一种煤场智能控温装置、系统及方法与流程

1.本发明属于煤场监测领域，涉及一种煤场智能控温装置、系统及方法。


背景技术：

2.非仓储式存煤，特别是露天煤场存煤是目前火力发电厂最常用的存煤手段，其具有设备建设成本低廉，以及煤炭堆放方式与存量灵活等诸多优点。但是，这种自然堆放的存煤效果，受到外界环境的影响较大，且随着煤炭堆放时间的延长，煤炭长期暴露在大气环境中，不断进行自燃氧化过程，存在着较大的自燃风险，给火力发电企业带来了巨大的安全隐患。
3.目前，火力发电厂通常采用被动式的存煤管理方式，大部分的煤场缺少对煤堆温度的实时监控手段，部分煤场虽然实现了对煤堆温度的实时测量，而当煤堆的温度一旦超过警戒值后，通常采用人工压实和喷淋降温等措施实现降温，需要投入较大的设备成本和人工成本，并且降温效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术中，当煤堆的温度一旦超过警戒值后，通常采用人工压实和喷淋降温等措施实现降温，需要投入较大的设备成本和人工成本，并且降温效率较低的缺点，提供一种煤场智能控温装置、系统及方法。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.本发明第一方面，提供一种煤场智能控温装置，包括金属板和控制装置；
7.金属板一侧设置若干测温探针，另一侧上设置若干承重柱；
8.金属板内部开设空腔，空腔内填充水，金属板上开设与空腔连通的进水口和出水口；进水口上设置用于连接蓄水装置的水泵；
9.使用状态时，金属板嵌入煤场开设的安装凹槽内，金属板设置若干承重柱的一侧与安装凹槽之间形成风道，风道的两端分别设置进风口和出风口，且进风口和出风口内均设置风扇；
10.水泵、风扇与若干测温探针均与控制装置连接，控制装置用于接收若干测温探针的实时测温数据，并根据若干测温探针的实时测温数据以及预设的温度阈值，控制水泵和风扇的开启和关闭。
11.可选的，所述测温探针为热电阻测温探针、热电偶测温探针或测温光纤。
12.可选的，所述空腔内间隔设置若干导流板。
13.可选的，所述金属板采用合金钢板；所述承重柱采用钢筋混凝土或金属桁架结构。
14.可选的，所述金属板设置若干承重柱的一侧上设置肋片。
15.可选的，所述风扇远离风道的一侧上套设防尘网。
16.可选的，所述控制装置还用于根据若干测温探针的实时测温数据、预设的温度水泵流量调节关系以及预设的温度风扇转速调节关系，调节水泵的流量和风扇的转速。
17.可选的，所述金属板为矩形结构，进水口和出水口分别位于金属板的长度方向的两侧，进风口和出风口分别位于金属板的宽度方向的两端；若干导流板均与金属板的宽度方向平行。
18.本发明第二方面，提供一种煤场智能控温系统，包括若干上述的煤场智能控温装置；若干煤场智能控温装置间隔设置；定义相邻两煤场智能控温装置为第一煤场智能控温装置和第二煤场智能控温装置，第一煤场智能控温装置的进水口与第二煤场智能控温装置出水口连接。
19.本发明第三方面，提供一种基于上述煤场智能控温装置的煤场智能控温方法，包括：通过若干测温探针获取堆放在金属板上的煤堆的实时测温数据，并发送至控制装置；通过控制装置接收若干测温探针的实时测温数据，并当至少一测温探针的实时测温数据大于预设的温度阈值时，开启水泵和风扇；以及当各测温探针的实时测温数据均小于预设的温度阈值时，关闭水泵和风扇。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21.本发明煤场智能控温装置，通过在金属板一侧设置的若干测温探针实现煤堆的温度的实时监测。通过在金属板内部开设空腔并在空腔内填充水，进而在煤堆的温度超过一定值时，开启水泵并通过水泵带动空腔内水的循环，进而实现对金属板的降温，进而通过金属板与煤堆之间的热交换，实现对煤堆的降温。同时基于在金属板另一侧上设置的若干承重柱，进而在金属板与安装凹槽之间形成风道，进而通过开启风扇实现空气在金属板下方风道内流动，增强对金属板的降温效果，进而增强金属板对煤堆的降温效果，实现对煤堆的快速降温，极大程度上降低了人工投入，并且装置结构简洁，相比于喷淋降温装置降低投入成本。此外，通过设置控制装置，根据若干测温探针的实时测温数据以及预设的温度阈值，控制水泵和风扇的开启和关闭，实现水泵和风扇的智能化控制，进一步降低人工投入。
22.本发明煤场智能控温系统，通过对相邻煤场智能控温装置的冷却水路的连接，实现若干煤场智能控温装置的有效联合，有效保证大面积存煤的需要。
附图说明
23.图1为本发明实施例的煤场智能控温装置结构示意图。
24.图2为本发明实施例的煤场智能控温装置主视图。
25.图3为本发明实施例的煤场智能控温装置剖视图。
26.其中：1-金属板；2-进水口；3-出水口；4-测温探针；5-承重柱；6-肋片；7-风道；8-进风口；9-出风口；10-防尘网；11-风扇；12-煤堆。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第
二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
30.参见图1至3，本发明一实施例中，提供一种煤场智能控温装置，包括金属板1和控制装置；金属板1一侧设置若干测温探针4，另一侧上设置若干承重柱5；金属板1内部开设空腔，空腔内填充水，金属板1上开设与空腔连通的进水口2和出水口3；进水口2上设置用于连接蓄水装置的水泵；使用状态时，金属板1嵌入煤场开设的安装凹槽内，金属板1设置若干承重柱5的一侧与安装凹槽之间形成风道7，风道7的两端分别设置进风口8和出风口9，且进风口8和出风口9内均设置风扇11；水泵、风扇11与若干测温探针4均与控制装置连接，控制装置用于接收若干测温探针4的实时测温数据，并根据若干测温探针4的实时测温数据以及预设的温度阈值，控制水泵和风扇11的开启和关闭。
31.具体的，该煤场智能控温装置在使用时，将金属板1嵌入煤场开设的安装凹槽内，以保持金属板1顶面与煤场地面水平，便于将煤堆12堆放在金属板1上方。堆放在金属板1上方的煤堆需要部分或完全覆盖测温探针4所在区域，进而通过测温探针4实现煤堆12的实时测温数据的获取。其中，作为优选的方式，若干测温探针4可以在金属板1顶面上均匀布置。
32.基于测温探针4获取的煤堆12的实时测温数据，对煤堆12的温度实现实时监控，判断煤堆12的温度是否超过预设温度阈值。其中，预设温度阈值可以根据具体的煤种设置，一般为该煤种的自然预警阈值。
33.当煤堆12的温度超过预设温度阈值时开启水泵，通过水泵带动金属板1的空腔内的水进行循环，进而实现金属板1温度的降低，然后通过金属板1与煤堆12之间的热交换，实现煤堆12的温度的降低。
34.此外，为了保证金属板1对煤堆的降温效果，在金属板1的底面上上设置若干承重柱5，进而在金属板1的底面与安装凹槽之间形成风道7，然后通过风道7的两端进风口8和出风口9内均设置的风扇11实现空气在金属板1下方风道7内流动，增强对金属板1的降温效果，进而增强金属板1对煤堆12的降温效果。
35.其中，可以设置为一个测温探针4的实时测温数据超过预设温度阈值就认为煤堆12的温度超过预设温度阈值，或者也可以设置为至少两个测温探针4的实时测温数据超过预设温度阈值才认为煤堆12的温度超过预设温度阈值。
36.当所有测温探针4的实时测温数据均不超过预设温度阈值时，表明此时煤堆12的温度在安全范围内，为避免不必要的浪费，可以将水泵和风扇11进行关闭。
37.综上所述，本发明煤场智能控温装置，通过在金属板1一侧设置的若干测温探针4实现煤堆12的温度的实时监测。通过在金属板1内部开设空腔并在空腔内填充水，进而在煤堆12的温度超过一定值时，开启水泵并通过水泵带动空腔内水的循环，进而实现对金属板1的降温，进而通过金属板1与煤堆12之间的热交换，实现对煤堆12的降温。同时基于在金属板1另一侧上设置的若干承重柱5，进而在金属板1与安装凹槽之间形成风道7，进而通过开
启风扇11实现空气在金属板1下方风道7内流动，增强对金属板1的降温效果，进而增强金属板1对煤堆12的降温效果，实现对煤堆12的快速降温，极大程度上降低了人工投入，并且装置结构简洁，相比于喷淋降温装置降低投入成本。此外，通过设置控制装置，根据若干测温探针4的实时测温数据以及预设的温度阈值，控制水泵和风扇11的开启和关闭，实现水泵和风扇11的智能化控制，进一步降低人工投入。
38.在一种可能的实施方式中，所述测温探针4为热电阻测温探针、热电偶测温探针或测温光纤，采用嵌入式安装方式。优选的，测温探针4可以采用铠装式热电偶，并且均匀等距排列在金属板1的表面。
39.在一种可能的实施方式中，所述空腔内间隔设置若干导流板。具体的，通过导流板实现对空腔内水的导流作用，保证水与金属板1之间良好的换热。
40.在一种可能的实施方式中，所述金属板1采用合金钢板；所述承重柱5采用钢筋混凝土或金属桁架结构。其中，金属板1采用合金钢板，最好是高强度合金钢，具有良好的承载和导热能力。承重柱5采用钢筋混凝土或金属桁架结构，保证整个装置结构的稳定。可选的，金属板1四周与煤场地面接触部分做密封处理。
41.在一种可能的实施方式中，所述金属板1设置若干承重柱5的一侧上设置肋片6。通过设置肋片6来增强风道内空气的对流换热效果。
42.在一种可能的实施方式中，所述风扇11远离风道7的一侧上套设防尘网10。通过设置防尘网10防止杂物进入并堆积在风道7内，保证空气的正常流动。
43.在一种可能的实施方式中，所述控制装置还用于根据若干测温探针4的实时测温数据、预设的温度水泵流量调节关系以及预设的温度风扇转速调节关系，调节水泵的流量和风扇11的转速。
44.具体的，水泵和风扇11均可以采用可调节类型的产品，进而实现资源的最大化利用，实现对煤堆12温度的智能控制。其中，温度水泵流量调节关系以及温度风扇转速调节关系，可以通过仿真试验或者历史经验得到。
45.在一种可能的实施方式中，为了保持更好的控温效果，空腔内水流向与风道7内空气流向保持对向。具体的，所述金属板1为矩形结构，进水口2和出水口3分别位于金属板1的长度方向的两侧，进风口8和出风口9分别位于金属板1的宽度方向的两端；若干导流板均与金属板1的宽度方向平行。
46.本发明再一个实施例中，提供一种煤场智能控温系统，包括若干上述的煤场智能控温装置；若干煤场智能控温装置间隔设置；定义相邻两煤场智能控温装置为第一煤场智能控温装置和第二煤场智能控温装置，第一煤场智能控温装置的进水口2与第二煤场智能控温装置出水口3连接。
47.具体的，若干煤场智能控温装置可以并排设置也可以阵列设置，通过对相邻煤场智能控温装置的冷却水路的连接，实现若干煤场智能控温装置的有效联合，也能降低水路的投入，有效保证大面积存煤的需要。
48.本发明再一个实施例中，提供一种煤场智能控温方法，能够基于上述的煤场智能控温装置实现，包括以下步骤：通过若干测温探针4获取堆放在金属板1上的煤堆的实时测温数据，并发送至控制装置；通过控制装置接收若干测温探针4的实时测温数据，并当至少一测温探针4的实时测温数据大于预设的温度阈值时，开启水泵和风扇11；以及当各测温探
针4的实时测温数据均小于预设的温度阈值时，关闭水泵和风扇11。
49.可选的，该煤场智能控温方法还包括：通过控制装置根据若干测温探针4的实时测温数据、预设的温度水泵流量调节关系以及预设的温度风扇转速调节关系，调节水泵的流量和风扇11的转速。
50.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种煤场智能控温装置，其特征在于，包括金属板(1)和控制装置；金属板(1)一侧设置若干测温探针(4)，另一侧上设置若干承重柱(5)；金属板(1)内部开设空腔，空腔内填充水，金属板(1)上开设与空腔连通的进水口(2)和出水口(3)；进水口(2)上设置用于连接蓄水装置的水泵；使用状态时，金属板(1)嵌入煤场开设的安装凹槽内，金属板(1)设置若干承重柱(5)的一侧与安装凹槽之间形成风道(7)，风道(7)的两端分别设置进风口(8)和出风口(9)，且进风口(8)和出风口(9)内均设置风扇(11)；水泵、风扇(11)与若干测温探针(4)均与控制装置连接，控制装置用于接收若干测温探针(4)的实时测温数据，并根据若干测温探针(4)的实时测温数据以及预设的温度阈值，控制水泵和风扇(11)的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述测温探针(4)为热电阻测温探针、热电偶测温探针或测温光纤。3.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述空腔内间隔设置若干导流板。4.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述金属板(1)采用合金钢板；所述承重柱(5)采用钢筋混凝土或金属桁架结构。5.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述金属板(1)设置若干承重柱(5)的一侧上设置肋片(6)。6.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述风扇(11)远离风道(7)的一侧上套设防尘网(10)。7.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述控制装置还用于根据若干测温探针(4)的实时测温数据、预设的温度水泵流量调节关系以及预设的温度风扇转速调节关系，调节水泵的流量和风扇(11)的转速。8.根据权利要求1所述的煤场智能控温装置，其特征在于，所述金属板(1)为矩形结构，进水口(2)和出水口(3)分别位于金属板(1)的长度方向的两侧，进风口(8)和出风口(9)分别位于金属板(1)的宽度方向的两端；若干导流板均与金属板(1)的宽度方向平行。9.一种煤场智能控温系统，其特征在于，包括若干权利要求1至8任一项所述的煤场智能控温装置；若干煤场智能控温装置间隔设置；定义相邻两煤场智能控温装置为第一煤场智能控温装置和第二煤场智能控温装置，第一煤场智能控温装置的进水口(2)与第二煤场智能控温装置出水口(3)连接。10.一种基于权利要求1所述煤场智能控温装置的煤场智能控温方法，其特征在于，包括：通过若干测温探针(4)获取堆放在金属板(1)上的煤堆的实时测温数据，并发送至控制装置；通过控制装置接收若干测温探针(4)的实时测温数据，并当至少一测温探针(4)的实时测温数据大于预设的温度阈值时，开启水泵和风扇(11)；以及当各测温探针(4)的实时测温数据均小于预设的温度阈值时，关闭水泵和风扇(11)。

技术总结
本发明属于煤场监测领域，公开了一种煤场智能控温装置、系统及方法，包括金属板和控制装置；金属板一侧设置若干测温探针，另一侧上设置若干承重柱；金属板内部开设空腔，空腔内填充水，金属板上开设与空腔连通的进水口和出水口；进水口上设置用于连接蓄水装置的水泵；使用状态时，金属板嵌入煤场开设的安装凹槽内，金属板设置若干承重柱的一侧与安装凹槽之间形成风道，风道的两端分别设置进风口和出风口，进风口和出风口内均设置风扇；水泵、风扇与测温探针均与控制装置连接，控制装置接收若干测温探针的实时测温数据，根据若干测温探针的实时测温数据以及预设的温度阈值，控制水泵和风扇的开启和关闭，有效降低煤场内煤堆的控温成本和难度。成本和难度。成本和难度。


技术研发人员：伊福龙 杨成典 堵根旺 马玉华 张联奎 王振 马宏宇 汤辉 张宁 马晨曦 陈建平 王朋辉 梅军寿 李崇晟 吴智群
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.01.29
技术公布日：2023/7/21