焦凯迪，陈剑

（1.神华国华寿光发电有限责任公司，山东 潍坊 262700；2.北京电科智擎科技有限公司，北京 100000）

煤堆火灾是输煤系统的重点防护对象。煤堆自燃或着火必须及早探测并扑灭，否则，将是一场灾难。室外火灾的早期探测比室内烟雾要困难得多。由于室外空间比室内大得多，火灾烟气浓度比室内小得多，无处不在的风会减弱火灾烟气浓度。此外，室外湿度、日照、高低温也会影响传感器的检测灵敏度。因此，本文选择了一种灵敏的可燃气体监测装置来监测环形煤场的早期火灾危险。利用红外热成像测温、工业环境监测传感器、烟雾图像识别等多种技术手段，构建智能物联网监测系统，实现煤场自燃的科学防治。

1 煤堆自燃过程

挥发分含量高的煤有自燃倾向。煤在室温下的氧化能力主要取决于挥发分含量。挥发分含量越高，自燃倾向越强，自燃时间相应缩短。封闭式煤场通风散热条件差，散热不及时。煤堆表面松散，与空气充分接触，煤与空气充分接触，逐渐发生氧化反应，并同时产生热量，没有得到及时的热量疏散，煤便会发生自燃。煤堆自燃的发生一般经历三个阶段：孕育期、自燃期和自燃期。在潜伏期，煤表面将形成一层氧吸附层，煤氧反应形成氧化物或过氧络合物。在此阶段，煤的低温氧化速率较慢，释放的低温反应热和煤的温度变化很小，一般难以测量。煤的潜伏期长短主要受到外部条件的影响与煤自身发生的变质程度。

当煤的温度达到自热60°的临界温度时，煤的低温生成速率加快，煤的温度急剧上升，并释放出H2、Co、CO2和碳氢化合物等可燃气体，这些气体易于用常规检测仪器测量。……