专利名称：监测煤供应中的可燃气体的系统和方法
技术领域：
本文所公开的主题涉及监测可燃气体的系统和方法，并且更具体而言涉及监测煤供应中的可燃气体的系统和方法。
背景技术：
煤包含挥发性化合物，该挥发性化合物倾向于在存在氧的情况下氧化。在氧化时， 该挥发性化合物产生可燃的气体。举例而言，煤包含碳，碳在氧存在的情况下氧化从而形成一氧化碳，其为已知的可燃的气体。这些可燃气体可积聚于安放在堆中或有限空间中的煤中，从而产生最终可自燃的热的矿囊(pocket)。可能爆发火灾，从而带来危险并且浪费煤供应。失火的风险对于目前倾向于使用的低级形式的煤而言更普遍。翻动安放的煤可通过允许可燃气体逸出到大气中而降低失火风险，但通常在不知道是否积聚了可燃气体的情况下翻动煤。代而言之，通常任意地或连续地翻动煤。温度传感器可用于识别煤内的热作为可燃气体积聚的代表。但是，热只是问题的来源的代表，并且热可能直到自燃明显才出现。本领域需要监测煤供应中可燃气体的系统和方法，其可有助于采取补救行动来减轻积聚。

发明内容
一种监测煤供应的方法包括从嵌入煤供应中的可燃气体传感装置接收煤供应中的至少一种可燃气体的取样水平，分析取样水平以识别积聚的可燃气体情况，以及，响应积聚的可燃气体情况指示可燃气体警报。一种监测煤供应的系统包括一个或多个可燃气体传感装置以及控制单元。可燃气体传感装置可操作用以检测煤供应中的局部可燃气体水平。控制单元可操作用以至少部分地基于由可燃气体传感装置的其中至少一个所检测的可燃气体水平来指示可燃气体警报。对于本领域技术人员而言，在研究了下面的附图和详细描述之后，其它系统、装置、方法、特征和优点将会显而易见或者将变得显而易见。所有这种另外的系统、装置、方法、特征和优点意图被包括在描述中并且意图受所附权利要求保护。


参考附图可更好地理解本公开。匹配的附图标记表示所有附图中的相应部件，并且附图中的构件不一定是按比例的。图1是示出监测煤供应中的可燃气体的系统的一个实施例的示意图。图2是示出监测煤供应中的可燃气体的系统的另一实施例的框图。图3是示出监测煤供应中的可燃气体的方法的一个实施例的框图。图4是可燃气体传感装置的一个实施例的透视图，示出传感装置的壳体被部分剖开以暴露示意性示出的内部构件。
具体实施例方式下面描述了监测煤供应中(例如煤堆或煤仓中)的可燃气体的系统和方法的实施例。由于煤中挥发性组分的氧化，煤供应可包含可燃气体。该可燃气体可积聚，造成自燃的风险或其它风险。监测煤供应中的可燃气体有助于在这种风险变成现实之前采取补救行动。任何类型的煤供应可使用本文所述的系统和方法来对可燃气体进行监测。举例而言，一种类型的煤供应是适于装运的新开采的煤田。通常，开采的煤被保持在可与足球场一样大或者更大的煤堆中。煤可通过卡车、火车或其它交通工具从该煤田运输。在运输期间， 可将煤保持在有限空间中，例如在卡车座或列车车厢中。煤常常从卡车或列车卸到另一煤堆中。举例而言，运往燃煤锅炉的煤可储存在锅炉附近的煤堆中。煤堆可储存足以在较长时段(例如六十天至一百天的时段)内向锅炉提供燃料的煤供应。煤通常恰好在锅炉中消耗之前被转移至煤仓，煤仓保持足以在较短时段(例如六小时到十小时的时段)内向锅炉提供燃料的煤供应。在这些位置的其中每一个中，可在煤中产生可燃气体。这些可燃气体可积聚，造成风险，该风险可通过翻动煤来减轻，从而使可燃气体逸出到大气中。通常，较大的煤堆(例如新开采的煤堆或等待转移至锅炉的煤堆)利用推土机或其它合适机械连续地或任意地翻动。小的煤储存(诸如列车车厢或煤仓中的煤)通常由于有限的空间而不被翻动。代而言之，小的煤储存通常在短时段内移动或消耗以减小失火的风险。举例而言，列车车厢内的煤可从列车车厢移出，而不是留在可积聚可燃气体的列车车厢中。作为另一示例，煤仓内的所有煤可在锅炉关闭之前被转移至相关联的锅炉并在相关联的锅炉内燃烧。备选地，本文所述的系统和方法允许检测并指示煤供应中可燃气体的积聚。由此， 可不再需要任意地或连续地翻动煤供应，或者迅速从列车车厢移动煤，或者在相关联的锅炉关闭之前耗尽煤仓中的煤。代而言之，该系统和方法允许响应检测的可燃气体的积聚而采取补救行动，例如翻动或移动煤供应。图1是示出监测煤供应中的可燃气体的系统100的一个实施例的示意图。该系统 100包括至少一个可燃气体传感装置102以及可燃气体控制单元104。可燃气体传感装置 102可操作用以检测煤供应106中的一种或多种可燃气体的水平并且将检测的可燃气体水平传送至控制单元104。控制单元104可操作用以接收所检测的可燃气体水平，以分析所检测的可燃气体水平来识别可燃气体的积聚，以及至少部分地基于可燃气体的积聚来指示可燃气体警报。可燃气体传感装置102可检测诸如一氧化碳、氢、乙炔这样的可燃气体，或者任何其它类型的可存在于煤供应中的可燃气体等，或其组合。可燃气体传感装置102检测煤供应中可燃气体的水平，例如煤供应中可燃气体的量或浓度，并且将所检测的水平传送至控制单元104。控制单元104接收可燃气体的水平，处理所检测的可燃气体水平以识别可燃气体是否已积聚在煤供应中，并且在一定情形下指示可燃气体警报。可燃气体警报可与自燃风险相关联的可燃气体的积聚相关。可燃气体警报可通过使警报器发出声音、通过发送消息、通过存储数据、通过报告数据或者通过产生控制动作等或其组合而指示。可燃气体警报的指示可允许采取补救行动以避免煤供应中失火。举例而言，可警惕人员需要利用推土机翻动煤供应，从而使积聚的可燃气体可选出到大气中。
在某些实施例中，该系统包括多个可燃气体传感装置102，如图1中所示的那样。 传感装置102可遍及煤供应106在不同位置嵌入。使用多个传感装置102有助于遍及煤供应106在多个取样位置监测可燃气体水平。可燃气体传感装置102可使用已知的传送媒介 (例如经由射频通信、红外通信、光通信，或任何其它电磁、磁性或其它通信媒介)与控制单元104通信。举例而言，可燃气体传感装置102可包括发送器并且控制单元104可包括相应的接收器。发送器和接收器可设置为用以使用已知的传送媒介彼此通信。在某些实施例中，可燃气体传感装置102和控制单元104均包括发送器和接收器，从而有助于传感装置 102与控制单元104之间的双向通信。虽然未示出，但是，该系统100还可包括多于一个控制单元104，在这样的情况下，可燃气体传感装置102中的每一个可与控制单元104中的一个或多个通信，并且控制单元104中的每一个可与可燃气体传感装置102中的一些或全部
ififn。在某些实施例中，控制单元104响应煤供应中特定位置处的可燃气体的增加率而指示可燃气体警报。为了识别增加率，控制单元104可比较由任一气体传感装置102检测的可燃气体水平以及由相同气体传感装置102或煤供应106中的附近位置中的类似装置所检测的先前水平。如果可燃气体水平以表明可燃气体积聚的速率增加，控制单元104可指示警报以便可采取补救行动来减轻该积聚。举例而言，可燃气体积聚速率的快速增加可指示自燃是明显的。在其它实施例中，控制单元104响应煤供应中特定位置处所检测的水平超过煤供应中另一位置处所检测的水平而指示可燃气体警报。为了识别增加的水平，控制单元 104可比较由一个气体传感装置102检测的水平与由另一气体传感装置102检测的水平。 控制单元104还可比较由一个气体传感装置102所检测的水平以及由其它气体传感装置 102(例如所有其它气体传感装置102、位于该一个气体传感装置102附近的气体传感装置 102的选定子集或者气体传感装置102的另一子集)所检测的水平的平均值、中值或其它导出呈现。如果在一个位置中检测的水平超过与之比较的水平(例如达到一定量、达到一定百分比或者持续一定时段等或其组合)，控制单元104可指示警报。在还有其它实施例中，所检测的水平可与参考水平进行比较，该参考水平例如是预定为最大可容许水平的水平，例如基于历史数据、导出数据、统计数据或环境条件等或其组合通过实验或理论计算的那样。在某些实施例中，该系统100可设置为用以识别可燃气体在煤供应106中积聚的位置。该位置可以任何可行方式被识别。举例而言，每个气体传感装置102可具有地址或身份，其与所检测的可燃气体水平一起被传送至控制单元104。作为另一示例，控制单元104 可检测由气体传感装置102传送的信号的强度以估计传感装置102在煤供应106中的位置。知道气体传感装置102的位置有助于在可燃气体积聚的特定位置中采取补救行动。在某些实施例中，该系统100可根据取样率对可燃气体进行取样。取样率可从初始基准值或阈值调整。举例而言，当该系统100识别可燃气体已开始积聚时，可提高取样率高于基准或阈值率使得可利用更大的分辨率监测气体积聚。如果积聚自身减弱，取样率可返回到基准值或阈值。如果积聚自身并不减弱或者进一步增加，取样率可维持在增加的值或者可进一步增加。这样的配置可有助于准确地检测可燃气体积聚同时保持传感装置102 的电池寿命。
图2是示出监测煤供应中的可燃气体的系统200的另一实施例的框图，其示意性地示出了可燃气体传感装置202的一个实施例以及控制单元204的一个实施例。如所示的那样，可燃气体传感装置202通常包括壳体208、气体传感器210、发送器212和电源214。 壳体208可相对封闭以容纳传感装置202的构件，但可渗透可燃气体使得气体可到达气体传感器210。壳体的实施例在下面参考图4而描述。气体传感器210可操作用以检测煤供应中可燃气体的水平。该水平可与可燃气体的浓度、量或其它参数(其有助于确定煤供应中可燃气体的积聚)相关。举例而言，气体传感器210可测量传感装置202的壳体208的每体积的可燃气体浓度。在某些实施例中，气体传感器210可包括激光器，诸如可调谐二极管激光器或量子阴极激光器，但可采用其它传感技术。气体传感器210可与发送器212通信，发送器212将由气体传感器210所检测的可燃气体水平传送至控制单元204。发送器212还可传送传感装置202的身份或传感装置 202在煤供应中的位置。发送器210可为如上面所述的任何类型的发送器，例如射频发送器。发送器212可由电源214供电。在实施例中，发送器212可为低功率发送器以降低电源方面的功率需求。电源214可为电池，其具有足以在较长时段(例如超过传感装置202要植入煤供应中的预期时段的时段)内给传感装置202供电的电池寿命。举例而言，电源214可具有大约100天至120天的电池寿命。这样的电池寿命可适用于被植入供应燃煤锅炉的煤堆中的传感装置202，因为这样的煤堆常常具有在较长时段(例如大约60天至90天的时段)内给锅炉供应燃料的大小。这样的设置可有助于利用嵌入煤供应中的传感装置202在煤供应被安放或储存在单个位置的最大预期时段内监测可燃气体。在某些实施例中，气体传感装置202的取样率可被调整以保护电源214。举例而言，气体传感装置202可根据基准或阈值取样率对可燃气体水平进行取样，并且可将取样的水平以相同速率传送至控制单元204，从而使控制单元204可处理所取样的水平。如果控制单元204确定可燃气体已开始积聚(例如不同于可燃气体警报条件的可燃气体警告条件)，控制单元204可使气体传感装置202增加取样率。举例而言，控制单元204可具有发送器，其将增加的取样率传送至气体传感装置202的接收器。或者，气体传感装置202可至少部分地基于取样的可燃气体水平(例如使用处理器)确定取样率。取样率可被保持或进一步增加直到积聚自身减弱，在这样的情况下，取样率可回到基准速率。这样的设置有助于使用具有相对较小的电池的气体传感装置202在较长的时段内监测可燃气体水平。举例而言，气体传感装置202可以较长的间隔(例如诸如大约每一小时或两小时)传送取样数据， 直到产生警告条件为止。控制单元204可操作用以从气体传感装置202接收检测的可燃气体水平，并且至少部分地执行本文所述的一种或多种方法以用于监测煤供应中的可燃气体。控制单元204 可包括接收器232。接收器232可与一个或多个气体传感装置202通信，例如用于从气体传感装置202接收检测水平等。控制单元204可包括存储器216，存储器216存储可燃气体监测逻辑218和数据220。可执行可燃气体监测逻辑218以执行本文所述的方法的其中一种的至少一部分。举例而言，可燃气体监测逻辑218可被执行以识别积聚的可燃气体情况和 /或造成可燃气体警报被指示。数据220可为操作数据或参数、历史数据、参考数据等等。 存储器216还可包括操作系统222。处理器2M可利用操作系统222来执行可燃气体监测逻辑218，并且在这种情况下还可利用数据220。数据总线2 可提供存储器216与处理器 2 之间的通信。用户可经由一个或多个用户接口装置2 与控制单元204交互，用户接口装置2 例如为键盘、鼠标、控制面板或能传送数据至控制单元204和从控制单元204传送数据的任何其它装置。控制单元204可与一个或多个警报接口 230通信，其可有助于产生本文所述的一个或多个警报。举例而言，在一个实施例中，警报可为视觉警报(例如光)，在这样的情况下，警报接口 230可与灯泡连通。在另一实施例中，警报可为听觉警报，在这样的情况下，警报接口 230可与扬声器连通。在还有另一实施例中，警报可为消息，在这样的情况下，警报接口 230可为网络接口，其可操作用以在网络上发送消息。这些仅仅是示例。虽然未示出，但是，控制单元204可包括多个控制器和/或可与其它存储器和/或控制器通信以用于存取分布数据和/或分配处理和/或提供冗余处理。举例而言，各脉冲清洁装置可受不同控制器控制，其中每个控制器处于可操作通信(并且可选地与一个或多个中央控制器通信)，以有助于协调阶段点燃和爆燃(detonation)。本申请参考根据本文所述的至少一个实施例的系统、方法、装置和计算机程序产品的框图。应当理解，框图的方框的其中至少一些以及框图中的方框的组合可分别至少部分地由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机、专用的基于硬件的计算机或其它可编程数据处理装置上以生产机械，使得在计算机或其它可编程数据处理装置上执行的指令形成用于实施在下面的描述中详细论述的框图的方框的其中至少一些或框图中的方框的组合的功能的器件。这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，其可指示计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式作用，从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实施在一个或多个方框中规定的功能的指令器件的制件。该计算机程序指令还可被加载到计算机或其它可编程数据处理装置上，以造成一系列操作步骤在计算机或其它可编程装置上执行，以便产生计算机实施的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实施在一个或多个方框中规定的功能的步骤。本文所述的系统的一个或多个构件以及方法的一个或多个要素可通过在计算机的操作系统上运行的应用程序来实施。它们还可利用其它计算机系统设置(包括手持装置、多处理器系统、微处理器基电子装置、可编程的消费电子装置、微型计算机或大型计算机等或其组合)来实践。其为本文所述的系统和方法的成分的应用程序可包括实施特定抽象数据类型和执行特定任务或动作的例程、程序、构件、数据结构等。在分布式计算环境中，应用程序(总体地或部分地)可位于局部存储器中或其它存储装置中。另外，或者在替代方案中，应用程序(总体地或部分地)可位于远程存储器或存储装置中以允许任务由通过通信网络而链接的远程处理装置来执行这样的情形。本文所公开的各种实施例可包括一个或多个专用计算机、系统和/或监测煤供应中的可燃气体的特定机械。专用计算机或特定机械可包括许多种不同的软件模块，如在各种实施例中所需的那样。在某些实施例中，这些不同软件构件可用于监测燃料供应中的可燃气体和/或识别煤供应中的可燃气体情况的存在。本文所述的某些实施例可具有监测煤供应中的可燃气体的技术效果。另外，某些实施例可具有识别煤供应中的可燃气体警报条件的技术效果。在这点上，可控制或避免可燃气体积聚、自燃和/或失火的风险。
控制单元和相关联的可燃气体监测逻辑以及其它计算机可执行指令可至少部分地用于促进实施下面所述的方法。特别地，图3是示出监测煤供应中的可燃气体的方法的一个实施例的框图。在方框302中，接收煤供应中的可燃气体的取样水平。在某些实施例中，取样水平从嵌入煤供应中的传感装置接收。取样水平可指示取样位置中(例如传感装置的局部附近)的可燃气体的水平。取样水平可为取样位置中的可燃气体的量或浓度的测量值。在某些实施例中，取样水平为传感装置的每体积的可燃气体的浓度的测量值。举例而言，取样水平可为传感装置内每体积的一氧化碳、氢或乙炔的浓度的测量值。可采用与可燃气体的水平、量或浓度相关的其它参数。在特定实施例中，取样水平通过控制单元中的接收器从传感装置中的发送器接收。取样水平可根据取样率接收。取样率可基于例如传感装置的电池寿命以及传感装置预期保持嵌入煤供应中的时间长度而预定。在某些实施例中，可基于煤供应中检测的条件来调整取样率。举例而言，可响应于可燃气体警告条件将取样率调整到可燃气体警告的比率 (其可为增加的比率)，可燃气体警告条件可与可燃气体开始在煤供应中积聚的指示相关。在方框304中，分析可燃气体的取样水平以识别积聚的可燃气体情况。分析取样水平可包括将取样水平与至少一个参考水平进行比较，将取样水平的变化率与参考变化率进行比较，或其组合。响应于该比较，可识别积聚的可燃气体情况。积聚的可燃气体情况可与可燃气体的积聚相关，其带来煤供应中自燃的风险。在其中分析取样水平包括比较取样水平的变化率与参考变化率的实施例中，方框 304可包括(i)确定取样变化率，(ii)确定参考变化率，以及，(iii)比较取样变化率与参
考变化率。可通过比较取样的可燃气体水平与先前取样的可燃气体水平来确定取样变化率。 取样水平和先前水平可在不同取样时间(例如由相同的传感装置)在煤供应中的相同位置处检测。举例而言，取样水平可表示由传感装置在取样位置处最近检测的可燃气体水平，而先前水平可表示就在取样水平之前或另外地由传感装置在取样位置处先前检测的可燃气体水平。在这样的实施例中，方框304中取样水平与先前水平的比较可表示在取样位置处可燃气体水平的变化率。举例而言，该比较可表示传感装置周围的可燃气体浓度的变化率。 但是，其它设置是可能的。参考变化率可为检测值、储存值、从检测值或储存值导出的值，或其组合。参考变化率还可为比率的排列或者多于一个比率的呈现，例如图或公式。举例而言，参考变化率可为最大可容许的变化率。一旦确定了取样率和参考比率，可比较这些比率以识别积聚的可燃气体情况。在某些实施例中，可响应于取样变化率超过参考变化率(作为绝对情况)达到一定量、达到一定百分比或达到一定时间量等或其组合来识别积聚的可燃气体情况。在其中分析取样水平包括比较取样水平与至少一个参考水平的实施例中，参考水平可为检测值、储存值、从检测值或储存值导出的值，或其组合。参考水平还可为值的排列或者多于一个值的呈现，例如图或公式。在参考水平为检测值的情况下，参考水平可与煤供应中的与取样水平相同或不同的取样位置相关。参考水平还可与取样水平相同或不同的取样时间相关。参考水平和取样水平可由嵌入煤供应中的相同传感装置或由不同传感装置检测。举例而言，参考水平和取样水平可使用不同传感装置在大约相同的时间点，使用相同传感装置在不同的时间点或者使用不同的传感装置在不同的时间点来检测。在参考水平为存储值的情况下，参考水平可至少部分地基于历史值、理论值、实验值、统计确定的值或表列值等或其组合。举例而言，参考水平可为基于先前在煤供应中或者在相当环境条件(例如相当的温度和湿气条件)下的相当煤供应中所检测的值的预期可燃气体水平。参考水平也可为基于所检测的情况、实验模型、理论模型或其组合的最大可容许值或阈值。举例而言，参考值可为至少部分地基于取样位置中的最近取样水平计算的最大可容许值，并且还可考虑煤堆中其它位置中的最近取样水平。还可采用其它参考水平。举例而言，参考水平可为由煤供应中的一些或所有传感装置检测的局部水平在相同时间点或不同时间点的平均值。参考水平还可来源于由传感装置先前检测的多于一个局部水平。举例而言，参考水平可为先前检测的水平的平均值、先前检测的水平的排列或先前检测的水平的图等。在其它特定实施例中，取样水平和参考水平可对应于在相同时间点的煤供应中的不同位置。举例而言，取样水平和参考水平可在相同取样时间由煤供应中不同的传感装置检测。在这样的实施例中，方框304中的取样水平与参考水平之间的比较可表示在相同时间点在煤供应中的两个不同位置中的可燃气体水平的不同。—旦确定了取样水平和参考水平，可比较这些水平以识别积聚的可燃气体情况。 在某些实施例中，可响应于取样水平超过参考水平(例如绝对地)达到一定量、达到一定百分比或持续一定时间量等或其组合来识别积聚的可燃气体情况。在方框306中，至少部分地基于积聚的可燃气体情况的识别来指示可燃气体警报。指示可燃气体警报可包括提供警报，例如听觉警报、视觉警报、本地警报或远程警报等；发送消息，例如电子邮件消息、SMS消息、传真消息或即时消息等；起动自动电话通知； 存储数据；报告数据；或者产生控制行为等，或其组合。可燃气体警报的指示可间接地导致采取补救行为来改善煤堆中可燃气体的聚集。举例而言，人工操作者可通过采取补救行为来响应该指示，例如通过使煤供应利用推土机而被翻动。可燃气体警报条件的指示还可直接导致采取补救行为来改善可燃气体的聚集。举例而言，自动化装置可通过自动地采取补救行为来对该指示进行响应，例如通过利用推土机自动地翻动煤供应。图4是可燃气体传感装置402的一个实施例的透视图，其示出了传感装置402的壳体408。在图4中，壳体408被部分地剖开显示，以便使气体传感器410、发送器412和电源414可在壳体408内示意性地示出。如所示的那样，壳体408具有一个或多个壁和穿过它的壁的其中至少一个壁形成的多个气体进入开口 416。壁相对封闭以保护传感装置402 的构件，同时允许气体通过气体进入开口 416到达气体传感器410。气体进入开口 416可大体上小于单独的煤块，以便限制煤通过开口 416进入传感装置内。在所示的实施例中，壳体 408大体上为圆柱形形状，其可有助于贯穿壳体408的相对均勻的气体分布，但是任何其它形状也是可能的。在某些实施例中，壳体408可由磁性材料(例如钢)形成，或者壳体可具有与其中至少一个壁相关联的磁体。磁性材料或磁体可有助于将气体传感装置402从煤供应移除。可燃气体传感器(例如可燃气体传感器40 的一个实施例可适用于发电厂的煤供应，其特征为至少一个燃烧粉煤的锅炉。通常，这样的发电厂与存储在煤堆中的长期煤供应以及在锅炉附近存储在煤仓中的短期煤供应相关联。煤通常经由列车或轮船到达发电厂。从列车或船，煤可使用第一输送装置而放置在煤堆中。随着煤沿着第一输送装置展开，气体传感装置可与煤相关联，并且随着煤离开第一输送装置，气体传感装置可变得嵌入在煤堆中。嵌入堆中的气体传感装置的数量可取决于堆的大小、气体传感器发送器的强度以及煤预期安放的时段而改变。举例而言，并且不以任何方式限制本公开，可利用放置成间隔开大约10英尺至间隔开大约100英尺(例如间隔开大约20英尺至间隔开大约60英尺) 的气体传感装置实现有效监测。单个气体传感装置可监测大约25平方英尺至大约600平方英尺(例如大约80平方英尺至大约400平方英尺)的面积。供应发电厂的煤堆像足球场那样大或者更大并且五十英尺深或更深并不罕见。可使用大约15个至大约80个气体传感装置(例如大约30个至大约50个传感装置)来监测这样大小的煤堆。气体传感装置可具有适于持续至少与煤预期留在煤堆中的最大时间量一样长的电池寿命。这样的煤堆可储存足够的煤以在大约10天与大约120天之间(例如大约30天与大约90天之间)的时间内给一个或多个锅炉供应燃料。在该时间期间，气体传感装置可被用来监测煤堆中的可燃气体，如上面所述的那样。每个气体传感装置可具有发送器，其适于传送信号至少与从煤堆到控制单元的最大距离一样远，控制单元可位于煤堆附近，例如在控制室中。举例而言，该信号可每两个小时(例如每一到两个小时)传送，直到控制单元开始注意到气体积聚，在这点上，监测可以延长的间隔发生。在被转移到锅炉之后不久，煤可从煤堆下侧拉到地下坑。在该坑中，煤可沿着第二输送装置朝破碎室行进。第二输送装置可与金属移除装置或收集钢回收装置(trapped steel recovery device)相关联，例如磁性带或条，其从煤提取废金属从而使金属不进入破碎室。金属移除装置可用于从煤移除气体传感装置，从而允许重新使用传感装置。破碎室可具有破碎机，煤在其中被破碎成块，例如大约砾石大小的块(例如具有范围为大约3/8 英寸到大约1/2英寸的直径的块)。破碎的煤可从破碎室使用第三输送装置转移到煤仓。 在某些情况下，可将气体传感装置重新引入沿着第三输送装置行进的煤供应中，并且随着煤离开第三输送装置进入煤仓，气体传感装置可变得嵌入在其中。通常，这样的煤仓容纳短期煤供应，诸如在大约2小时至14小时(例如大约6小时至10小时)的时段内给锅炉供应燃料的足够的煤。为了有效地监测，取决于煤仓大小(其可变化)，合适数量的气体传感装置可嵌入煤中。，可使用第四输送装置使煤恰好在进入锅炉之前从煤仓转移至粉碎机。第四输送装置也可与金属移除装置(例如磁体)相关联，以有助于将气体传感装置从煤供应移除，从而使该装置不进入粉碎机。粉碎机可将煤粉碎成可转移至燃烧煤的锅炉的细颗粒。应当注意，气体传感装置也可与其它位置中的煤相关联，例如在靠近表层矿或露天矿的煤堆中，或者当运输煤时在列车车厢或轮船舱中。在这种情况下，不同的气体传感装置可在不同位置嵌入煤中，其中气体传感装置在煤到达一定位置后被嵌入煤中并且在煤离开该位置时从煤中移除。或者，当煤在至少两个位置之间或其整个行程中(例如从矿场，在运输期间和在发电厂)移动时，气体传感装置可保持嵌入在煤中。在任何情况下，气体传感装置应具有合适的电池寿命，以有助于在其保留在煤中的预期时间内监测目标。控制单元也可移动，或者备选地，气体传感装置可设置为用以与多个不同的控制单元通信，在预期要监测的煤的不同位置的其中每个位置具有一个气体传感装置。气体传感装置可重复使用， 但其可能需要将电源定期更换或再充电。
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本文所述的系统和方法有助于监测煤供应中的可燃气体。该系统和方法有助于检测引起自燃或失火的风险的可燃气体的积聚。通过在整个大型煤供应中广泛地监测而有助于及早和直接检测。该监测可比温度传感系统和方法(其监测煤供应的温度作为可燃气体积聚的代表)更直接。该监测还可比温度传感系统和方法更即时，因为煤供应的温度可能直到可燃气体的积聚进展到已无法补救才明显提高。可在整个煤供应中监测可燃气体积聚，包括深入到煤供应内，例如在煤供应的表面之下五十英尺或更深。因此，与任意或连续的做法相反，可响应于煤供应中积聚的可燃气体的识别而采取补救行动。低等级燃料(例如次烟煤或褐煤)可安全地储存，尽管其增加的挥发性化合物的百分比，并且自燃和失火不太可能发生，从而减少了浪费。可较少地需要通过向利用水喷洒煤或通过利用蒸汽输注煤来消除火或降低煤的温度，这些做法会在这样的煤在锅炉中燃烧时降低锅炉效率。虽然在前面的描述和附图中出于示例的目的详细地公开了监测煤供应中的可燃气体的系统和方法的特定实施例，但是，本领域技术人员应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下可作出变型和修改。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例，以产生更进一步的实施例。所有这样的变型和修改意图被包括在所附权利要求及其等同物的范围内。
权利要求
1.一种监测煤供应(106)的方法，所述方法包括从嵌入所述煤供应(106)中的至少一个可燃气体传感装置(10 接收所述煤供应 (106)中的至少一种可燃气体的取样水平；分析所述取样水平以识别积聚的可燃气体情况；以及响应所述积聚的可燃气体情况指示可燃气体警报。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种可燃气体的取样水平包括下列一项或多项取样位置中的所述可燃气体的量或者取样位置中的所述可燃气体的浓度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种可燃气体包括下列一种或多种一氧化碳、氢和乙炔。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述取样水平以识别积聚的可燃气体情况包括确定所述取样水平在取样位置中的变化率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述取样水平以识别积聚的可燃气体情况包括确定取样变化率；确定参考变化率；以及比较所述取样变化率与所述参考变化率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定取样变化率包括比较所述取样水平与先前水平，所述先前水平对应于先前时间下所述煤供应(106)中的相同位置。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述积聚的可燃气体情况是对所述取样变化率超过所述参考变化率达到预先限定的量、达到预先限定的百分比、持续预先限定的时间或其组合进行响应而识别的。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述取样水平以识别积聚的可燃气体情况包括比较所述取样水平与至少一个参考水平。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述积聚的可燃气体情况是对所述取样水平超过所述参考水平达到预先限定的量、达到预先限定的百分比、持续预先限定的时间或其组合进行响应而识别的。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，指示可燃气体警报包括下列一项或多项产生视觉警报，产生听觉警报，发送电子邮件消息；发送SMS消息；发送传真消息；发送即时消息；起动自动电话通知；存储数据；报告数据；或者产生控制行动。
全文摘要
本发明涉及监测煤供应中的可燃气体的系统和方法。具体而言，一种监测煤供应(106)的方法包括从嵌入煤供应(106)中的可燃气体传感装置(102)接收煤供应(106)中至少一种可燃气体的取样水平，分析取样水平以识别积聚的可燃气体情况，以及响应积聚的可燃气体情况指示可燃气体警报。
文档编号G01N33/22GK102338795SQ20111020764
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者R·W·泰勒 申请人:通用电气公司