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[摘要]黄骅港三、四期筒仓工程投产以来生产运营过程中面临各种安全难题，从设备、管理、应急三方面探讨了筒仓安全运营的策略，并指出了现阶段安全运营过程中存在的不足，为后续优化安全策略提供了参考。
[关键词] 筒仓 安全运营 设备 管理 应急
中图分类号： T P 271. 5 文献标识码： A 文章编号：
引言：传统的煤炭港口采用露天堆放，不仅平时堆存取过程污染大，而且人员劳动强度大，堆取成本高。随着神华黄骅港三、四期工程48个筒仓的逐步投产，筒仓工程的环保、高效、节能的优点日益显现。伴随着筒仓工程高效运营的同时，对筒仓安全管理要求也日益提高。
黄骅港作为国内首个大规模采用筒仓储煤方式进行煤炭中转的港口，其安全管理工作无先例可循。为了更好地确保筒仓安全平稳运行，黄骅港从设备、管理、应急等方面强化对筒仓运营的安全管理。
1 筒仓安全设备
1.1煤温监测
为了全面掌控煤炭温度，通过安装卸车流程热像仪、仓内温度监测装置、仓底温度监测装置实现了对煤炭温度卸存全过程，堆存立体化的掌控。卸车流程的热像仪，利用红外摄像原理对每条卸车流程上卸下的每一节煤炭进行实时地煤温监测，并关联至对应流程，当监测到煤温超过系统设定温度时相对应流程自动停止运行。仓内温度监测采用每个筒仓中设置2套煤层测温钢缆装置，并预留4套测温钢缆安装位置 （四期筒仓六根钢缆全部安装完成了），该装置采用热电耦测温方式，由多个铠装热电耦（热电偶不是铠装的）组成，外部缠绕不锈钢钢丝绳，以防止煤炭对测温元件的冲击磨损。每根测温钢缆的长度为30米，实际测温点布置范围在0～25米间，共设置不少于5个测温点，温度感应范围在5米内（热电偶只能感应到接触部分的温度），测温范围应达到0℃～+200℃。控制系统通过通讯总线方式可实时监测，并在控制程序中设置了报警显示，当系统监测到某点的温度超过80℃时，发出报警信息，操作人员根据报警的信息决定是否需要启动倒仓流程以防止煤炭继续升温造成影响。除了在筒仓内部安装的煤层测温装置外，在每个筒仓的6个出料口附近加装了PT100插入式测温电阻，通过在筒仓内预埋的设备监测元件，可实时的反映出筒仓出料口附近的煤炭温度。以上温度监测系统设备在采集到实时温度信号后，可通过实时数据库存储并上传至管控系统中，为分析和掌握煤炭温度的变化规律提供有效的数据依据。
1.2有毒有害气体监测
储煤筒仓里有毒有害气体包括：一氧化碳和可燃气体。在每个筒仓中分别有2对有毒、有害气体监测设备，该设备可以在线监测出筒仓内部危害气体的浓度，为预防危害气体爆燃提供了可靠的监控信息。可燃气体监测设备采用红外光谱分析的方式，对空气中所含有的可燃性气体进行监测， 当设备监测可燃气体浓度达到报警值时，向操作人员发出报警信号，并自动连锁启动筒仓顶部防爆排风机，排风机将仓内气体向外界排放，起到降低可燃气体浓度的作用。一氧化碳气体监测设备则采用电化学方式，对筒仓内部空气中所含有的一氧化碳气体进行监测，当设备监测一氧化碳气体浓度达到提前设定的低报警值时，同样会向操作人员发出报警信号，并自动连锁启动筒仓顶部防爆排风机排出一氧化碳。由于一氧化碳和可燃气体的密度比空气略小，因此产生气体后，会在筒仓顶部聚集，筒仓顶部防爆风机可以有效的排出一氧化碳和可燃气体。
1.3筒仓料位检测
黄骅港三、四期工程筒仓料位监控系统配备雷达料位计与水银高料位监测开关，每个筒仓设置6个雷达料位计和8个倾斜式水银高料位开关。雷达安装位置在仓底6个出料口的正上方，可实时连续监测每个出料口的储煤高度。地面控制系统可通过每个筒仓配置的料位雷达反馈的物料高度信息，并可经过数学模型估算出筒仓内储煤容量。同时该雷达料位计的数据也为仓顶卸料小车自动堆料操作提供了参考依据，用于执行自动作业指令。倾斜式水银高料位开关的作用是用来监测当筒仓内堆料到一定高度时，料堆碰触到水银开关并发出报警信号。控制系统接收到报警信息后，立即进行堆料流程设备停机，水银高料位检测设备为预防筒仓冒仓的最后保护措施。
1.4安全辅助设备
威胁筒仓安全运营的影响因素除了筒仓内部煤温、有毒有害气体及物料高度，筒仓周围的易燃物同样是危险源。做好筒仓周围的消防工作是保障筒仓安全运营的重要一环。在筒仓上部顶棚每2个筒仓之间各安装2个消防炮，在筒仓上部顶棚发生火灾危及筒仓安全时，可通过远程遥控控制消防炮及时扑灭火情，及时避免财产损失和人员伤亡。
而煤炭自燃的发生，细致的分为5个发展阶段：水吸附阶段、化学吸附阶段、煤氧复合物生成阶段、燃烧初始阶段以及快速燃烧阶段，在安全辅助设备的设置上，应该不仅仅局限于补救设施，依据煤炭自燃的三个阶段适当加强预防设施。例如：在卸车阶段适当控制抑尘性洒水，改用抑尘药物，增加惰化系统，用惰性气体在不同角度不同位置能够对筒仓内环境进行惰化，减少煤炭与氧气的接触。喷淋系统，通过喷淋抑制筒仓周围的灰尘，防止筒仓周边煤尘爆燃。通过合适的预防性措施，在煤炭达到燃烧初始阶段之前就及时采取有效的措施，防止煤炭自燃情况的发生。
2 筒仓安全管理
2.1进仓前管理
2.1.1进仓煤种控制
根据筒仓工艺特点和黄骅港煤炭调进及下水情况，结合神华集团协同互动优势，选定市场交易量大、周转快的主力电煤煤种为黄骅港三、四期的作业煤种，减少煤炭在筒仓的存储周期，避免煤炭因长期堆存而自发热引起的温升，根据实际生产运营情况只选取6个煤种作为仓储煤种。在运营过程中，对不同煤种存储的温度变化进行进一步监测，及时发现筒仓存储温升剧烈的煤种，并依据实际情况适当调整煤种。
2.1.2进仓煤温控制
在进入筒仓前严格控制煤温，一方面积极发挥集团一体化的协同优势，要求矿区装车站对于在矿区就出现的煤炭高温情况提前预报，到港口卸车可以提前预警避免进入筒仓。另一方面利用热像仪对翻卸煤炭进行实时温度监测，发现超过规定温度的煤种及时采取直装流程或者卸至露天堆场。从根本上避免高温煤进入筒仓。 2.2仓中储煤管理
2.2.1生产运行保障
在日常的生产运营过程中，首先要求调度人员负责筒仓监测装置的实时监控，逐日记录筒仓监测装置各参数值。如发生报警信号，应及时通知现场人员进行核查，并采取相应的措施。设备如有故障，及时报告并维修，使设备始终处于完好的运行状态。其次，在作业过程中应轮流均衡使用各个筒仓，按照先进先出、高温优先的原则安排出仓装船流程，同一筒仓定期切换给料机，保证储煤具有良好的流动性，防止因存煤时间太长造成筒仓内部过热，引起储煤自燃或可燃气体浓度超限。
2.2.2设备运行保障
在黄骅港筒仓具有安全运行记录以来，安全监测系统累计报警599次，由于安全监测装置运行环境恶劣，受环境影响大，设备故障率相对较高。其中真信号195次。准确率为32.6%。这就需要对储煤筒仓安全监测装置的检测元件、二次仪表应定期检查和校验。平时应存有足够的备品备件，当现场使用的探头、二次仪表损坏或进行定期测试时，由备品备件替代使用。但由于筒仓使用率较高，作业时环境灰尘较大，对设备的校核测试困难较大。结合以上实际使用情况应该强化监测设备对环境适应性改造，减少作业过程中干扰因素对观察对象的影响，提高设备报警的准确性。在设备上进一步增加安全冗余，保证一部分设备在出现问题时，能够通过其他设备及时反映出问题，防止事故的发生。
2.2.3有毒有害气体报警
在发生有毒有害气体报警后，调度人员应通知现场人员进行检查确认，检查风机是否正常启动排气，在管理上与监测设备实现安全冗余。当排风机启动后报警值持续不下降时，调度人员应通知现场人员进行深入检查，现场人员应穿戴相应安全防护用具，佩带便携式有毒有害气体检测报警器， 确认现场真实情况。
2.2.4高温报警
在生产运营的过程中，调度人员通过筒仓温度监测数据和煤炭堆存时间的数据提前预警煤炭高温发展趋势，将煤炭温度情况作为计划组织的一项重要指标进行安排。调度人员应随时关注筒仓储煤温度变化，达到预警温度50度时，应立即报告相关领导，协调销售方及时安排适装船舶进行装船作业。当仓内煤炭温度达到预警温度50度但不具备上船条件时， 则及时安排倒仓作业，将高温煤倒到露天堆场进行降温处理。
2.2.5辅助安全管理
在生产经营过程中，定时定期对筒仓周围进行清扫清洁，整理整顿。及时扫除煤尘，防止煤尘爆燃，整理杂物，防止杂物着火威胁筒仓安全。
3 筒仓安全应急
3.1倒仓流程
倒仓流程是为了筒仓煤炭温度达到预警温度50度且不具备上船条件或者仓内煤炭发生自燃情况的处理而专门设置的及时将筒仓内煤炭倒出的工艺流程。
在倒仓作业条件成立时，一方面强化现场全过程的检查监护，另一方面做好突发情况的应急处理。筒仓煤炭发生自燃后的倒仓，需要按规定的顺序启动倒仓流程将仓内存煤清运出仓。禁止在筒仓上采用浇水方式灭火，防止筒仓发生爆炸或导致灼烫、中毒窒息等次生事故。在清仓过程中，要安排专人在出料口区域全程浇水灭火、降温。消防队赶到后，由消防队员负责浇水灭火、降温。
3.2事故应急处置
建立健全筒仓突发事故应急预案，建设针对筒仓特种环境要求的风险预控体系，着力培养筒仓作业人员的应急处理能力与自救互救能力
筒仓的爆燃、爆炸具有瞬时性以及破坏性大的特点。当筒仓发生煤尘爆燃、爆炸事故后，积极核实现场情况、清点人数，当人员失踪时要安排消防队组织搜救。同时启动相应的应急预案实施救援。当筒仓上部顶棚或底部廊道区域发生火灾时，立即停止装仓或卸料作业，切断对应部位电源，启动消防炮灭火，并同时报火警，启动应急预案。
积极做好筒仓区域危险源辨识、评估以及监测，在建立针对性的风险预控体系的基础上做出风险预警，做到风险可控，保障筒仓的安全生产运营。加强作业人员的培训及应急演练，提高人员的应急处置能力。
4总结
作为首个大规模采用筒仓中转储煤的港口，在无先例可循的情况下安全运营情况仍有待进一步提高。从设备上看，在现场复杂的作业环境影响下，设备的可靠性有待进一步提高，监测准确率偏低，在一定程度上降低了作业效率。针对设备进行适应现场的应用性改造，提高设备的准确性。管理上进一步强化筒仓运行保障制度的完善，强化对作业人员行为的监控，切实提高作业人员的安全行为能力与应急保障。在设备与制度上，建立设备与设备的和设备与管理的安全冗余，多重保障监测的可靠性从而保障运营的安全性。
[关键词] 筒仓 安全运营 设备 管理 应急
中图分类号： T P 271. 5 文献标识码： A 文章编号：
引言：传统的煤炭港口采用露天堆放，不仅平时堆存取过程污染大，而且人员劳动强度大，堆取成本高。随着神华黄骅港三、四期工程48个筒仓的逐步投产，筒仓工程的环保、高效、节能的优点日益显现。伴随着筒仓工程高效运营的同时，对筒仓安全管理要求也日益提高。
黄骅港作为国内首个大规模采用筒仓储煤方式进行煤炭中转的港口，其安全管理工作无先例可循。为了更好地确保筒仓安全平稳运行，黄骅港从设备、管理、应急等方面强化对筒仓运营的安全管理。
1 筒仓安全设备
1.1煤温监测
为了全面掌控煤炭温度，通过安装卸车流程热像仪、仓内温度监测装置、仓底温度监测装置实现了对煤炭温度卸存全过程，堆存立体化的掌控。卸车流程的热像仪，利用红外摄像原理对每条卸车流程上卸下的每一节煤炭进行实时地煤温监测，并关联至对应流程，当监测到煤温超过系统设定温度时相对应流程自动停止运行。仓内温度监测采用每个筒仓中设置2套煤层测温钢缆装置，并预留4套测温钢缆安装位置 （四期筒仓六根钢缆全部安装完成了），该装置采用热电耦测温方式，由多个铠装热电耦（热电偶不是铠装的）组成，外部缠绕不锈钢钢丝绳，以防止煤炭对测温元件的冲击磨损。每根测温钢缆的长度为30米，实际测温点布置范围在0～25米间，共设置不少于5个测温点，温度感应范围在5米内（热电偶只能感应到接触部分的温度），测温范围应达到0℃～+200℃。控制系统通过通讯总线方式可实时监测，并在控制程序中设置了报警显示，当系统监测到某点的温度超过80℃时，发出报警信息，操作人员根据报警的信息决定是否需要启动倒仓流程以防止煤炭继续升温造成影响。除了在筒仓内部安装的煤层测温装置外，在每个筒仓的6个出料口附近加装了PT100插入式测温电阻，通过在筒仓内预埋的设备监测元件，可实时的反映出筒仓出料口附近的煤炭温度。以上温度监测系统设备在采集到实时温度信号后，可通过实时数据库存储并上传至管控系统中，为分析和掌握煤炭温度的变化规律提供有效的数据依据。
1.2有毒有害气体监测
储煤筒仓里有毒有害气体包括：一氧化碳和可燃气体。在每个筒仓中分别有2对有毒、有害气体监测设备，该设备可以在线监测出筒仓内部危害气体的浓度，为预防危害气体爆燃提供了可靠的监控信息。可燃气体监测设备采用红外光谱分析的方式，对空气中所含有的可燃性气体进行监测， 当设备监测可燃气体浓度达到报警值时，向操作人员发出报警信号，并自动连锁启动筒仓顶部防爆排风机，排风机将仓内气体向外界排放，起到降低可燃气体浓度的作用。一氧化碳气体监测设备则采用电化学方式，对筒仓内部空气中所含有的一氧化碳气体进行监测，当设备监测一氧化碳气体浓度达到提前设定的低报警值时，同样会向操作人员发出报警信号，并自动连锁启动筒仓顶部防爆排风机排出一氧化碳。由于一氧化碳和可燃气体的密度比空气略小，因此产生气体后，会在筒仓顶部聚集，筒仓顶部防爆风机可以有效的排出一氧化碳和可燃气体。
1.3筒仓料位检测
黄骅港三、四期工程筒仓料位监控系统配备雷达料位计与水银高料位监测开关，每个筒仓设置6个雷达料位计和8个倾斜式水银高料位开关。雷达安装位置在仓底6个出料口的正上方，可实时连续监测每个出料口的储煤高度。地面控制系统可通过每个筒仓配置的料位雷达反馈的物料高度信息，并可经过数学模型估算出筒仓内储煤容量。同时该雷达料位计的数据也为仓顶卸料小车自动堆料操作提供了参考依据，用于执行自动作业指令。倾斜式水银高料位开关的作用是用来监测当筒仓内堆料到一定高度时，料堆碰触到水银开关并发出报警信号。控制系统接收到报警信息后，立即进行堆料流程设备停机，水银高料位检测设备为预防筒仓冒仓的最后保护措施。
1.4安全辅助设备
威胁筒仓安全运营的影响因素除了筒仓内部煤温、有毒有害气体及物料高度，筒仓周围的易燃物同样是危险源。做好筒仓周围的消防工作是保障筒仓安全运营的重要一环。在筒仓上部顶棚每2个筒仓之间各安装2个消防炮，在筒仓上部顶棚发生火灾危及筒仓安全时，可通过远程遥控控制消防炮及时扑灭火情，及时避免财产损失和人员伤亡。
而煤炭自燃的发生，细致的分为5个发展阶段：水吸附阶段、化学吸附阶段、煤氧复合物生成阶段、燃烧初始阶段以及快速燃烧阶段，在安全辅助设备的设置上，应该不仅仅局限于补救设施，依据煤炭自燃的三个阶段适当加强预防设施。例如：在卸车阶段适当控制抑尘性洒水，改用抑尘药物，增加惰化系统，用惰性气体在不同角度不同位置能够对筒仓内环境进行惰化，减少煤炭与氧气的接触。喷淋系统，通过喷淋抑制筒仓周围的灰尘，防止筒仓周边煤尘爆燃。通过合适的预防性措施，在煤炭达到燃烧初始阶段之前就及时采取有效的措施，防止煤炭自燃情况的发生。
2 筒仓安全管理
2.1进仓前管理
2.1.1进仓煤种控制
根据筒仓工艺特点和黄骅港煤炭调进及下水情况，结合神华集团协同互动优势，选定市场交易量大、周转快的主力电煤煤种为黄骅港三、四期的作业煤种，减少煤炭在筒仓的存储周期，避免煤炭因长期堆存而自发热引起的温升，根据实际生产运营情况只选取6个煤种作为仓储煤种。在运营过程中，对不同煤种存储的温度变化进行进一步监测，及时发现筒仓存储温升剧烈的煤种，并依据实际情况适当调整煤种。
2.1.2进仓煤温控制
在进入筒仓前严格控制煤温，一方面积极发挥集团一体化的协同优势，要求矿区装车站对于在矿区就出现的煤炭高温情况提前预报，到港口卸车可以提前预警避免进入筒仓。另一方面利用热像仪对翻卸煤炭进行实时温度监测，发现超过规定温度的煤种及时采取直装流程或者卸至露天堆场。从根本上避免高温煤进入筒仓。 2.2仓中储煤管理
2.2.1生产运行保障
在日常的生产运营过程中，首先要求调度人员负责筒仓监测装置的实时监控，逐日记录筒仓监测装置各参数值。如发生报警信号，应及时通知现场人员进行核查，并采取相应的措施。设备如有故障，及时报告并维修，使设备始终处于完好的运行状态。其次，在作业过程中应轮流均衡使用各个筒仓，按照先进先出、高温优先的原则安排出仓装船流程，同一筒仓定期切换给料机，保证储煤具有良好的流动性，防止因存煤时间太长造成筒仓内部过热，引起储煤自燃或可燃气体浓度超限。
2.2.2设备运行保障
在黄骅港筒仓具有安全运行记录以来，安全监测系统累计报警599次，由于安全监测装置运行环境恶劣，受环境影响大，设备故障率相对较高。其中真信号195次。准确率为32.6%。这就需要对储煤筒仓安全监测装置的检测元件、二次仪表应定期检查和校验。平时应存有足够的备品备件，当现场使用的探头、二次仪表损坏或进行定期测试时，由备品备件替代使用。但由于筒仓使用率较高，作业时环境灰尘较大，对设备的校核测试困难较大。结合以上实际使用情况应该强化监测设备对环境适应性改造，减少作业过程中干扰因素对观察对象的影响，提高设备报警的准确性。在设备上进一步增加安全冗余，保证一部分设备在出现问题时，能够通过其他设备及时反映出问题，防止事故的发生。
2.2.3有毒有害气体报警
在发生有毒有害气体报警后，调度人员应通知现场人员进行检查确认，检查风机是否正常启动排气，在管理上与监测设备实现安全冗余。当排风机启动后报警值持续不下降时，调度人员应通知现场人员进行深入检查，现场人员应穿戴相应安全防护用具，佩带便携式有毒有害气体检测报警器， 确认现场真实情况。
2.2.4高温报警
在生产运营的过程中，调度人员通过筒仓温度监测数据和煤炭堆存时间的数据提前预警煤炭高温发展趋势，将煤炭温度情况作为计划组织的一项重要指标进行安排。调度人员应随时关注筒仓储煤温度变化，达到预警温度50度时，应立即报告相关领导，协调销售方及时安排适装船舶进行装船作业。当仓内煤炭温度达到预警温度50度但不具备上船条件时， 则及时安排倒仓作业，将高温煤倒到露天堆场进行降温处理。
2.2.5辅助安全管理
在生产经营过程中，定时定期对筒仓周围进行清扫清洁，整理整顿。及时扫除煤尘，防止煤尘爆燃，整理杂物，防止杂物着火威胁筒仓安全。
3 筒仓安全应急
3.1倒仓流程
倒仓流程是为了筒仓煤炭温度达到预警温度50度且不具备上船条件或者仓内煤炭发生自燃情况的处理而专门设置的及时将筒仓内煤炭倒出的工艺流程。
在倒仓作业条件成立时，一方面强化现场全过程的检查监护，另一方面做好突发情况的应急处理。筒仓煤炭发生自燃后的倒仓，需要按规定的顺序启动倒仓流程将仓内存煤清运出仓。禁止在筒仓上采用浇水方式灭火，防止筒仓发生爆炸或导致灼烫、中毒窒息等次生事故。在清仓过程中，要安排专人在出料口区域全程浇水灭火、降温。消防队赶到后，由消防队员负责浇水灭火、降温。
3.2事故应急处置
建立健全筒仓突发事故应急预案，建设针对筒仓特种环境要求的风险预控体系，着力培养筒仓作业人员的应急处理能力与自救互救能力
筒仓的爆燃、爆炸具有瞬时性以及破坏性大的特点。当筒仓发生煤尘爆燃、爆炸事故后，积极核实现场情况、清点人数，当人员失踪时要安排消防队组织搜救。同时启动相应的应急预案实施救援。当筒仓上部顶棚或底部廊道区域发生火灾时，立即停止装仓或卸料作业，切断对应部位电源，启动消防炮灭火，并同时报火警，启动应急预案。
积极做好筒仓区域危险源辨识、评估以及监测，在建立针对性的风险预控体系的基础上做出风险预警，做到风险可控，保障筒仓的安全生产运营。加强作业人员的培训及应急演练，提高人员的应急处置能力。
4总结
作为首个大规模采用筒仓中转储煤的港口，在无先例可循的情况下安全运营情况仍有待进一步提高。从设备上看，在现场复杂的作业环境影响下，设备的可靠性有待进一步提高，监测准确率偏低，在一定程度上降低了作业效率。针对设备进行适应现场的应用性改造，提高设备的准确性。管理上进一步强化筒仓运行保障制度的完善，强化对作业人员行为的监控，切实提高作业人员的安全行为能力与应急保障。在设备与制度上，建立设备与设备的和设备与管理的安全冗余，多重保障监测的可靠性从而保障运营的安全性。