚集的可能性较大，硬性燃料，因为它们的密度大、燃点相对较高。相同种类的燃料堆放在一起如果含水量不同也可能发生燃料自燃，因为含水量比较高的燃料自燃的同时会导致含水量比低的燃料发生自燃。生物质电厂燃料的含水量增加时其温度会在微生物作用下不断升高，当温度升高到程度时与空气接触发生进一步氧化后可引起自燃。不同种类生物质电厂燃料的密度、燃点是有差异的，因此混合堆放时很可能发生自燃。当生物质电厂发生停电或者设备故障时，为了减少燃料堆积时间较长而出现过热现象，进而发生超温自燃，因此需要時刻关注生物质电厂的设备运行状况、供电情况、管道以及除尘区域等，把控好各个环节，针对可能出现的意外情况，我们要提前早作打算。

2.4、火灾风险特点

  生物质材料与其他材料相比密度较小，在原料的制备和运输过程中比较容易形成粉尘，而粉尘的特点是遇到明火和电容易发生自燃，引发火灾。粉尘发生自燃受到多种因素的影响，包括粉尘大小、温度以及含氧量等，可发生于生物质材料的粉碎、分离、除尘、干燥、输送等多个环节，因此需要在生物质材料制备以及运输等各个环节做好措施。我国林业生产中产生的大量废弃的树叶、树皮，这些生物质资源往往被随意丢弃，随着自然降解作用逐渐腐烂，浪费了庞大的生物质发电原料。生物质发电是我国目前发展的科技，但在发展过程中也遇到了阻力，主要是在树叶、树皮等资源收购方面实现量化收购比较困难。无论是何种生物质材料，他们如果用于发电，具有可燃性，可燃性的颗粒逐步细化会逐步细化，形成粉尘。由于粉尘自燃的危危害比较大，电厂应做好措施，从除尘、防爆装置、减少明火等多方面入手，针对危险区域，减少粉尘自燃事故，减少对社会的危害。

2.5、堆垛火灾

  堆垛火灾是生物质电厂火灾事故中比较严重的，主要形成原因是堆垛发生热量聚集，加上燃料储量比较大，如果存在树叶、树皮等高密度硬质材料，很容易发生自燃，如果堆垛发生自燃时存在较大风力，会加重火灾范围和严重程度，其造成的不良后果是无法预估的。为了减少堆垛火灾的发生，平时应注意观察堆垛的温度变化以及烟雾报警装置是否正常等，温度的变化是减少堆垛火灾的重要指标，可通过安装温度监控系统来较好的减少自燃引起的堆垛火灾。因此，堆垛火灾作为生物质电厂比较严重的火灾事故是需要引起重视的，时刻关注堆垛的温度变化以及烟雾报警装置的运作。

2.6、火灾防范措施：在燃料收购中缺乏水分控制的现象

  燃料含水量是燃料入厂时重要参考指标，不符合标准的不能入厂，且入厂需严格参照相关标准。生物质电厂燃料除了在入厂时做好把控，在燃料入场前期也要做好质量控制，安排专人负责督促燃料加工点做好晾晒和堆垛等相关工作。定期测定燃料的含水量，如果发现含水量较高可通过加强晾晒频率来减少水分，对于燃料加工点生产制备的燃料做好入厂前的质量监测，不符合入厂标准的拒绝收购。生物质电厂燃料在运输过程中要做好淋雨的措施，否则燃料淋雨增加水分容易发生自燃。

2.7、做好燃料储存运输中措施

  燃料堆垛一般情况下是露天的，为了加强燃料中的水分控制，应采取苫盖措施，主要是减少下雨后燃料被淋湿。燃料堆垛位置应选择排水比较好的区域，可以让雨后雨水可以及时排出，以免雨水进入堆垛增加燃料的含水量而引发自燃。

2.8、加强燃料堆垛管理

  燃料堆垛是影响燃料自燃和火灾事故的重要因素，因此生物质电厂应加强燃料堆垛管理。生物质电厂要在燃料收购前做好燃料堆垛的设计和布局，包括燃料堆垛的体积、堆垛位置的通风情况以及分堆布置等。通风是燃料堆垛中应该考虑的因素，堆垛中要预留通风口，建议人工配合机械的方式堆垛。

2.9、加强燃料测温和巡检

  在实际工作中，对燃料的堆放时间是有要求的。纤维类燃料（比如：树皮、甘蔗渣等）其挥发水分比较高。当燃料的含水量达到40%，其经验存储时间不得超过2个月；当水分小于40%以下，其存储时间不得超过3个月。在储存期间，进行测温巡查，当发现温度达到80℃时，应及时进行调度使用或进行相应的翻堆降温处理。

三、通过手段了解整个堆垛温度情况

目前市场上检测堆垛自燃的产品的局限性：

 人工巡检是现场是通行的作法，但是靠一两个工人扛2米的温度计根本达不到测量密度，热电阻插入堆垛需要几分钟才可以测量准确，而且堆垛很多地方行走不便，堆垛环境恶劣并且有大型设备作业，安排太多的人测温也不方便。

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生物燃料堆垛无线自动测温预警系统，

 还有电厂使用红外温枪或热成像设备，该类设备都只能测量表面温度，堆垛自热自燃主要从里面开始，所以达不到使用目的，导致选型失败。所以现场明知减少自热自燃的重要性，却无可奈何。

3.1、测点位置及深度选择方法

 受到供氧量和散热条件的制约，堆垛自燃的发源点主要发生在煤堆侧表面以内1米到5米深度范围内。 首先观察从堆垛表面至以内1米深度范围，因为有空气，堆垛的散热量大于发热量，所以堆垛自热初期所发出的热量，不能得到积累，不能导致温度升高，所以这个区域的堆垛很难自燃；观察从堆垛表面以内1米深度至堆垛以内5米深度范围，这个区域的供氧量让堆垛发热自燃的需要，并且散热量不足以把堆垛发出的热量及时发散到空气中，热量不断积累，煤温不断加速升高，可导致严重的自燃。在该区域自燃后，大量的热量不断向堆垛中心和堆垛表面传递，可形成我们从堆垛外面看到的冒汽冒烟等现象。所以，当我们观察到堆垛表面某处冒汽冒烟时，并不是表皮首先发热自燃，而是表面以内1米至5米区域经过一段时间的自燃，可把热量传递出来，形成的结果。所以观察表面发热自燃只是治标，观察表面以内1米至5米区域发热自燃才是治本。

3.2、测点位置的选择

     测点越密集，发现堆垛的发热现象就越早，但是测量设备的购置和维护成本就越高；反之，测点太稀疏，等到发现自燃现象就太晚了，自燃的区域就太大了。综合考虑，既不能让自燃区域太大，也不能使设备的购置和维护成本太高。

     考虑到很多堆垛的原料有不同的来源和差异，所以也可以采用每个批次插入至少多条测温线缆的策略，该测点就能比较好的反应该批次堆垛的发热自燃情况。

3.3、测点布置方法

     每个堆垛都具有地理、气候、形状、土建结构方面的个性，所以堆垛负责人经过长期管理实践，也会发现该堆垛发热自燃现象，可以根据这些现象有针对性的布置测温点。

四、合理温度监控“烧热存冷”降能耗  

4.1、及时发现自燃点，减少损失

 当某个测点温度达到60度（可设定）的时候，软件会发出报警，现场及时行动，根据测点位置描述，在测点附近寻找自燃点，及时把自燃的堆垛翻开、冷却、再压实，然后再把测温线缆插入，继续监测堆垛。如果不及时处理，堆垛超过70度后进入氧化通道，会很快升温自燃，造成巨大损失，并且由于域过大而无法有效处理。

4.2、应用案例

  国能河北某生物发电厂2016年10月12号安装并运行了堆垛温度监测系统，如图所示，按照10米间隔把测温线缆插入堆垛中，办公室集中监测测点的温度，当某点温度达到50度时，软件报警，专工采取翻开和压实的方法及时减少自燃点，减少它扩大面积。经过实际运行，该系统达到了尽早发现自燃点的目的，现场及时减少自燃点，阻止自燃面积扩大，减少了自燃损耗和环境污染。而且，使用单位利用该系统改进了作业流程，把过去的“烧旧存新”原则发展成为“烧热存冷”原则，大大增加了堆垛管理的科学性，增加经济效益。该表格记录了堆垛监测系统如何跟踪测点温度变化，发现自燃热点，并及时报警，减少热点的过程。现场工作人员于20日凌晨零点钟左右发现软件报警，现场查看测点位置，在探头附近发现了自燃点，并对自燃点采用翻开冷却措施，减少了自燃事故扩大的隐患！如果没有该堆垛温度监测系统，现场操作工不可能在凌晨到堆垛上测温，也就不可能及时发现这个自燃隐患，该自燃点会不断扩大自燃范围，造成较大的煤耗损失。1月份堆垛温度监测系统就帮助该电厂减少超过10起自燃隐患。

  该案例还说明，自燃的发生具有很强的不可预测性，即使在冬天的凌晨，环境温度不足10摄氏度的条件下还是会发生自燃现象。而且，有时候自燃的演变速度超过想象，一旦某个热点发生自燃，会很快的向周边区域蔓延，使得周边区域升温。这个案例中，测点区域的堆垛温度只用了24个小时就从21度上升到55度。

4.3、产品特点：

　　 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、性能稳定，性价合理、使用便捷灵活、无环境限制、传输距离远、数据记录长达2-5年等优点。

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