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: Сценарии с циклом хранения, превышающим естественный период самовозгорания, такие как базы стратегического резерва угля, аварийные угольные склады электростанций и долговременное складирование угля в портах.
Концепция решения: Применять передовые и надежные комплексные технологии предотвращения самовозгорания угля для сдерживания самопроизвольного воспламенения, увеличения естественного срока воспламеняемости угля, исключая бесполезную пассивную пересортировку и обеспечивая долгосрочное стратегическое хранение угольных ресурсов.
Ключевая ценность: Увеличить безопасный срок хранения самовозгорающегося угля до более шести месяцев без каких-либо признаков самовозгорания на протяжении всего периода, обеспечить стабильность калорийности угля и исключить рост расходов на хранение из-за бесполезной пассивной переборки запасов.
(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: Компактное моноблочное исполнение, гибкая буксировка погрузчиками или экскаваторами, отличная маневренность и оперативный выезд на объект; модульная интеллектуальная конструкция с автоматическим дозированием компонентов в стабильной пропорции для точного приготовления рабочих смесей; встроенное нагнетательное оборудование повышенной мощности, рассчитано на оперативную ликвидацию аварийных очагов на месте.
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.
