تطبيق مستشعر الميثان في منجم الفحم

تطبيق مستشعر الميثان في منجم الفحم

من منظور خطط وسياسات التنمية المختلفة في بلادي، لا شك أن الطاقة المتجددة ستصبح القوة الدافعة الرئيسية لتوليد الطاقة في المستقبل، إلا أن هيكل الطاقة في الصين لا يزال يهيمن عليه حاليًا الطاقة الحرارية. ووفقًا لبيانات مجلس الكهرباء الصيني، سيبلغ إجمالي إنتاج الطاقة في البلاد 7.62 تريليون كيلوواط/ساعة في عام 2020. ومن بينها، تبلغ الطاقة الحرارية 5.17 تريليون كيلوواط/ساعة، أي ما يقارب 70%، متجاوزةً بذلك بكثير مصادر الطاقة الأخرى. ويُعد الفحم المصدر الرئيسي لتوليد الطاقة الحرارية، وهو المصدر الرئيسي للطاقة في بلادي، ويلعب دورًا لا غنى عنه في تنمية الاقتصاد الوطني.

في عمليات استخراج الفحم، تكثر حوادث انفجار الغازات في مناجم الفحم، مما يُسبب خسائر فادحة في الأرواح والممتلكات. يُعدّ غاز الميثان المكوّن الرئيسي المُسبّب لهذه الانفجارات. حاليًا، تُعتبر تقنية الاستشعار المحلية المُستخدمة لكشف تركيز الميثان متخلفة نسبيًا، حيث تتسم بضعف استقرار القياس، وضيق نطاق الكشف، وسهولة تأثرها بالغازات الأخرى. في الوقت نفسه، يُشكّل عبء صيانة النظام عبئًا كبيرًا نسبيًا. ونتيجةً لذلك، تنخفض موثوقية بيانات الكشف عن الميثان والغازات القابلة للاشتعال الأخرى. لذا، يُعدّ الكشف السريع والمستقر عن تركيز غاز الميثان في مناجم الفحم، والإنذار المُبكر به، أمرًا بالغ الأهمية لمنع حوادث تسرب الغازات في مناجم الفحم.

اختيار مستشعر الميثان

يُستخدم مستشعر الميثان للكشف عن تركيز غاز الميثان في الهواء. فعندما يتجاوز التركيز قيمة الإنذار المحددة مسبقًا، يُصدر المستشعر إشارة إنذار صوتية ومرئية لتنبيه المستخدمين لاتخاذ تدابير السلامة في الوقت المناسب لمنع وقوع حوادث الانفجار والتسمم، وبالتالي ضمان سلامة الأرواح والممتلكات. يعتمد مستشعر الميثان على مستشعر كهروكيميائي، يتميز باستجابة سريعة وحساسة وقدرة عالية على مقاومة التداخل. وبعد خوارزمية تعويض فريدة ومعايرة متعددة المراحل باستخدام غاز قياسي، يتميز المستشعر أيضًا بعمر طويل ودقة عالية وقابلية تكرار عالية واستقرار عالٍ.

يتميز مستشعر الميثان هذا بشاشة LCD كبيرة، وهيكل متين ذو مستوى حماية عالٍ يصل إلى IP65، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في أقسى بيئات العمل الميدانية. يعمل الجهاز بجهد كهربائي واسع النطاق (10-30 فولت تيار مستمر)، ويخرج إشارة 485، ويعتمد على بروتوكول اتصال Modbus-RTU القياسي، مع إمكانية ضبط عنوان Modbus وتغيير معدل نقل البيانات، ويصل مدى الاتصال إلى 2000 متر.

وظيفة نظام الكشف عن غاز الميثان والإنذار به:

(1) مراقبة محتوى غاز الميثان والغازات السامة في الوقت الحقيقي بالقرب من بيئة منجم الفحم، وإطلاق إنذار في الوقت الحقيقي عند الوصول إلى تركيز معين.

(2) مراقبة الظروف في الموقع في الوقت الفعلي من خلال مركز مراقبة نظام الكمبيوتر المضيف.

(3) يتم تسجيل بيانات المراقبة المذكورة أعلاه في مركز المراقبة في الوقت الفعلي، وتتم إدارة البيانات بشكل موحد ومركزي.

(4) يقوم المستخدم أولاً بتفعيل خاصية الإنذار على المنصة. عند تجاوز البيانات الحد المسموح به، يتم إرسال تنبيه فوري عبر وسائل مختلفة كالإنذار الصوتي والضوئي، وعرض البيانات على شاشة LED، وغيرها. بعد ذلك، ترسل المنصة رسالة نصية أو بريدًا إلكترونيًا إلى جهة الاتصال المحددة، ويتغير لون خط البيانات على المنصة إلى اللون الأحمر، ويتم إخطار المدير فورًا لاتخاذ الإجراءات اللازمة لتجنب الخسائر.

(5) توفر المنصة إمكانية الاستعلام عن البيانات التاريخية المختلفة، بما في ذلك الاستعلام عن المسارات التاريخية والاستعلام عن التسجيلات التاريخية، كما تتميز بوظيفة تخزين البيانات. ويمكن تخزين البيانات التاريخية على المنصة السحابية لمدة عامين.

(6) يوفر برنامج الإدارة إمكانية الاستعلام عن الأحداث، وتكوين الإنذارات والاستعلام عنها، واستعراض معلمات البيئة. ويمكن للمستخدمين تسجيل الدخول إلى المنصة السحابية في أي وقت ومن أي مكان لعرض حالة الجهاز، وعرض بيانات المراقبة في الوقت الفعلي، وتنزيل البيانات وطباعتها، وغير ذلك.

يُعدّ الكشف عن غاز الميثان بالغ الأهمية في إنتاج مناجم الفحم، إذ يرتبط ارتباطًا وثيقًا بسلامة واستقرار المنجم بأكمله تحت الأرض. ويُسهم استخدام أجهزة استشعار الميثان في تحسين استقرار وموثوقية نظام مراقبة الميثان. ورغم وجود العديد من المشكلات في تقنيات التحكم في الميثان والحدّ منه في مناجم الفحم في بلادنا، ووجود ثغرات عديدة في نظام مراقبة المناجم تحتاج إلى معالجة، إلا أنه مع التطور المستمر لقطاع تعدين الفحم في بلادنا، يُتوقع أن تشهد تقنيات مراقبة المناجم تطورًا هائلًا في المستقبل، ما يُعزز سلامة وموثوقية واستقرار إنتاج الفحم في بلادنا، ويُقلل من المخاطر الناجمة عن انفجارات الميثان.

بالنسبة لأصحاب الأعمال غير المتأكدين من كيفية دمج التكنولوجيا الجديدة بشكل فعال في حلول الاستشعار لدينا، فقد أصبحت الحياة أسهل قليلاً.

مع الأخذ في الاعتبار جميع مزايا وعيوب الخيارات المختلفة، انقر فوق "مستشعرات ريكا" لمعرفة المزيد وتحديد خيار حل المستشعر الأنسب لحالتك.

باختصار، لا يمكنك امتلاك نظام مراقبة بيئية دون حلول استشعار مناسبة. ولأنك ستستخدمه بانتظام، احرص على الاستثمار في نظام عالي الجودة.