能够自动散热的煤堆热点探测方法及实现该方法的探测器技术

本发明专利技术提供了一种能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：将多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中；利用热管实现煤堆自动散热，并通过间歇性检测热管绝热段温度和传输温度数据来检测煤堆的热点温度。该方法对热点状况监测更加全面，并可得到实时监测结果，可及时导出煤堆氧化积热，延缓煤堆热点温度的上升趋势，用于温度检测的元件无需接触煤堆，可有效延长使用寿命，具有良好的适用性。本发明专利技术还提供一种实现上述方法的煤堆热点探测器，该探测器对热点状况监测更加全面，得到实时监测结果，还可及时导出煤堆氧化积热，延缓煤堆热点温度的上升趋势，测温元件无需接触煤堆，可有效延长使用寿命，具有良好的适用性。

Hot Spot Detection Method of Coal Heap with Automatic Heat Dissipation and Its Detector

The invention provides a hot spot detection method for coal heap capable of automatic heat dissipation, which is characterized in that: multiple heat pipes are buried in the coal heap along the depth direction of the coal heap; the coal heap is automatically heat dissipated by using heat pipes, and the hot spot temperature of the coal heap is detected by intermittently detecting the temperature of the heat pipe insulation section and the transmission temperature data. This method can monitor the hot spot more comprehensively and get the real-time monitoring results. It can timely derive the oxidation heat accumulation of coal heap, delay the rising trend of hot spot temperature of coal heap. The components used for temperature detection need not touch the coal heap, which can effectively prolong the service life and have good applicability. The invention also provides a coal heap hot spot detector which realizes the above-mentioned method. The detector can monitor the hot spot situation more comprehensively and obtain real-time monitoring results. It can also timely derive the oxidation heat accumulation of coal heap, delay the rising trend of hot spot temperature of coal heap, and the temperature measuring element does not need to contact the coal heap, so it can effectively prolong the service life and has good applicability.

【技术实现步骤摘要】
能够自动散热的煤堆热点探测方法及实现该方法的探测器
本专利技术涉及煤堆热点温度探测
，更具体地说，涉及一种能够自动散热的煤堆热点探测方法及实现该方法的探测器。
技术介绍
煤在堆放过程中会与空气中的氧气发生反应并放出热量；在煤堆的某些特殊位置，煤氧复合作用放出的热量大于其向外部环境放出的热量时，煤的温度就会逐渐升高；煤自燃的初始阶段一般升温缓慢，但达到一定程度后温度便会快速上升，最终演化为自燃。煤自燃的发生不仅会造成经济损失及资源浪费，还会对周边环境产生污染。因此必须对煤堆温度实行实时监控，以便在煤自燃发生的初始阶段发现问题，进而采取措施加以解决。目前煤堆测温方法主要有热电偶和热电阻法、红外探测法、指标气体探测法以及分布式光纤测温法等。现有测温方法并不能完美实现煤堆测温，具有测温范围不全面等缺点；而新型光纤测温元件的测温范围较小，周期长，不能很好地满足测温需求，现有气体分析仪大多体积庞大，不便移动，从采集样气、送入实验室进行检测、判断温度大致范围需要较长时间，对煤堆自燃阶段判断具有滞后性。有单位应用多种测温方法结合无线传输技术等对煤堆测温装置进行了开发，但在测温的全面性、综合性和适用性方面还有一定欠缺。因此，现有煤堆测温方式均不能有效、实时、全面地监测煤堆温度情况以避免煤堆自燃，煤堆测温方式还需要作进一步研究。
技术实现思路
为克服现有技术中的缺点与不足，本专利技术的一个目的在于提供一种能够自动散热的煤堆热点探测方法，该方法对煤堆热点监测更加全面，快速得到实时监测结果，还可及时导出煤堆氧化积热，延缓煤堆热点温度的上升趋势，温度检测的元件无需接触煤堆，可有效延长使用寿命，具有良好的适用性。本专利技术的另一个目的在于提供一种实现上述方法的煤堆热点探测器，该探测器对热点状况监测更加全面，快速得到实时监测结果，还可及时导出煤堆氧化积热，延缓煤堆热点温度的上升趋势，测温装置无需接触煤堆，可有效延长使用寿命，具有良好的适用性。为了达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案予以实现：一种能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：将多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中；利用热管实现煤堆自动散热，并通过间歇性检测热管绝热段温度和传输温度数据来检测煤堆的热点温度。本专利技术探测方法，一方面利用热管的超级导热特性，可及时导出煤堆氧化积热，延缓煤堆温度的上升趋势，避免煤堆冒烟和自燃；另一方面，由于热管具有等温特性，因此热管上各处温度均达到所在煤堆区域的热点温度，即所在煤堆区域最热处的温度，通过检测热管绝热段温度可获取该处煤堆的热点温度；检测所得的温度值是沿煤堆深度方向一条线上的热点温度，而不是单点温度值，可以快速得到较全面的热点状况监测；用于温度检测的元件无需接触煤堆，可有效延长装置的使用寿命，具有良好的适用性。间歇性检测热管温度和传输温度数据，可有效降低电量损耗，形成低功耗装置，便于维护。优选地，将多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中，是指：将多个热管布设在煤堆边沿区域，各个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中。煤堆边沿区域为易热区；将热管布设在煤堆边沿区域，可有效监测热点区域，从而对煤堆热点作出预警；热管还可将热量向外传导，保护煤堆构筑物免于高温损害。优选地，各个热管上用于传输温度数据的装置采用同频时间差方式来将温度数据向外传输，使各个温度数据的传输时刻具有时间差。采用同频时间差方式进行数据传输，可避免多个装置同时发送温度数据而导致外部接收设备不能正确接收，提高温度监测的可靠性。优选地，所述间歇性检测热管绝热段温度和传输温度数据，是指：间歇性检测热管绝热段温度以获取所在煤堆区域的热点温度，在所述热点温度与环境温度之差≥温差设定值时，将热点温度数据向外传输。由于煤堆温度较低时不会产生自燃危险，因此在煤堆温度较低时不需要将温度数据向外传输，只有在热点温度与环境温度之差≥温差设定值时才将温度数据向外传输，可节省数据传输消耗的电能。温差设定值为技术人员设定的数值。优选地，间歇性检测热管绝热段温度的检测频率根据煤堆周长、环境温度和煤堆实时温度来调整；检测频率F为：F＝a×H+b×T1+c×T2其中，a为周长系数，b为环境温度系数，c为煤堆实时温度系数，H为煤堆周长，T1为环境温度，T2为煤堆实时温度。煤堆深度和环境温度均对煤堆温升速度有影响；煤堆周长大时，煤炭体量大而氧化发热量较大，且散热困难，煤堆温升速度较快；环境温度较高时，煤堆向外散热过程缓慢，甚至会从周围环境吸热而引起温升；而煤堆实时温度较高时，温升速度加快，煤堆自燃情况产生的几率增大，需要更加密切关注温度情况；因此根据煤堆周长、环境温度和煤堆实时温度来调整热管温度检测频率，既可满足煤堆测温预警需求，又可节省测温电量消耗。优选地，热管外设置散热件；利用热管与散热件之间的温差进行发电，为用于间歇性检测热管温度和间歇性将温度数据向外传输的模块提供电源。利用热管与散热件之间的温差进行发电来满足温度检测和数据传输的耗电需求，节能环保，无需外接电源，也不需要定期更换电池，便于维护，本质安全。实现上述能够自动散热的煤堆热点探测方法的煤堆热点探测器，其特征在于：包括若干热管和分别设置在各个热管上的测温装置，以及接收装置；多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中；所述测温装置包括用于供电的电源模块、用于测量热管温度的测温模块、处理器和数据发射模块；测温模块和数据发射模块分别与处理器信号连接；所述接收装置与数据发射模块信号连接。本专利技术探测器中，测温模块检测所得的温度数据经过处理器处理，之后通过数据发射模块传输至远端的接收装置，实现煤堆热点预警。一方面利用热管的超级导热特性，可及时导出煤堆氧化积热，延缓煤堆温度的上升趋势，避免煤堆冒烟和自燃；另一方面，由于热管具有等温特性，因此热管上各处温度均达到所在煤堆区域的热点温度，通过检测热管绝热段温度可获取煤堆的热点温度；检测所得的温度值是沿煤堆深度方向一条线上的热点温度，而不是单点温度值，可以快速得到较全面的热点状况监测；测温元件无需接触煤堆，可有效延长测温元件的使用寿命，具有良好的适用性。优选地，所述热管上设有散热件；所述电源模块包括依次电连接的温差发电片、充电电路和超级电容；所述超级电容分别与测温模块、处理器和数据发射模块电连接；所述温差发电片设置在热管与散热件之间，以实现利用热管与散热件之间的温差进行发电。利用热管与散热件之间的温差进行发电来满足温度检测和数据传输的耗电需求，节能环保，无需外接电源，也不需要定期更换电池，便于维护，本质安全。优选地，所述散热件包括横截面呈多边形的散热筒；散热筒的各个侧面上分别布设有若干翅片；所述散热筒与热管之间设有导热件，导热件的中部开设有热管套设孔，导热件的外侧与散热筒相匹配；温差发电片设置在散热件与导热筒之间。散热件可增大散热面的热传导面积，将热量有效、迅速地向外传导，实现快速散热，有利于加大散热件与导热件之间的温差，从而提高温差发电片的发电效率。导热件可实现圆管状热管与板状温差发电片之间的形状匹配，降低装置成本，还可提高热量的传导效率。优选地，所述接收装置包括数据处理模块，以及与数据处理模块信号连接的接收模块、人机交互界面、警报器和数据输出接头。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点与有益效果：1、本专利技术探测方法，利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：将多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中；利用热管实现煤堆自动散热，并通过间歇性检测热管绝热段温度和传输温度数据来检测煤堆的热点温度。

【技术特征摘要】
1.一种能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：将多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中；利用热管实现煤堆自动散热，并通过间歇性检测热管绝热段温度和传输温度数据来检测煤堆的热点温度。2.根据权利要求1所述的能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：将多个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中，是指：将多个热管布设在煤堆边沿区域，各个热管分别沿煤堆深度方向埋设在煤堆中。3.根据权利要求1所述的能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：各个热管上用于传输温度数据的装置采用同频时间差方式来将温度数据向外传输，使各个温度数据的传输时刻具有时间差。4.根据权利要求1所述的能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：所述间歇性检测热管绝热段温度和传输温度数据，是指：间歇性检测热管绝热段温度以获取所在煤堆区域的热点温度，在所述热点温度与环境温度之差≥温差设定值时，将热点温度数据向外传输。5.根据权利要求1所述的能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于：间歇性检测热管绝热段温度的检测频率根据煤堆周长、环境温度和煤堆实时温度来调整；检测频率F为：F＝a×H+b×T1+c×T2其中，a为周长系数，b为环境温度系数，c为煤堆实时温度系数，H为煤堆周长，T1为环境温度，T2为煤堆实时温度。6.根据权利要求1所述的能够自动散热的煤堆热点探测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺光辉，周声欢，郭德华，
申请(专利权)人：广州普凯环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44