四、通过有效手段了解整个煤堆内部温度情况

那么怎样才能有效执行“烧热存冷”制度呢？必须通过有效手段了解整个煤堆内部温度情况。

目前市场上检测煤堆自燃的产品的局限性

人工巡检是现场通行的作法，但是靠一两个工人扛2米的温度计巡逻根本达不到有效测量密度，热电阻插入煤堆需要几分钟才可以测量准确，而且煤场很多地方行走不便，煤场环境恶劣，有斗轮机等大型设备作业，安排太多的人测温也非常不安全;

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，煤堆自热自燃主要从内部开始，所以达不到使用目的，导致选型失败。所以现场明知预防自热自燃的重要性，却无可奈何。

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，煤堆自燃的发源点主要发生在煤堆侧表面以内1米到4米深度范围内。如图（煤堆竖剖面）所示，首先观察从煤堆斜面至以内1米深度范围（即黑色实线至红色虚线之间的区域），因为紧邻空气，煤的散热量大于发热量，所以煤自热初期所发出的热量，不能得到有效积累，不能导致温度明显升高，所以这个区域的煤很难自燃；观察从煤堆斜面以内4米深度至煤堆中心的范围（即黄色虚线至蓝色虚线之间的区域），因为氧气供应量太少，无法为煤发热提供足够的氧气，所以很难自燃；观察煤堆上表面（即灰色实线），因为通风量远远小于煤堆斜面，所以相对于煤堆斜面，它很不易发生自热自燃；观察煤堆下表面（即绿色实线），因为紧贴地面，供氧量不足，而难发生自燃；最后，观察从煤堆斜面以内1米深度至煤堆斜面以内4米深度范围（即红色虚线至黄色虚线之间的区域），这个区域的供氧量满足煤发热自燃的需要，并且散热量不足以把煤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，最终导致严重的自燃，在该区域自燃后，大量的热量不断向煤堆中心和煤堆表面传递（即向蓝色虚线和黑色实线方向），最终形成我们从煤堆外面看到的冒汽冒烟等现象。所以，当我们观察到煤堆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4米区域经过一段时间的自燃，最终把热量传递出来，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4米区域发热自燃才是治本。

综合考虑温度监测的有效性和实用性，我们往往选择表面以内2米深度的区域作为监测区域。

2、测点高度的选择

例如200米长度*50米宽度的条形煤堆，在150米长度处的煤堆左侧斜面，斜面高度15米，那么观察从0米到15米高度的这块长条区域，该区域具有基本相同的供养氧件和散热条件，所以更容易具有相似的煤的发热情况，所以测量其中一点往往具有较强的代表性。考虑到无线测温探头在实际操作中的便捷性，和吹风方向通常由煤堆斜面的底部沿着煤堆斜面向上（导致煤堆斜面靠近底部的位置供氧量比较大），我们往往选择从距离地面向上2米的高度，把探头垂直插入煤堆斜面，插入深度在1米到4米之间。

3、测点位置的选择

   测点越密集，发现煤的发热现象就越早，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，自燃感染的区域就太大了。综合考虑，既不能让自燃的感染区域太大，也不能使设备的购置和维护成本太高，我们往往选择沿着煤堆斜面，间隔20米的距离，布置一支测温探头。

   考虑到很多煤场的储煤有不同的来源、批次、煤质等差异，所以也可以采用每个批次插入至少一支探头的策略，该测点就能比较好的反应该批次储煤的发热自燃情况。

4、特殊情况下的布置方法

   每个煤场都具有地理、气候、形状、土建结构方面的个性，所以煤场负责人经过长期管理实践，也会发现该煤场特有的发热自燃现象，可以根据这些现象有针对性的布置测温点。

五、合理全面的温度监控“烧热存冷”降煤耗

已经实施“数字煤场”管理的电厂，可以把煤温数据导入到“数字煤场”软件中，当燃料专工使用数字煤场的配煤功能时，软件除了提示煤质指标外，还会提示“煤温”指标，燃料专工可以参考该煤温指标，选择合理配煤方案，降低煤耗。

没有实施“数字煤场”的电厂，可以直接使用联网版本的“煤温监测软件”观看煤堆温度，合理选择优先上煤方案。

总之，当燃料专工可以获得“煤温”参数后，他就可以优先使用“烧热存冷”的原则去优化配煤方案，而不是仅仅靠“烧旧存新”的老方法。

1、及时发现自燃点，减少损失

当某个测点温度达到50度的时候，软件会发出高等级的报警，现场必须及时行动，根据测点位置描述，在测点附近寻找自燃点，及时把自燃的煤堆翻开、冷却、再压实，再把测温探头插入，继续监测煤温。

如果不及时处理，煤温超过50度后进入快速氧化通道，会很快升温自燃，会感染更大区域的煤堆，造成巨大损失，并且由于感染区域过大而无法有效处理。

2、经济效益分析

电厂比较常见的储煤堆大约是200米*50米*10米，我们以1个这样大小的煤堆计算其自燃损耗。因为煤堆压实的效果，初期发热层主要集中在煤堆表面以下的1米至4米深度范围内，发热层以外的存煤发热量比较小，暂时不计算在内，只计算发热层内的损耗。据现场测温经验和与多个电厂输煤专工的调研，我们知道，在储煤7天后，该发热层有30%的煤达到或超过36度，70%的煤达到32度；在储煤20天后，发热层扩大至0.5米至5米深度范围，其中有30%达到或超过46度，有70%达到36度；在储煤一个月后，发热层扩大至表面至超过6米的深度范围，有30%的煤温度接近或达到50度，70%达到46度。大多数电厂都是在发现煤温接近或者超过50度的时候才采取降温措施，而且很多时候，管理员根本不能发现那些温度已经超过50度的热点区域，直到看到煤堆开始冒烟气或者水汽的时候才采取降温措施，所以以上数据完全符合目前燃料管理工作的现状，根据以上数据计算得以下自燃损耗表：

  以上数值只计算了自热层的自燃损耗，自热层以外还有部分损耗难以统计，没有计算在内，这样，我们很容易理解，当存煤周期达到1个月时，电厂很难达到入厂煤和入炉煤的热值差的考核指标，因为考核指标是1.7%，仅仅计算发热层的自燃损耗就高达1.15%，再加上发热层以外的自热损耗、风化、雨淋、采制化误差等，热值差很容易超标。

  经过以上科学严谨的分析，我们看到减小自热自燃损耗是关系到降低上千万元成本，和创造上千万元利润的大事。

3、应用案例

华电安徽某100万千瓦的电厂于2012年11月2号安装并运行了煤堆温度监测系统，如图所示，按照20米间隔（或其它测点布置图）把无线测温探头插入煤堆，输煤办公室集中监测所有测点的温度，当某点温度达到50度时，软件报警，输煤专工采取翻开和压实的方法及时清除自燃点，避免它扩大面积。经过实际运行，该系统达到了尽早发现自燃点的目的，现场及时清除自燃点，阻值自燃面积扩大，减轻了自燃损耗和环境污染。而且，使用单位利用该系统改进了输煤作业流程，把过去的“烧旧存新”原则发展成为“烧热存冷”原则，大大提高了煤场管理的科学性，提高经济效益，减少有害气体排放。

该表格记录了煤温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，消除热点的过程。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，消除了自燃事故扩大的隐患！如果没有该煤温监测系统，现场操作工几乎不可能在凌晨到煤堆上测温，也就不可能及时发现这个自燃隐患，该自燃点肯定会不断扩大自燃范围，造成较大的煤耗损失。仅仅1月份煤温监测系统就帮助该电厂消除超过10起自燃隐患。

该案例还充分说明，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，很多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，使得周边区域迅速升温。这个案例中，测点区域的煤温只用了24个小时就从21度上升到55度。