В процессе хранения и транспортировки угля отрасль сталкивается с распространёнными ключевыми проблемами, такими как высокие риски самопроизвольного возгорания, неконтролируемое изменение качества угля, растущее давление в сфере экологической безопасности и накопление неэффективных затрат, а также с индивидуальными вызовами в различных сценариях эксплуатации.
(1) Уголь в динамическом обороте: Нефиксированные сроки хранения угля и продлённое складирование из-за пиковых нагрузок в энергосети, высокая доля смеси легко воспламеняющихся сортов угля. Традиционные водные методы тушения пожаров часто приводят к повторному возгоранию, ухудшению качества угля и регулярным экологическим проблемам.
(2) Уголь длительного хранения: Сроки хранения значительно превышают естественный срок возгорания угля, быстрое окисление и нагрев внутри угольных штабелей, высокая сложность ликвидации последствий самопроизвольного возгорания, сопровождаемая потерей теплотворной способности и выбросом токсичных газов.
(3) Транспортная цепочка угля: Быстрое повышение температуры в закрытом пространстве вагонов/трюмов, сложность раннего предупреждения самопроизвольного возгорания и тушения пожаров, загрязнение окружающей среды из-за распространения дымовых газов, неопределённость в распределении ответственности за самопроизвольное возгорание, а также частые проблемы, такие как задержки судов/поездов и претензии по повреждению груза.
Ключевые отраслевые потребности сосредоточены на обеспечении непрерывных поставок, контроле затрат на повреждение топлива/груза, стабилизации качества угля, предотвращении рисков в области безопасности и охраны окружающей среды, соблюдении сроков транспортировки, а также реализации долговременного стабильного хранения и безопасной эффективной транспортировки угля.
1. Основное решение: Интегрированное предотвращение самопроизвольного возгорания и управление качеством угля
Принимая поддержание стабильности качества угля за ядро предотвращения и контроля самопроизвольного возгорания, данное решение достигает огнестойкости и снижения потерь, интеллектуального предотвращения и контроля, а также соответствия экологическим нормам посредством полноцикловых технологических мер «мониторинг – предотвращение – управление», одновременно достигает двойных целей предотвращения пожаров и сохранения качества, применим для всех сценариев динамического оборота, долговременного хранения и транспортировки угля.
1.1 Полноцикловая технология предотвращения самопроизвольного возгорания угля и управления качеством угля при хранении
Для этапа хранения угля реализуется 9-этапный стандартизированный процесс управления, полностью блокирующий контакт угля с кислородом и подавляющий нагрев при окислении от базовой подготовки до мониторинга в режиме реального времени для обеспечения стабильности качества угля:
(1) Комплексное формирование угольных штабелей: Уплотнение дорог на угольных штабелях и выравнивание верхней части для создания базовых условий для последующих работ.
(2) Распыление ингибитора окисления угля: Распыляется на поверхностные слои угольных штабелей для пассивации активных групп, повышения критической температуры окисления угля и увеличения сложности протекания реакций окисления.
(3) Распыление коллоидного материала с двойным фазовым переходом: Точечное распыление в зонах высокой температуры и открытого огня для быстрого охлаждения и изоляции от кислорода; для угля краткосрочного оборота могут использоваться мобильные интеллектуальные устройства для распыления.
(4) Уплотнение уклонами уплотнителем откосов: Выравнивание и уплотнение откосов угольных штабелей с помощью устройства для уплотнения откосов YSBZ для снижения внутренней пористости угольных штабелей.
(5) Установка терминалов беспроводной самоорганизующейся сети: Равномерно размещаются в средней и нижней частях угольных штабелей для реализации мониторинга температуры угля и концентрации CO в дискретных точках в режиме реального времени.
(6) Распыление герметизирующего материала I: Заполнение поверхностных трещин угольных штабелей для формирования целостной интегрированной структуры и блокировки проникновения кислорода через трещины.
(7) Распыление герметизирующего материала II: Формирование плотного защитного слоя на поверхности угля для изоляции контакта с кислородом с внешней стороны.
(8) Закачка инертного газа: Формирование пространства с небольшим избыточным давлением между герметизирующим слоем и угольной массой для дальнейшей блокировки контакта угля с кислородом и усиления эффекта изоляции от кислорода.
(9) Онлайн-мониторинг в режиме реального времени: Мониторинг температуры угля и содержания CO в режиме реального времени через систему, состоящую из терминалов, ретрансляторов, приёмников и верхнего компьютера, а также дозакачка инертного газа по мере необходимости для реализации динамического предотвращения и контроля.
1.2 Индивидуальные решения для различных сценариев
(1) Решение для угля в динамическом обороте
Применимые сценарии: Сценарии с сроками хранения, превышающими естественный срок возгорания угля, например стратегические базы резервирования угля, аварийные склады угля на электростанциях и долговременное складирование угля в портах.
Концепция решения:
Огнестойкость и снижение потерь (уплотнение для изоляции от кислорода + технология герметизации для блокировки окисления и снижения потерь теплотворной способности) → Интеллектуальное предотвращение и контроль (система мониторинга на основе беспроводной самоорганизующейся сети: контроль температуры/газа CO и раннее предупреждение о самопроизвольном возгорании; мобильное интеллектуальное устройство для распыления: охлаждение и изоляция от кислорода для снижения затрат и рисков ручной обработки) → Соответствие экологическим нормам (эффективные интеллектуальные методы обработки для контроля дымовых газов при самопроизвольном возгорании и сдерживания выбросов пыли и зловонных газов).
Ключевая ценность: Продление срока хранения угля до более 2 месяцев, решение дилеммы ограничения срока хранения угля для пиковых электростанций, устранение экологических проблем, вызванных самопроизвольным возгоранием, и снижение затрат на ручную обработку.
(2) Решение для угля длительного хранения
Применимые сценарии: Scenarios with storage cycles exceeding the natural ignition period, such as strategic coal reserve bases, emergency coal storage yards of power plants and long-term coal stockpiling at ports.
Концепция решения: Adopt advanced and reliable comprehensive coal spontaneous combustion prevention and control technologies to inhibit coal spontaneous combustion, extend the natural ignition period of coal, thus avoiding invalid passive rotation and supporting the long-term strategic storage of coal resources.
Ключевая ценность: Extend the safe storage cycle of easily spontaneous combustion coal types to more than 6 months without any spontaneous combustion signs throughout the process, ensure the stable calorific value of coal quality, and avoid the increase of coal storage costs caused by invalid passive rotation.
(3) Решение для транспортной цепочки угля
Применимые сценарии: Транспортировка угля по железной дороге, водным путём и автомобильным транспортом, особенно сценарии дальней транспортировки, такие как перевалка внутри речного бассейна в портах и международная морская транспортировка.
Концепция реализации: Ингибирование окисления на источнике (одновременное внесение ингибиторов при погрузке для снижения окислительной активности угля) → Интеллектуальный мониторинг (размещение сетей беспроводного мониторинга в вагонах/трюмах для определения общего состояния хранящегося угля и точного фиксирования аномальных критических значений CO) → Поверхностная герметизация от кислорода (распыление герметизирующих материалов для формирования плотного кислородонепроницаемого слоя на поверхности угля и непрерывной блокировки реакций окисления) → Предотвращение и контроль загрязнения (реализация комплексных мер по обработке самопроизвольного возгорания угля при транспортировке, блокировка выбросов дымовых газов и сдерживание распространения токсичных газов).
Ключевая ценность: Достижение нулевого количества аварий, связанных с самопроизвольным возгоранием, во время транспортировки, блокировка выбросов дымовых газов при самопроизвольном возгорании, снижение количества претензий по повреждению груза и штрафов за задержки, а также обеспечение стабильной и бесперебойной работы цепочки поставок угля.
2. Система ключевых технологий и оборудования
Компания «Цзиань Технологии» создала систему технологий и оборудования, сконцентрированную на интеллектуальном мониторинге и раннем предупреждении, материалах для предотвращения и тушения пожаров, интеллектуальном оборудовании и мероприятиях по ликвидации чрезвычайных ситуаций. Все технологии прошли отраслевую апробацию, некоторые из них достигли международного передового уровня. Они нетоксичны, не вызывают коррозии, не влияют на качество угля и сочетают безопасность и охрану окружающей среды.
2.1 Система интеллектуального мониторинга и раннего предупреждения
1. Устройство для отбора проб газа через трубную систему (MZQC6/6)
- Основная функция: Реализация мониторинга в режиме реального времени газов, таких как CO, CO₂, O₂, CH₄, C₂H₂, C₂H₄, а также температуры, влажности и перепада давления, и раннее прогнозирование пожарной обстановки.
- Технические особенности: Отбор проб по 6 каналам, локальное/удаленное двойное управление, автоматическое переключение циркуляционного откачки воздуха, высокая точность непрерывного мониторинга датчиками, самодиагностика неисправностей, визуализация расхода, большая дальность отбора проб по одному каналу.
- Метод раннего предупреждения: Звуковая и световая двойная сигнализация от верхнего компьютера, предоставляющая научную базу данных для предотвращения и контроля самопроизвольного возгорания.
2. Система мониторинга на основе беспроводной самоорганизующейся сети
- Основная функция: Реализация недорогого мониторинга и раннего предупреждения в режиме реального времени температуры и концентрации CO в дискретных точках в угольных штабелях/вагонах/трюмах.
- Технические особенности: Небольшой размер, простота установки, отсутствие сложной проводки, адаптация к потребностям в мобильном и децентрализованном мониторинге в сценариях хранения и транспортировки, точное фиксирование предвестников самопроизвольного возгорания.
2.2 Основные материалы для предотвращения и тушения пожаров
(1) Ингибитор окисления угля
Его основная функция заключается в пассивации активности угольной массы и прерывании контакта угля с кислородом на источнике. Одновременно он может также играть роль в подавлении пыли и предотвращении потерь, снижая потерю массы угля при транспортировке и хранении. Представляет собой белесую жидкость, не оказывает негативного влияния на качество угля, может эффективно повышать энергию активации угольной массы и повышать критическую температуру всех стадий окисления, по существу подавляя самопроизвольное окислительное возгорание угля. Обладает двойным практическим эффектом предотвращения пожаров и подавления пыли, может широко применяться на этапах распыления на поверхностные слои угольных штабелей, внесения при погрузке для транспортировки, транспортировки по ленточным конвейерам и других участках.
(2) Коллоидный материал с двойным фазовым переходом
Отличается двумя основными функциями: быстрым охлаждением и изоляцией от кислорода. Одновременно он может компаундироваться с глинистым раствором или пульпой из зольной пыли для эффективного отверждения пульпы, предотвращения засорения трубопроводов и повышения эффективности и качества тампонажа. Представляет собой белый порошок, имеет высокую скорость охлаждения, отличные изоляционные свойства от кислорода и длительный эффект после компаундирования с пульпой, а также отличную термическую стабильность. Может безопасно использоваться даже в зонах открытого огня без риска взрыва водяного газа, в основном применим для сценариев управления самопроизвольным возгоранием, таких как точечное распыление в зонах высокой температуры и открытого огня и охлаждающего тампонажа внутри угольных штабелей.
(3) Пожаротушащий материал Prater
Разработан специально для точной обработки точечных зон высокой температуры, точно удерживает воду в зонах высокой температуры для поглощения тепла и охлаждения благодаря своим характеристикам поглощения и удержания воды, минимизируя влияние на окружающую угольную массу. Применяется в форме компаунда из двух компонентов A/B, имеет отличную водоудерживающую способность после образования геля, с длительным охлаждающим эффектом и без лёгкой утечки. Процесс применения простой и удобный, без необходимости использования крупногабаритного оборудования для выемки угля из штабелей. Может быстро обработать точечные зоны высокой температуры в угольных штабелях, также подходит для операций по быстрому тушению пожаров на ранней стадии самопроизвольного возгорания.
(4) Новый герметизирующий материал
Его основная роль заключается в формировании плотной кислородонепроницаемой плёнки на поверхности угля, достигая эффективной изоляции от кислорода и одновременно выполняя функции предотвращения ветра и пыли, а также устойчивости к эрозии дождевой воды, обеспечивая комплексную защиту угольной массы. Представляет собой белесую жидкость, после распыления может формировать плёнку толщиной 2–5 мм. Плёнка имеет хорошую пластичность и прочность, высокую устойчивость к повреждениям, низкий расход, высокую адаптивность активных компонентов, не влияет на качество угля, имеет длительный эффект изоляции от кислорода и предотвращения пыли. В основном используется для распыления по всей поверхности угольных штабелей, поверхностной герметизации от кислорода транспортируемого угля и других сценариев.
2.3 Интеллектуальное оборудование для строительства и уплотнения
(1) Уплотнитель откосов YSBZ
- Основная функция: Уплотнение и выравнивание откосов и вершин угольных штабелей для снижения внутренней пористости и создания основы для защиты от кислорода.
- Технические особенности: Управление по беспроводному каналу дистанционно, операторы находятся за пределами зоны работ, что обеспечивает высокую безопасность и эффективность; каток может утяжеляться путём дозированного добавления воды для адаптации к различным условиям эксплуатации угольных штабелей; привод от двухбарабанной лебёдки, низкая частота отказов и удобство обслуживания.
(2) Мобильное интеллектуальное устройство для распыления герметизирующих материалов
- Основная функцияРеализация всестороннего и равномерного распыления новых герметизирующих материалов для достижения изоляции от кислорода на поверхности угольного штабеля без слепых зон.
- Технические особенности: Беспилотное дистанционное управление с просмотром эффекта распыления в режиме реального времени через изображения высокой чёткости; встроенный механизм загрузки и разгрузки материалов, поднимается для адаптации к сложным позициям, таким как вершины штабелей, с высокой эффективностью работ и снижением трудоёмкости операторов.
2.4 Оборудование для ликвидации чрезвычайных ситуаций: Устройство для экстренного предотвращения и тушения пожаров
- Основная функция: Интегрирует дозирование, транспортировку, распыление/тампонаж в одном устройстве, удовлетворяя двойным потребностям тушения пожаров при высокой температуре и предотвращения рисков путём изоляции от кислорода.
- Технические особенности: Integrated whole assembly, flexibly towed by loaders/excavators with convenient movement and fast response; modular and intelligent design with constant proportion automatic batching for precise ingredient preparation; built-in supercharging equipment with strong power, adapting to on-site emergency disposal.
Интегрированное решение для предотвращения самопроизвольного возгорания угля и управления качеством угля при хранении и транспортировке применим для всей цепочки динамического оборота, долговременного хранения и транспортировки угля с индивидуальными стратегиями для всех сценариев. Оно создаёт полноцикловую систему предотвращения и контроля по принципу «мониторинг – предотвращение – управление», интегрируя предотвращение самопроизвольного возгорания и управление качеством угля для достижения двойного эффекта. Оснащено полным комплектом технологического оборудования, включая интеллектуальный мониторинг, материалы для предотвращения и тушения пожаров, интеллектуальное оборудование для строительства и ликвидации чрезвычайных ситуаций, материалы являются экологически чистыми, нетоксичными и не влияют на качество угля, а интеллектуальное оборудование поддерживает дистанционное/беспилотное управление для снижения затрат и повышения эффективности. Посредством множества защитных мер достигается долговременный стабильный эффект предотвращения и контроля, значительно продлевается срок хранения и транспортировки угля, создаётся системное решение для всей цепочки «хранение – транспортировка», которое по существу решает отраслевые проблемы, такие как самопроизвольное возгорание, неконтролируемое качество угля и превышение экологических нормативов.
