煤礦及化工企業(yè)分布式光纖測溫技術(shù)方案

1、目 錄1 煤炭化工集團下屬企業(yè)災(zāi)害預(yù)防現(xiàn)狀1.1 引言1.2 企業(yè)面臨的安全生產(chǎn)形勢1.3 煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的問題探討1.4 化工企業(yè)安全生產(chǎn)的主要問題探討1.5 小結(jié)2 以溫度探測為基礎(chǔ)的煤礦火災(zāi)防治手段2.1 礦井火災(zāi)分類及防治2.2 采空區(qū)（內(nèi)因）火災(zāi)防治2.3 外因火災(zāi)防治手段3. 化工類企業(yè)火災(zāi)類災(zāi)害預(yù)防手段3.1 常見火災(zāi)原因3.2 易發(fā)災(zāi)害點描述和統(tǒng)計3.3 針對化工企業(yè)火災(zāi)類災(zāi)害的應(yīng)對方法探討4. 光纖測溫系統(tǒng)介紹4.1 光纖測溫儀原理及系統(tǒng)4.2 測溫光纖4.3 光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)軟件特點4.4測溫預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置4.5 系統(tǒng)技術(shù)指標5分布式光纖測溫系統(tǒng)的應(yīng)用方案5.1 采空

2、區(qū)溫度監(jiān)測方案5.2 分布式光纖測溫系統(tǒng)在煤礦易發(fā)火災(zāi)區(qū)域的應(yīng)用5.3分布式光纖測溫系統(tǒng)在化工企業(yè)的應(yīng)用7. 方案產(chǎn)品制造商簡述附件：部分案例1 煤炭化工集團下屬企業(yè)災(zāi)害預(yù)防現(xiàn)狀1.1 引言煤炭是世界上儲量最多、分布最廣的常規(guī)能源，也是最廉價的能源。行業(yè)市場分析研究報告指出，近年來我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，電力、冶金、建材、化工等行業(yè)的高速發(fā)展導致了對煤炭需求的大幅度增加，消費逐年增加。根據(jù)國家統(tǒng)計局公布數(shù)據(jù)顯示，2010年我國原煤產(chǎn)量已達到32.4億噸，成為全球最大的原煤開采和消費國。為了充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢和行業(yè)整體優(yōu)勢，以神華集團、兗州煤業(yè)、伊泰集團、陜煤化集團、蘭花科創(chuàng)等為代表的煤炭企

3、業(yè)從拓寬產(chǎn)業(yè)范圍、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、延長產(chǎn)業(yè)鏈等角度出發(fā)，根據(jù)自身歷史條件，摸索出具有集團特色的，以煤炭開采、煤炭轉(zhuǎn)化為主的能源化工支柱產(chǎn)業(yè)升級模式。從而使企業(yè)自身經(jīng)濟規(guī)模躍上了新的臺階，達到了新的產(chǎn)業(yè)高度，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，壯大了企業(yè)規(guī)模，肩負起穩(wěn)定祖國經(jīng)濟發(fā)展、造福一方的社會責任。1.2 企業(yè)面臨的安全生產(chǎn)形勢煤炭化工集團實現(xiàn)跨越式發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)煤炭生產(chǎn)、能源化工等都屬于高污染、高風險產(chǎn)業(yè)，歷來都是安全管理的重點和難點。從煤炭生產(chǎn)角度來看，我國95的煤礦開采是地下作業(yè)，煤礦安全生產(chǎn)形勢十分嚴峻，具體表現(xiàn)為：1） 煤礦事故的死亡人數(shù)占工礦企業(yè)一次死亡10人以上特大事故的死亡人數(shù)的728896；2

4、） 煤礦企業(yè)一次死亡10人以上事故中，瓦斯、火災(zāi)事故占死亡人數(shù)的75。煤礦所面臨的重大災(zāi)害事故是相當嚴峻的，造成的損失是極其慘重的。3） 由于煤礦事故多，死亡人數(shù)多，造成了我國煤礦的百萬噸死亡率一直居高不下，與歐美等國的差距很大。煤礦安全事故分析結(jié)果告訴我們，這些事故的發(fā)生往往涉及許多方面，既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人為的條件以及國家的體制、管理、經(jīng)濟政策，社會的傳統(tǒng)觀念，煤礦企業(yè)的文化素質(zhì)等等。而化工企業(yè)生產(chǎn)所具有易燃易爆、高溫高壓、易中毒、易腐蝕的特性，決定了化工行業(yè)的高度危險性，具有事故多發(fā)和事故嚴重度高的特點。從本世紀初我國進入煤化工發(fā)展快行線以以來，由于各種原因，在煤化

5、工的生產(chǎn)、經(jīng)營、儲存、運輸、使用和廢棄物處理等環(huán)節(jié)都出現(xiàn)過重大事故，給人民的生命財產(chǎn)造成了嚴重的損失。1.3 煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的問題探討通過對眾多礦井事故的分析，我們可以看出發(fā)生的原因主要有以下幾方面：1） 我國煤層自然賦存條件復雜多變，是造成事故的客觀因素。我國煤礦開采的煤層大多屬于石炭二迭紀的煤層，其中瓦斯含量大、煤層透氣性低，地質(zhì)構(gòu)造復雜，原有安全技術(shù)及理論基礎(chǔ)已難以適應(yīng)當前煤礦安全高效生產(chǎn)的迫切需求。2） 國家對煤礦企業(yè)的技術(shù)定位不夠準確是主觀因素。長期以來，煤礦在人們的心目中是技術(shù)水平不高，要求比較低的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，因而長期以來，技術(shù)投入不足，裝備水平差，產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才匱乏，勞動效率

6、低。把“千軍萬馬”的隊伍放在高度危險的作業(yè)環(huán)境中勞動，因而一旦出現(xiàn)瓦斯(煤塵)爆炸、礦井火災(zāi)等事故時，容易導致?lián)p失慘重，甚至全礦毀滅的現(xiàn)象。3） 大多數(shù)煤礦技術(shù)水平低下，從業(yè)人員素質(zhì)低，工程技術(shù)人員缺口大，難以適應(yīng)高危環(huán)境的要求。4） 基礎(chǔ)工作薄弱，安全技術(shù)裝備不足是客觀存在的現(xiàn)實。通過進一步對重特大事故的分析，我們還可以看出，在造成人員傷亡、礦井生產(chǎn)接續(xù)停頓等給礦井帶來人力或物力損失的礦井事故中，瓦斯、火災(zāi)事故占礦井事故的70%以上。因此防治煤礦火災(zāi)，對采空區(qū)、巷道以及各類易發(fā)火災(zāi)設(shè)備的溫度信息進行實時監(jiān)控，完成礦井火災(zāi)預(yù)防，對煤礦安全生產(chǎn)非常重要。1.4 化工企業(yè)安全生產(chǎn)的主要問題探討相對

7、于其他行業(yè)，化工企業(yè)災(zāi)害事故具有“多發(fā)”、“危害大”、“控制難”等特點，頻發(fā)的現(xiàn)場事故造成不可挽回的生命和財產(chǎn)損失，牽動著每一個化工從業(yè)者的神經(jīng)，把事故排除在萌芽狀態(tài)是我們追求的共同目標。通過對化工企業(yè)事故的分析，我們發(fā)現(xiàn)化工業(yè)在生產(chǎn)、儲存環(huán)節(jié)發(fā)生的事故都有一個成長的過程，這個過程基本上會經(jīng)歷“設(shè)備初期微小故障”“安全隱患”“物質(zhì)和能量聚積”“條件成熟事故發(fā)生”幾個階段。只要能檢測到，日趨完善的安全措施在事故發(fā)生的每一個階段都可以準確、高效地完成對安全隱患的消除。監(jiān)督檢測系統(tǒng)在此時就成為消除企業(yè)災(zāi)害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。完善的監(jiān)督監(jiān)測系統(tǒng)需要軟件（制度）和硬件（先進的設(shè)備）相結(jié)合才能真正實現(xiàn)。經(jīng)過多年的

8、努力，已經(jīng)逐步完善化工企業(yè)的各項規(guī)章制度，但隨著技術(shù)的不斷更新、生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，我們的安全監(jiān)督的硬件還不能滿足現(xiàn)場的需求。大部分的安全隱患由于位置明顯，巡檢人員能夠及時發(fā)現(xiàn)，被消除在萌芽狀態(tài)。最終成長為事故的安全隱患往往都隱藏在無法經(jīng)常檢查的位置或不被注意的角落。通過對各國數(shù)千次不同現(xiàn)場事故的分析，我們發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)場事故發(fā)生前，由于能量聚積都會造成設(shè)備自身或者周邊環(huán)境溫度的變化，通過探測環(huán)境溫度的變化就能獲得預(yù)警指標。1.5 小結(jié)由于火災(zāi)等企業(yè)災(zāi)害造成巨大的人員傷亡、生產(chǎn)緊張、巨大經(jīng)濟損失、嚴重的環(huán)境污染，且瓦斯、火災(zāi)事故占煤礦死亡人數(shù)的70，因此，煤炭及煤化工企業(yè)火災(zāi)類災(zāi)害防治對安全生產(chǎn)尤為

9、重要?；馂?zāi)發(fā)生都與溫度相關(guān)，對災(zāi)害易發(fā)場所異常的溫度值、異常的溫度升高的實時、準確地探測對火災(zāi)預(yù)警就顯得尤為重要。掌握災(zāi)害易發(fā)環(huán)節(jié)的溫度數(shù)據(jù)，我們就扼住“災(zāi)害”這個惡魔的咽喉。2 以溫度探測為基礎(chǔ)的煤礦火災(zāi)防治手段2.1 礦井火災(zāi)分類及防治2.1.1 火災(zāi)原因及分類：根據(jù)煤礦火災(zāi)發(fā)生引燃源的不同，可分為內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)。內(nèi)因火災(zāi)是由煤炭自燃而引起的火災(zāi)，它經(jīng)常發(fā)生在采空區(qū)、停采線、斷層、煤柱等丟煤區(qū)，掘進冒頂處或封閉不嚴的舊采區(qū)內(nèi)。內(nèi)因火災(zāi)會產(chǎn)生大量的熱和一氧化碳，造成井下生產(chǎn)和人員安全隱患。若處理不當還極易誘發(fā)外因火災(zāi)，外因火災(zāi)是指由外部火源，如明火、電纜著火、電氣設(shè)備產(chǎn)生的電弧火花，瓦斯

10、或煤塵爆炸，以及放炮等而引起的火災(zāi)。外因火災(zāi)大多容易發(fā)生在井底車場、機電硐室、運輸及回采巷道等機械、電氣設(shè)備比較集中，而且風流比較暢通的地點。這類火災(zāi)一般發(fā)生得比較突然，發(fā)展速度也快。一個小火源，稍有疏忽，火勢就可能蔓延擴大到很大的范圍。如果發(fā)現(xiàn)不及時，處理方法不當，或是行動措施不果斷，會給礦井帶來嚴重損失以至發(fā)生慘痛的人身傷亡事故。2.1.2 常見煤礦火災(zāi)防治方法及手段：煤礦防火應(yīng)根據(jù)火災(zāi)成因不同，采取不同的手段有針對性地對煤礦火災(zāi)進行預(yù)防和治理。針對內(nèi)因火災(zāi)，主要采取尋找著火點，隔絕氧氣的方法，進行滅火。針對外因火災(zāi)，主要采取巡檢易發(fā)災(zāi)害點、及時排除火災(zāi)隱患；采取有效滅火措施等方法進行火災(zāi)

11、防治。2.2 采空區(qū)（內(nèi)因）火災(zāi)防治2.2.1 采空區(qū)火災(zāi)防治理論煤本身具有自燃性，煤與空氣接觸，氧化會產(chǎn)生熱量，若散熱條件不良，熱量積蓄到一定程度便會引起煤炭自燃，從而引發(fā)采空區(qū)火災(zāi)事故。理論和實際研究表明，采空區(qū)自燃是一個隨著工作面推進而移動的、并且滿足一定條件就能燃燒的區(qū)域。由西安科技大學（原西安礦業(yè)學院）教授徐精彩等人提出的采空區(qū)自燃危險區(qū)域判定理論認為：采空區(qū)有“三帶”，即散熱帶、自燃危險帶、窒息帶，煤炭自燃發(fā)生在自燃危險帶內(nèi)。采空區(qū)自燃“三帶”的變化，主要是受到工作面推進速度影響，并且為此建立了復雜的采空區(qū)自燃危險區(qū)域判定模型。找到采空區(qū)自然危險帶，采取一定的注漿滅火手段，即可完成

12、采空區(qū)火災(zāi)防治。2.2.2 采空區(qū)火災(zāi)的探測和處理受井下條件限制，目前對采空區(qū)自燃危險帶火災(zāi)探測主要有以下幾種方法：井下氣體檢測法。目前常見的有co檢測法、離子煙感探測法等，其中co檢測法實用性更強。根據(jù)煤炭自燃理論，具有自然發(fā)火特性的煤炭，越接近煤炭著火溫度，除了氧化時間越長之外，氧化產(chǎn)生的co量也越多。因此，一旦發(fā)生采空區(qū)著火，會導致回風巷道一氧化碳濃度的升高。通過布置在回風巷道的一氧化碳探測器的讀數(shù)變化，可以預(yù)測采空區(qū)的火災(zāi)情況。圍巖（或采空區(qū)）溫度探測法。目前主要有溫度傳感器+無線收發(fā)系統(tǒng)、光纖溫度探測系統(tǒng)等手段，其中，光纖溫度探測系統(tǒng)更可靠。溫度傳感器+無線收發(fā)系統(tǒng)是將普通溫度傳感器

13、連接無線發(fā)射裝置后，包裝在鋼制盒體中，利用無線發(fā)射器的接收和發(fā)射功能，將溫度信息傳遞到采區(qū)巷道接受裝置，再反饋到地面終端，直觀顯示采空區(qū)溫度變化信息。光纖溫度探測系統(tǒng)是將高強度鎧裝光纖隨工作面的推移布設(shè)入采空區(qū)，利用光纖內(nèi)傳導的激光自身具有的溫度特性，將溫度信息傳導到地面主機，從而獲取采空區(qū)內(nèi)的溫度信息。相對無線系統(tǒng)，具有更強大的抗干擾、連續(xù)性更強的能力。經(jīng)驗估算法。根據(jù)各個煤礦煤炭自燃的系數(shù)，按照工作面推進速度，歷史上發(fā)生采空區(qū)火災(zāi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，綜合估算采空區(qū)火災(zāi)發(fā)生的情況。目前通常認為采空區(qū)最易自燃深度一般為3060m。具體到煤礦的實際應(yīng)用來看，往往是氣體、溫度、人員多個安全子系統(tǒng)共同作用，

14、根據(jù)上述一個或多個系統(tǒng)反饋的信息，判斷礦井的安全系數(shù)。一旦確認采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)，通常采用注漿法滅火。即：就是在采空區(qū)內(nèi)自燃區(qū)域前注膠體泥漿，形成一道隔離帶，在隔離帶內(nèi)大量注漿，從而破壞漏風供氧和蓄熱環(huán)境，消滅煤炭自燃。在上述安全子系統(tǒng)中，光纖溫度探測系統(tǒng)是近年剛引入煤礦進行溫度探測的新手段。在系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上的項目屢獲國家級、山東省級、陜西省級自然科學獎項。2.3 外因火災(zāi)防治手段防治煤礦外因火災(zāi)，主要是防治：明火、電火、炮火以及內(nèi)因火災(zāi)引發(fā)的明火；或者成品煤在地面系統(tǒng)的自燃。由于各種作業(yè)規(guī)程的不斷完善、礦井自動化程度的不斷提高，明火、炮火在火災(zāi)事故原因統(tǒng)計中所占比例已經(jīng)越來越小，礦井電火防治成為

15、礦井火災(zāi)預(yù)防的重中之重。根據(jù)煤礦的特殊結(jié)構(gòu)，電火的發(fā)生在早期往往具有極強的隱蔽性。根據(jù)北京某研究所多年來的研究和統(tǒng)計，在煤礦各系統(tǒng)中，電纜溝/橋架內(nèi)電纜過熱、開關(guān)柜內(nèi)電氣接點過熱、原煤倉、輸煤皮帶等位置均是常見的火災(zāi)事故發(fā)生處，如不能在這些地點的電氣設(shè)備發(fā)生故障后的熱量聚集期及時發(fā)現(xiàn)和處理好，極有可能就此引發(fā)火災(zāi)。2008年陜西大佛寺煤礦、2010年河南新密煤礦、陜西韓城小南溝礦的火災(zāi)均為例證。2.3.1 易發(fā)災(zāi)害點統(tǒng)計根據(jù)我們的現(xiàn)場經(jīng)驗和相關(guān)機構(gòu)的統(tǒng)計，變電站內(nèi)開關(guān)柜電氣接點、變壓器；地面供電系統(tǒng)（含洗煤廠）的電纜溝、電纜橋架；下井電纜及中間接頭；井底變電站的開關(guān)柜內(nèi)電氣接點等多個位置，都曾

16、經(jīng)發(fā)生過電氣火災(zāi)隱患，都是電氣火災(zāi)敏感區(qū)域。在地下及地面輸煤系統(tǒng)中，皮帶通廊、井下煤倉、地面煤倉等地，也是火災(zāi)敏感區(qū)域。2.3.2針對煤礦外因火災(zāi)的應(yīng)對方法根據(jù)煤礦火災(zāi)的發(fā)生特點，我們主要依靠“早發(fā)現(xiàn)、早消除”來預(yù)防。根據(jù)各種易發(fā)火災(zāi)位置的特點：開關(guān)柜都是密閉狀態(tài)運轉(zhuǎn)的“五防柜”，各種元器件都是在密閉的柜體內(nèi)運行；電纜溝/橋架、煤倉、輸煤皮帶、煤倉等由于位置特殊，巡查不便。我們得到這樣的結(jié)論，各電氣接點和電纜的故障和發(fā)熱都具有極高的隱蔽性，往往都是柜體電纜著火、爆炸后設(shè)備自身的故障才被發(fā)現(xiàn)。因此，理論上來說，如果在故障發(fā)生期或成長期及時發(fā)現(xiàn)并消除就可以成功杜絕煤礦外因火災(zāi)。從目前常見的技術(shù)手段

17、看，主要的手段都是監(jiān)測各電氣接點得溫度變化來衡量個電氣接點是否運轉(zhuǎn)正常。這些手段主要有：電子傳感、紅外傳感、熱成像儀和光纖傳感技術(shù)等。著火的母排就常見幾種手段比較的結(jié)果：電子傳感技術(shù)無法應(yīng)用于高壓開關(guān)柜電氣接點的監(jiān)測，且在電纜溝內(nèi)易受干擾，誤報率極高；紅外傳感技術(shù)應(yīng)用于高壓開關(guān)柜，具有不易安裝、受柜內(nèi)電磁干擾誤差較大的弊端，電纜溝內(nèi)、煤倉內(nèi)易受分成干擾，可靠性差；熱成像儀具有產(chǎn)品造價高，依賴人工巡檢，周期長，多個位置無法檢測等缺點。而光纖測溫監(jiān)測系統(tǒng)對開關(guān)柜電氣接點、電纜溝/橋架、煤倉、輸煤皮帶等位置均可安裝布設(shè)，且具有：連續(xù)分布、實時精確、耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點。能為保障各系統(tǒng)安全

18、運行，減少非計劃停電、降低運行成本、提高工作效率發(fā)揮積極和重要的作用。我們推薦使用光纖測溫監(jiān)測系統(tǒng)對煤礦外因火災(zāi)進行預(yù)防。3. 化工類企業(yè)火災(zāi)類災(zāi)害預(yù)防手段3.1 常見火災(zāi)原因因溫度聚集爆炸的互感器根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，化工企業(yè)火災(zāi)一般分為兩大類，一類為不可預(yù)知的明火源（如亂丟煙頭引燃易燃物）引起，另一類則是企業(yè)部分子系統(tǒng)和設(shè)備的各種故障、泄漏或設(shè)備過熱引起，這類火災(zāi)主要是電氣系統(tǒng)故障或易燃物泄漏引發(fā)火災(zāi)為主。我們將電氣系統(tǒng)故障引起的火災(zāi)稱為電氣火災(zāi)，將可燃物泄漏引發(fā)的火災(zāi)稱為事故火災(zāi)。針對明火源引起的災(zāi)害，我們已經(jīng)有各種規(guī)章制度來強化管理，以起到杜絕災(zāi)害的目的。而針對電氣火災(zāi)和事故火災(zāi)

19、，則需要依賴各種傳感和探測設(shè)備，在火災(zāi)發(fā)生前做出準確的火災(zāi)預(yù)判，將災(zāi)害控制在萌芽階段。著火后的電纜但由于化工廠電氣系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)，電氣火災(zāi)的發(fā)生在早期往往具有極強的隱蔽性。根據(jù)北京某研究所多年來的研究和統(tǒng)計，化工廠電氣系統(tǒng)中，電纜溝/橋架內(nèi)電纜過熱、開關(guān)柜內(nèi)電氣接點過熱、煤倉、輸煤皮帶、各種油脂油箱及油管等均是常見的火災(zāi)事故發(fā)生處，如不能在這些地點的電氣設(shè)備發(fā)生故障后的熱量聚集期及時發(fā)現(xiàn)和處理好，就會引發(fā)爆炸等火災(zāi)等惡性事故，嚴重影響企業(yè)正常的安全生產(chǎn)。因此，對上述地點的溫度過熱實施在線監(jiān)測和預(yù)警，對防止火災(zāi)事故的發(fā)生，保障企業(yè)安全生產(chǎn)具有重要的意義。3.2 易發(fā)災(zāi)害點描述和統(tǒng)計針對電氣火災(zāi)，

20、根據(jù)我們的現(xiàn)場經(jīng)驗和相關(guān)機構(gòu)的統(tǒng)計，集控樓、主廠房；燃油泵房及油庫區(qū)；輸煤系統(tǒng)等主要廠區(qū)內(nèi)的多個位置，都曾經(jīng)發(fā)生過電氣火災(zāi)隱患，都是電氣火災(zāi)敏感區(qū)域。而針對事故火災(zāi)，原料罐、儲氣罐、廠區(qū)中間罐群和管道往往是露天建設(shè)的，罐和管道內(nèi)儲存著大量的油料、天然氣、氮氧化物、硫化物、氯化物等各種易燃易爆、有毒有害物品。由于日曬風吹、老化、腐蝕等原因很容易導致閥門、罐體的泄漏，從而造成觸目驚心的事故。3.3 針對化工企業(yè)火災(zāi)類災(zāi)害的應(yīng)對方法探討根據(jù)電氣火災(zāi)和事故火災(zāi)的發(fā)生特點，我們主要依靠“早發(fā)現(xiàn)、早消除”來預(yù)防。著火后的柜內(nèi)電氣接點各種易發(fā)火災(zāi)的位置特點：開關(guān)柜都是密閉狀態(tài)運轉(zhuǎn)的“五防柜”，各種元器件都是

21、在密閉的柜體內(nèi)運行；電纜溝/橋架、煤倉、輸煤皮帶、各種油脂油箱及油管、各種儲罐等所處的位置都比較特殊，巡查不變。因此，我們得到這樣的結(jié)論，各種設(shè)備事故、電氣故障和發(fā)熱都具有極高的隱蔽性，往往都是柜體電纜著火、爆炸后設(shè)備自身的故障才被發(fā)現(xiàn)。因此，理論上來說，如果在故障發(fā)生期或成長期及時發(fā)現(xiàn)并消除就可以成功杜絕電氣火災(zāi)。從目前常見的技術(shù)手段看，主要的手段都是監(jiān)測各電氣接點得溫度變化來衡量個電氣接點是否運轉(zhuǎn)正常。這些手段主要有：電子傳感、紅外傳感、熱成像儀和光纖傳感技術(shù)等。著火的母排就常見幾種手段比較的結(jié)果：電子傳感技術(shù)無法應(yīng)用于儲罐、高壓開關(guān)柜電氣接點的監(jiān)測，且在電纜溝內(nèi)易受干擾，誤報率極高；紅外

22、傳感技術(shù)應(yīng)用于高壓開關(guān)柜，具有不易安裝、受柜內(nèi)電磁干擾誤差較大的弊端，電纜溝內(nèi)、煤倉內(nèi)易受分成干擾，可靠性差；熱成像儀具有產(chǎn)品造價高，依賴人工巡檢，周期長，多個位置無法檢測等缺點。而連續(xù)分布全光纖測溫監(jiān)測技術(shù)對高壓開關(guān)柜電氣接點、電纜溝/橋架、煤倉、輸煤皮帶、各種油脂油箱、儲罐及管道等位置均可安裝布設(shè)，且具有：連續(xù)分布、實時精確、耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點。能為保障企業(yè)供電系統(tǒng)安全運行，減少非計劃停電、降低運行成本、提高工作效率發(fā)揮積極和重要的作用。4. 光纖測溫系統(tǒng)介紹4.1 光纖測溫儀原理及系統(tǒng)dsc-dts系列連續(xù)分布全光纖測溫系統(tǒng)采用分布式光纖感溫方式，其原理是利用光在光纖中傳輸

23、時產(chǎn)生的自發(fā)喇曼（raman）散射和光時域反射（otdr）原理來獲取空間溫度分布信息，當在光纖中注入一定能量和寬度的激光脈沖時，它在光纖中向前傳輸?shù)耐瑫r不斷產(chǎn)生后向喇曼散射光波，這些后向喇曼散射光波的強度受所在光纖散射點的溫度影響而有所改變，散射回來的后向喇曼光波經(jīng)過光學濾波、光電轉(zhuǎn)換、放大、模-數(shù)轉(zhuǎn)換后，送入信號處理器，系統(tǒng)便可將溫度信息實時顯示出來，同時根據(jù)光纖中光波的傳輸速度和后向光回波的時間對溫度信息定位。由于后向喇曼散射光波的強度非常微弱，因此監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)需要非常高的處理增益、非常低的噪聲電平才能檢測到該信號；同時為了實現(xiàn)足夠高的空間定位精度，監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)必需具有足夠的時間分辨率，即

24、帶寬和采樣頻率。經(jīng)過高頻信號采集技術(shù)和微弱信號處理技術(shù)，解調(diào)出光纖各測溫點的溫度值；然后將采集的數(shù)據(jù)傳送到工控機進行數(shù)據(jù)處理，通過組態(tài)軟件展示各測溫點的溫度變化狀態(tài)值，或通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)共享。4.2 測溫光纖根據(jù)使用環(huán)境不同，我們使用普通鎧裝感溫光纜和特殊耐高溫感溫鎧裝光纜(或普通光纜穿管)組合完成對測溫區(qū)域完成溫度監(jiān)測。普通鎧裝感溫光纜基本參數(shù)為：測溫范圍：-50-120（長時間耐溫-45-85）；強度：抗拉300n，抗壓3000n/100m；最小彎曲半徑：30mm。特殊耐高溫鎧裝光纜參數(shù)為：測溫范圍：-50-420（長時間耐溫-45-300）強度：抗拉2000n，抗壓3000n/100

25、mm；最小彎曲半徑：35mm。4.3 光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)軟件特點l 強大的數(shù)據(jù)處理、顯示和管理功能；l 友好的圖形直觀顯示和中文操作界面；l 分級權(quán)限管理功能；l 方便設(shè)置、調(diào)整多極過熱、過冷、溫升、溫降報警閥值。l 可以進行大量分區(qū)，對各被監(jiān)測區(qū)的溫度變化趨勢進行智能分析，并準確定位。l 保存并可隨時查詢歷史數(shù)據(jù)，打印報表。l 聯(lián)入局域網(wǎng)系統(tǒng)或其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與信息共享。l 可與報警、消防、視頻監(jiān)控等設(shè)備聯(lián)動。l 具有自診斷功能，可瞬時判定光纖或光纜故障并準確定位。l 優(yōu)異的功能擴展特性。4.4測溫預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置dsc-dts系列連續(xù)分布全光纖測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單直觀，該系統(tǒng)主要由溫

26、度傳感光纖（或光纜）、測溫主機（連續(xù)分布全光纖測溫儀）、監(jiān)控子系統(tǒng)（工業(yè)計算機、軟件）和預(yù)警子系統(tǒng)四大部分組成。每套系統(tǒng)配置為：1) dsc-dts系列多通道光纖測溫儀。2) 嵌入式工控計算機。3) 普通傳感光纜、光纖和特殊鎧裝光纜（根據(jù)現(xiàn)場工況定長度）。4) 系統(tǒng)運行軟件一套。5) ups電源。6) 機柜、電源、光端接續(xù)盒等輔助設(shè)施。4.5 系統(tǒng)技術(shù)指標測溫范圍：50 +420(使用特種光纖可擴展到+700)；測溫長度：最長28km每通道；測溫精度：1；溫度分辨率：0.1；定位精度：光纖探頭5cm；自由展開光纖1m；采樣速率（空間采樣間隔）：100mhz(1.0m)；通道數(shù)量：可以為1、2、

27、4、6、8通道；測量時間：15秒/周期/通道；電源：220v,50hz；主機工作環(huán)境：溫度040，濕度：95%（無冷凝）。5分布式光纖測溫系統(tǒng)的應(yīng)用方案5.1 采空區(qū)溫度監(jiān)測方案5.1.1 系統(tǒng)布置根據(jù)煤礦的特殊情況，我們制定了應(yīng)用于煤礦采空區(qū)的分布式光纖測溫儀方案（工作面基本示意圖及推進初期測溫光纖布置如圖）：a）光纖測溫儀布置在井口監(jiān)控室（條件允許可以直接布置在調(diào)度室）；b）從光纖測溫儀送出的雙路普通鎧裝光纜通過副井、大巷沿井下通訊、供電系統(tǒng)到達采區(qū)回采巷道下順槽；c）兩路測溫光纖的原始長度在順槽內(nèi)的富裕度設(shè)定為110%。即：如果工作面走向長度為a米，工作面傾斜長度為b米，按照（a+b）*

28、110%布置第一路測溫光纖。第二路光纖比第一路光纖減少六十米長度。d） 第一路測溫光纖在工作面設(shè)備安裝完成并完成第一個推進循環(huán)后開始布置。其中橫穿工作面部分采用穿管方式進行保護。e） 第二路測溫光纖放置于順槽內(nèi)備用。5.1.2 工作面推進中光纖的布設(shè)由于采用雙通道光纖測溫儀，根據(jù)工作面推進的特點，工作面光纖布設(shè)如下圖所示采用步進方式布設(shè)（紅線為測溫光纖、藍色箭頭為通風風流方向）。推進中：a） 工作面在第一次布設(shè)完測溫光纖后，推進六十米（或根據(jù)煤炭自燃發(fā)火期確認的其他長度）左右開始布設(shè)第二路測溫光纖（下圖中左側(cè)測溫光纖）；b） 再次推進六十（或其他長度）后，第一路測溫光纖處采空區(qū)已處于窒息帶，溫

29、度趨于穩(wěn)定，溫度監(jiān)測無實際意義，可廢棄（下圖中左側(cè)虛線）。c） 在廢棄點剪斷第一路測溫光纖，熔接、布置新光纖（下圖右側(cè)測溫光纖）完成對工作面采空區(qū)的步進溫度。圖二、推進后沿上述方法，逐步推進后即完成對該工作面采空區(qū)的完整溫度監(jiān)測。5.2 分布式光纖測溫系統(tǒng)在煤礦易發(fā)火災(zāi)區(qū)域的應(yīng)用5.2.1 常見區(qū)域性范圍內(nèi)火災(zāi)預(yù)防的應(yīng)用根據(jù)我們掌握的初步信息，我們選用多套光纖測溫系統(tǒng)來完成對煤礦各個電氣火災(zāi)易發(fā)位置的溫度監(jiān)測，幾套設(shè)備均可獨立運行，同時輸出信號匯總到總調(diào)度室供總調(diào)度集中管理。系統(tǒng)配置根據(jù)現(xiàn)場需要，采用dsc-dtsnk-xb光纖測溫儀配套感溫光纖光纜，分為三個大區(qū)，為描述方便，我們分別稱為：甲

30、、乙、丙。通常情況，甲分區(qū)設(shè)備定置在主變電站，分出的多路光纜完成主變電站開關(guān)柜電氣接點、電纜溝、電纜橋架、變電站的溫度監(jiān)測；乙分區(qū)主機放在井口調(diào)度室，分出的多路光纖光纜完成下井電纜、井口電纜溝、井下開關(guān)柜內(nèi)電氣接點的溫度監(jiān)測； 、將丙分區(qū)設(shè)備主機光纜布設(shè)在輸煤配電室，完成輸煤皮帶、輸煤配電室、煤倉等位置的溫度實時監(jiān)測。丁分區(qū)設(shè)備布置在風井配電室，完成風井區(qū)開關(guān)柜、電纜溝、電纜橋架的溫度監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場的需要，每臺設(shè)備的數(shù)據(jù)實時顯示，同時傳輸?shù)娇偪厥业谋O(jiān)視器。對被監(jiān)測對象的故障趨勢可以進行智能分析、準確定位故障點，指導檢修工作，為全礦電氣與輸煤系統(tǒng)的安全運行提供有效的保證。5.2.2 利用光纖測溫

31、功能的拓展應(yīng)用-輸煤皮帶托輥溫度監(jiān)測系統(tǒng)簡述測溫主機布置在輸煤皮帶配電室/值班室內(nèi)。從測溫主機引出的光纜沿通道到達皮帶端頭，用帶有永磁體的專用測溫環(huán)固定在相應(yīng)的溫度敏感位置（如皮帶支架驅(qū)動軸、托輥支撐梁）上，完成對相應(yīng)位置的溫度監(jiān)測；測溫環(huán)在托輥支撐梁上的布置如右圖所示。其中，紅點表示測溫環(huán)，紅線表示測溫光纜。由于光纜容易在檢修中被損壞，我們需要將各測溫環(huán)之間的連接光纜進行隱蔽、保護處理。單側(cè)布置如下圖中輸煤皮帶上的各線段及圓環(huán)所示。注：1）圓環(huán)為測溫環(huán)，布置在托輥支撐梁上（該處通常為“工”字鋼）；2）白線表示測溫光纜，實線為外露光纜，虛線為隱蔽布置光纜。進出測溫環(huán)的光纜繞過托輥支撐梁下端的鋼

32、梁（通常為角鋼）外表面后，從其內(nèi)側(cè)隱蔽布置，繞到下一組托輥支撐梁處，進入下一個測溫環(huán)。3）外露光纜用帶永磁扣的金屬槽形固定條固定，隱蔽位置光纜用永磁扣直接固定。4）由此循環(huán)推進，一直布置到皮帶終端，在端頭驅(qū)動軸上布設(shè)完成后，光纜進入尾纖盒，完成該通路光纜布設(shè)。如果需要對另一側(cè)托輥支架進行溫度監(jiān)測，則在皮帶另一側(cè)按照同樣的方法布設(shè)即可。由軟件根據(jù)光纜探測到的溫度及溫度變化完成對整個巷道內(nèi)的火災(zāi)情況進行分析和處理。可以按照升溫速率和溫度值等多種方式設(shè)定報警閥值。還可以根據(jù)升溫速率進行多級報警。報警信息除指明報警點溫度外，還能精確指明報警點位置信息。值班室人員根據(jù)系統(tǒng)報警信息完成對火災(zāi)隱患的判斷和處

33、理。5.2.3 利用線性測溫功能的典型應(yīng)用-煤倉溫度監(jiān)測針對煤倉在火災(zāi)預(yù)防方面的具體需求，我們依靠線型光纖感溫探測器的基礎(chǔ)特點，依據(jù)國家相關(guān)標準，開發(fā)出我公司線型光纖感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)，創(chuàng)造性地為煤倉防火提供了溫度監(jiān)測報警方面的解決方案。我們采用光纖測溫儀配套鎧裝光纜組成全套溫度探測及報警系統(tǒng)。光纖測溫儀布置于其中煤倉值班室，送出的測溫光纜沿通道到達煤倉底部，通常從兩個方向沿測溫穿管布設(shè)于煤倉內(nèi)壁，完成兩座煤倉的溫度探測。如圖中紅色線段表示，測溫光纜從煤倉底部進入煤倉，沿事先焊接于煤倉內(nèi)壁的鋼管到達煤倉頂部，通過2.6米分區(qū)間隔后，再沿鋼管穿管到達煤倉底部；在煤倉底部沿2.6米鋼管到達下一分區(qū)上行鋼管。這樣循環(huán)往復，通過“幾”字型在煤倉壁上的敷設(shè)，最終完成每個煤倉24個分區(qū)的溫度探測。如需接入火