摘要：在黄骅港三期工程中堆场采用超大型筒仓储煤。介绍了黄骅港三期工程筒仓流程和工艺，提出了筒仓安全运营面临的问题，着重介绍了储煤筒仓安全监测装置的选用和布置。 关键词：煤筒 倒仓 测温 可燃气体 烟雾
在传统煤炭码头的装卸工艺中，由于煤炭是露天堆放，因此存在平时大风扬尘和堆取料过程中的二次扬尘污染问题。采用筒仓储煤工艺堆存煤炭可以解决这一难题，且作业效率较高，运行方式简单，系统调度灵活，可建设筒仓群适应多煤种的需要，具有贮存、缓冲和配煤等多种功能。
黄骅港三期工程设计能力为5000万吨/年，新建4座5.0万吨级的专业化煤炭装船泊位，码头结构按7.0万吨级设计，其中1个泊位结构按10.0万吨级预留。新建煤炭筒仓24个，容量约72万吨。
1 工程流程介绍
本工程为专业化煤炭出口码头工程，最大可停靠10万吨级散货船。整个工艺系统包括铁路卸车系统、堆场堆取料系统和码头装船系统共三个子系统，有卸车―堆料、给料―装船、倒仓和直装四大工艺流程。
2 筒仓堆存工艺布置
黄骅港三期工程筒仓组按照矩阵方式进行布置。布置单仓容量3万吨筒仓4排6列共24个，仓容量72万吨。
卸车工艺系统2条作业线，单条作业线的额定能力7700t/h；装船工艺系统4条作业线，单条作业线的额定能力8000t/h。进、出仓工艺采用仓顶进料和仓底出料的工艺型式。每排筒仓仓顶布置1条进仓皮带机，额定能力与卸车系统统一为7700t/h，通过仓顶卸料小车卸料进仓；每排筒仓仓底布置2条出仓皮带机，单条皮带机额定能力为4000t/h，通过仓底活化给料机供料。
3 黄骅港应用筒仓堆存工艺的优势
3.1 黄骅港可有效减少筒仓数量，降低工程投资 黄骅港是矿、路、港一体化的运输出海口，可有效地缩短煤炭在港口的堆存期，明显减低了煤炭在港口堆场的储存性质，从而提升了煤炭在港口堆场中的中转性质。通过对黄骅港2004～2007年的堆场有关资料进行统计，发现煤炭在港平均堆存期连续四年平均只有3天，因此本次设计煤炭在港平均堆存期取3.5天，从而有效地减少了筒仓数量(本工程只建24座筒仓)，降低了工程投资，使得采用筒仓方案也能使港口取得良好的经济效益。
3.2 神华集团实行科学化的管理，可调配煤种，保证煤炭储存安全 黄骅港一期、二期工程的煤堆场对三期筒仓来说形成了巨大的缓冲能力，由于神华集团是集矿、路、港、航、电一体化的企业，从产到销完全自主调节，利用先进的管理技术充分发挥可协调的优势，保证煤炭运输各环节的顺畅、高效。同时港务公司又有一套从实践中总结出来的先进科学管理模式，完全有能力将堆存期相对较短的煤种调配到筒仓中储存，而将堆存期相对较长的煤种调配到现有一、二期工程普通露天堆场储存。这就是黄骅港独一无二的优势所在，其它港口根本不具备这一有利条件。
3.3 筒仓与普通露天堆场相连接，保证煤炭储存安全 虽然黄骅港从开港到现在是一步一步发展起来的，但每一期工程都不是独立的，黄骅港所有实施的工程都有机地融合到了一起，所有煤炭装卸设施形成了一个完整的系统，互相协调、互相配合、互相补充，只有这样才能使黄骅港设备配置更科学合理，资源利用最充分，从而取得效益的最大化。本次设计，在筒仓出口处布置一条倒仓皮带机，通过倒仓皮带机将筒仓中的煤炭卸至二期堆场，倒仓系统最大出力可达8000t/h，满仓倒仓的最短时间只有3.75小时。这样，一方面在紧急情况下，可将筒仓中发生自燃的煤炭迅速卸至二期堆场，待煤炭冷却后再通过二期工程装船系统装船外运；另一方面也可将筒仓中剩余的小批量煤炭倒至二期堆场，从而提高了筒仓的利用率。可以说二期工程的存在是三期工程实施筒仓方案的有利依托。
4 筒仓堆存工艺的运行监测及安全保护
专业化煤炭码头由于运量要求，必然采用超大型化贮煤筒仓。筒仓越大，对筒仓的安全性要求也就越高，因此必须对储煤筒仓进行全方位、全过程进行监测，加强安全保护。
4.1 煤位测量装置 每个筒仓设置六套雷达式料位计并与六个出料口相对应，连续料位测量时，监控管理系统将根据进出料点的变化修正测量结果；每个筒仓设置二套振动式高料位检测开关(设于筒仓上部中间两个布料口侧)并与进煤皮带输送机连锁以保证进仓作业的连锁运行，高料位检测开关设置于筒仓入料口以下1m；每个筒仓设置六套振动式低料位检测开关(设于筒仓底部各出料口)并与出煤皮带输送机连锁以保证出仓作业的连锁运行，低料位检测开关设置时根据筒仓垫底煤层高度确定；雷达式料位计和振动式料位检测开关通过现场I/O与PLC传送相关数据。
4.2 筒仓内连续式温度监测 测温元件铺设在煤仓内部进行工作，测温元件是一种能够探测一条连续路线上存在的最高温度的线状温度传感器，应用工业监控技术可以确定最高温度出现的位置，它与普通热电偶不同之处在于它的热接点不固定，而是始终与电缆上的最高温度相对应。
温度测量系统由设在中控室的计算机、筒仓内的测温电缆CT2C(每个筒仓分为四个温度检测区域并均匀设置4根测温电缆，CT2C穿钢管沿仓壁敷设或用钢丝固定沿区域中间垂下并底部重锤固定)、通讯板和其它配件组成，其组成为：4线×6仓×4点；在每个筒仓壁下部及底部布置5个铂热电阻测温点，测点深入筒仓内的深度应不小于250mm，测温范围应达到-20℃～+240℃，测点精度为Ⅰ级，铂热电阻测温点信号进入仓底PLC I/O站；PLC和计算机将从每个测温点巡检并读出数据，实时显示筒仓温度，设定温度超限报警值，其信号传输给监控管理系统；当温度超限后可将煤炭外运。
4.3 筒仓内可燃气体在线监测 可燃气体浓度测量系统采用可燃气体浓度红外检测。检测范围为对现场4线，每线6个仓进行可燃气体气体检测，每个仓上设置一个检测点；实现方式为使用红外探头对现场的可燃气进行检测，并将数据通过RS485modbus RTU总线传输至工业以太网交换机和PLC。由于NIMBUS检测探头采用先进的红外吸收式原理，具有检测精度高，响应时间快，抗中毒，使用寿命长，免维护(平均无故障时间长达7年)等优势，具有温度补偿功能，可通过专用软件远程对探头进行配置，维护和故障诊断，而总线传输方式具有节省电缆，节省I/O的成本优势。
4.4 筒仓内烟雾浓度监测 烟雾浓度测量装置：在每个筒仓上部顶板上设置2套烟雾浓度测量装置，其烟雾浓度测量装置报警信号传输给监控管理系统；烟雾浓度报警值为Ⅰ级、危险值为Ⅲ级，其定义根据GB4715《点型感烟火灾探测器技术要求及实验方法》中规定；当烟雾浓度测量装置报警后可将煤炭外运。
4.5 通风除尘系统 为了保障煤贮运系统的安全运行，根据运煤系统设计规范要求，贮煤筒仓工程设计时，应配置相应仓顶可燃气体检测系统。可燃性气体测量范围0～100Lel%，25为初报警，40为高报警。确认没有误报（探头及变送器正常）而可燃气体浓度偏高时，开顶部风机或除尘器使其通风。
4.6 消防系统 据安全监测系统的温度测量装置、烟雾浓度测量装置、可燃气体浓度测量装置的报警级别，在有CO出现，煤温升到70～100℃，应紧急出煤，并在筒仓出口处对煤流喷水降温，确保皮带和其它设备的安全；启动消防水炮的水雾装置以稀释筒仓顶部的可燃气体。当筒仓顶部皮带机输送系统发生火灾时，应启动固定式消防水炮系统，以实现迅速灭火，避免影响筒仓内部存煤，同时结合现场情况对相应的煤筒仓实施紧急出煤。当筒仓底顶部皮带机输送系统发生火灾时，使用室内外消火栓、消防车等消防设备进行灭火，同时结合现场情况对相应的煤筒仓实施紧急出煤。
参考文献：
[1]黄骅港三期工程封闭堆场建设的项目构思和项目决策分析.北京交通大学硕士学位论文.柯彦(导师：李清立).2009-12-01.