火电企业煤场:在封闭煤场、煤棚及筒仓安装LoRa无线煤堆测温仪,可对煤堆进行24小时监测,并通过LoRa无线通讯将数据发送至环境安全监控系统,实现远程管理,预防煤堆自燃。
一、 系统概述
燃料无线测温系统通过部署在燃料堆体内的无线温度传感器,实时、精准地采集温度数据,并利用低功耗广域网技术将数据远程传输至监控中心。该系统能够实现 7x24小时不间断自动监测,有效预警燃料自燃风险,从“被动处置”转向“主动预防”,保障存储安全,减少财产损失。
二、 系统架构
系统采用三层架构,清晰明确,稳定可靠。
图表
感知层
核心设备:无线温度传感器。
部署位置:插入燃料堆内部(不同深度)、贴近罐壁、关键设备表面。
关键技术:LoRa、NB-IoT、4G/5G。
网络层
核心设备:无线网关、基站。
功能:汇聚传感器数据,通过以太网、4G/5G或光纤网络将数据上传至云平台。
平台层
核心:云服务平台或本地部署服务器。
功能:数据接收、存储、分析、可视化、报警触发与分发。
应用层
访问终端:PC网页浏览器、手机APP、微信小程序。
功能:为管理人员提供实时监控、历史数据查询、报表生成等操作界面。
三、 核心硬件选型指南
设备类型
关键参数与特性
适用场景
插入式无线测温探头 - 测温范围:-40℃ ~ +125℃ (可定制更高)- 探针长度:1m~5m (可定制)- 防护等级:IP68,防腐蚀不锈钢外壳- 供电:锂亚电池,寿命3-5年- 通信:LoRaWAN 固体燃料堆(煤堆、生物质燃料)内部深层测温。
无线测温电缆 - 结构:电缆内嵌多个数字测温单元- 长度:按需定制,最长数十米- 优点:可测量一条直线上的温度分布 条形煤堆、筒仓,用于监测不同层深的温度梯度。
表面贴附式传感器 - 安装方式:磁吸或捆绑- 特性:体积小,安装方便 储罐外壁、管道、关键设备表面的温度监测。
无线网关 - 接口:支持多路LoRa接收,RJ45/4G回传- 供电:DC 12V/24V 或 太阳能+电池- 覆盖半径:视距下≥3km (复杂环境需实测) 负责一片区域内所有传感器的数据汇集与远传。
通信技术选型对比:
LoRaWAN:
优势:超低功耗、传输距离远、网络架构灵活(可自建私网)、节点容量大。
适用:大型厂区、信号覆盖复杂的室内外环境,如大型煤场、生物质料场。
NB-IoT:
优势:基于运营商网络,覆盖广、无需自建网关。
劣势:在偏远或地下空间信号可能不稳,依赖SIM卡和流量费。
适用:监测点分散、且运营商信号良好的中小型场地。
4G/5G:
优势:高带宽、低延迟。
适用:对实时性要求极高、需传输视频等大数据量的场景,如石化核心管线。
四、 软件平台核心功能
全局可视化
2D/3D电子地图:显示所有测点位置,颜色区分温度状态(绿/黄/红)。
数据看板:集中展示关键指标,如最高温度点、报警统计、设备在线率。
智能预警与报警
一级预警(黄色):温度 > 50℃(可设),平台内提醒。
二级报警(橙色):温度 > 60℃(可设),短信/APP推送。
三级紧急报警(红色):温度 > 70℃ 或 温升速率过快,声光报警器联动,并电话通知负责人。
多级报警机制:
报警闭环管理:记录从报警产生、派发、处理到确认销账的全过程。
数据分析与决策支持
历史曲线:查询任意测点、任意时段的历史温度趋势。
温度云图:通过插值算法生成燃料堆内部温度分布云图,直观定位高温区域。
报表导出:自动生成日报、周报、月报,支持导出Excel/PDF,用于安全分析与存档。
系统管理
权限管理:不同角色(管理员、巡检员、领导)拥有不同视图和操作权限。
设备管理:远程监控传感器电量、信号强度,低电量提前预警。
测温电缆:内部布置多个感温传感器,可按需定制长度,适用于圆形煤堆仓等场景,能测量不同层深的温度。
非接触式与表面测温:
对于一些旋转窑炉、罐体、变压器等设备,可采用适用于其表面的无线测温传感器进行监控。
在特定工业环境(如炉内),也可采用红外测温方式,通过RF无线传输数据。
如何选择无线通信技术
选择哪种无线通信技术,主要取决于你的具体应用场景和需求:
特点与适用场景
LoRa 传输距离远(视距下可达数公里)、功耗低、穿透性强。适合监测点相对分散、部署范围广、对电池寿命要求高的场景,如大型煤场、生物质燃料堆场。
NB-IoT 依赖蜂窝移动网络覆盖。适合监测点分布非常分散、移动网络信号良好、数据量不大且实时性要求不高的场景。
5G 具备高带宽、低延时、大连接的特性。适用于对实时性要求高、数据量大的工业监控场景,例如石化企业的关键管线温度监控。
RF射频/其他 如nRF905模块或433MHz频段,可在特定场景下应用,满足系统成本控制或特定传输距离(如视距下数百米)的需求。
选型与应用注意事项
为了确保系统有效运行,在选型和应用中还需关注以下几点:
传感器性能与防护:
关注测温范围和精度,确保满足燃料监控要求(例如,一些无线测温设备测温范围可达-55℃~125℃,精度≤0.3℃)。
根据安装环境,选择适当的防护等级(例如IP等级),以确保传感器在粉尘、潮湿等恶劣环境中稳定工作。
系统安装与部署:
传感器安装位置应具有代表性,能真实反映燃料堆或设备关键点的温度状况。
在大型或结构复杂的场地,可能需部署中继器来增强信号,确保无线网络全覆盖。
平台功能与管理:
监控软件应能实现实时数据展示(支持地图或列表形式)、历史数据查询与分析(生成温度变化曲线)、异常报警(支持阈值设置及声音、图文等多种报警方式)等功能。
系统应具备良好的扩展性和开放性,便于未来增加监测点或与企业现有管理系统(如DCS分散控制系统)集成。
实际应用案例
燃料无线测温系统已在多个领域成功应用:
五、 典型部署方案
场景:大型火电厂煤场
测点布置:
按 15m x 15m 的网格,在煤堆中垂直插入测温探头,深度覆盖 1m, 2m, 3m 以监测深层温度。
在转运站皮带机、煤场出入口等关键位置部署网关。
网络部署:
根据煤场地形和建筑遮挡情况,部署 2-3台 LoRa网关,确保无信号盲区。
报警策略:
设定 60℃ 为报警阈值,5℃/小时 的温升速率作为辅助报警条件。
报警时,联动煤场现场的声光报警器,并通知巡检人员手持终端。
六、 方案优势与价值
传统痛点
本方案价值
人工巡检:效率低、风险高、数据不连续、无法发现内部隐患。 自动监测:7x24小时无人值守,发现深层隐患,保障人员安全。
响应滞后:发现明火或浓烟时已造成损失。 早期预警:在阴燃阶段即可发现,为干预争取数小时甚至数天的宝贵时间。
管理粗放:依赖经验,无数据支撑决策。 数据驱动:精准定位风险点,指导通风、翻堆、喷淋等作业,节能降耗。
成本高昂:潜在火灾损失巨大,保险费用高。 投资回报高:一次投入,长期受益,大幅降低火灾风险与保险费用,避免重大经济损失。
七、 服务与支持
一站式交付:提供从现场勘察、方案设计、设备安装、系统调试到人员培训的全流程服务。
灵活部署:支持公有云、私有云、本地化部署等多种模式。
持续运维:提供7x24小时平台技术支持与定期设备维护服务。
总结:本燃料无线测温系统解决方案,通过精准感知、可靠传输、智能预警的技术路径,构建了一套完整的燃料安全管理体系,是实现燃料存储区域智能化、数字化安全防控的必然选择。
