中子料位計簡易說明

1、中子料位計簡易說明一、中子料位計基本工作原理本儀器為反向散射式中子料位計，或稱中子氫密度界面/料位計。 它通過對焦炭塔特定區(qū)域內(nèi)物料含H、C密度的連續(xù)測量，給出塔內(nèi) 全部物料狀態(tài)(油氣、泡沫、焦炭或水)的動態(tài)分布規(guī)律并在塔底 注油起始信號配合下給出泡沫層、焦炭層上沿實時高度指示值。從而 為實現(xiàn)焦化生產(chǎn)的實時在線控制提供信息。其基本工作原理為：1、本儀器所用中子源為50毫居钚/鈹(Pu-238/Be)中子源。2、快中子與輕質(zhì)元素特別是氫原子極易發(fā)生彈性反散射碰撞并 經(jīng)多次碰撞后被“慢化”為低能量的“慢”中子。3、采用專用的高效慢中子探測器將這種慢中子接收。該探測器 只對慢中子靈敏，而對快中子則基

2、本無作用。把中子源、高效慢中子探測器及變送器組裝在一起，構(gòu)成中子料 位計，并安裝在被測裝置壁外特定高度上。中子源發(fā)出的快中子能夠 穿透被測裝置外壁，同裝置內(nèi)部的各種原子發(fā)生多次相互碰撞，其中 與氫原子發(fā)生慢化的幾率最大，慢中子再有一定幾率反散射到裝置壁 外被慢中子探測器接收。反射到探測器處的慢中子通量，在特定條 件下顯然與裝置內(nèi)氫原子的密度成正比關(guān)系。亦即，裝置內(nèi)氫原子的 密度越大，產(chǎn)生的慢中子通量也就越多。因而通過探測慢中子通量就 能夠判定裝置內(nèi)部含氫物料密度的大小。探測器輸出的信號經(jīng)變送器 轉(zhuǎn)換為頻率信號由特種五芯雙屏蔽電纜傳送至中子主機系統(tǒng)中子主 機系統(tǒng)經(jīng)特殊的數(shù)學(xué)處理給出百分密度及各界

3、面的位置指示。二、系統(tǒng)構(gòu)成ZL町-98型中子料位計系統(tǒng)方框圖（一爐二塔6個檢測點）探測器1中子源1變送器1(1)塔1上檢測點密度 （頻率）信號（特 五芯雙屏蔽電纜 傳送）塔1中密度信號.塔1下密度信號-O1-.(4)(5)塔1注油起始信號塔4注油起始信號塔4上密度信號塔4中密度信號+-輸出6路420mA信號 分別正比于 各測點塔內(nèi) 物料密度值輸出4路*420mA信號分別正比于塔內(nèi)泡沫層及焦炭層上沿實時高度探測器6中子源6變送器6(6)塔2下檢測點密度（頻率）信號（特五芯雙屏蔽 電纜傳送）三、主要技術(shù)性能指標(biāo)1、塔內(nèi)物料的密度分辨率2%,能有效分辨出塔內(nèi)物料的密度變 化，給出不同物料（油氣、泡沫

4、、焦炭、水）狀態(tài)的分布規(guī)律。2、監(jiān)測不同物料（油氣、泡沫、焦炭、水）間分界面的變化趨勢， 給出泡沫層上沿、焦碳層上沿的高度指示。3、儀器對塔內(nèi)物料密度突變的響應(yīng)時間10秒。4、主機系統(tǒng)向DCS輸出：非隔離外供電4-20mA信號；每檢測點一 路，對應(yīng)各點百分密度值，每塔兩路分別對應(yīng)泡沫層上沿及焦 炭層上沿的位置值。此類非隔離4-20mA信號應(yīng)先經(jīng)過MTL類隔 離柵/器后再接入DCS卡件。并由隔離柵/器向中子料位計輸出 的4-20mA信號供電。5、每臺中子料位計含50mCi钚/鈹（Pu-238/Be）中子源一枚。放 射防護標(biāo)準(zhǔn)：GB16368-1996II級，工作時距中子料位計1米處 總劑量當(dāng)量率

5、小于2.5微希/時；適用環(huán)境：距儀器1米內(nèi)很 少有人停留。6、防爆等級：ExdIICT4;防護等級IP657、主機系統(tǒng)供電電源：220VAC, UPS供電，不小于5A。8、中子料位計系統(tǒng)配置8. 1、主機系統(tǒng)一套ZLWJ-98型 含：機柜、主機、I/O板卡及軟件8. 2、中子料位計 ZLWJ-98型 每檢測點配一臺；每臺含Pu-Be中 子源、中子探測器、中子變送器各1套。8. 3、專用五芯雙屏蔽電纜（另購） 主機至塔上每檢測點各一條。四、中子料位計功能說明依焦炭塔內(nèi)物料分布特點及控制工藝“量身定做”連續(xù)檢測物料含H、C密度的變化，準(zhǔn)確檢測出焦炭塔內(nèi)油氣、 泡沫、焦炭和水四種狀態(tài)。全面了解生焦過

6、程中物料狀態(tài)及密度 的動態(tài)分布情況，可考察生產(chǎn)工藝控制參數(shù)及油品對生焦發(fā)泡過 程和焦炭質(zhì)量的影響準(zhǔn)確實測到油氣泡沫、泡沫/焦炭的等多個分界面及變化趨勢，類 似對塔內(nèi)物料進行斷層掃描或全息成像，指導(dǎo)節(jié)省有效地加入消 泡劑的時機防止泡沫冒頂、控制油氣中焦粉的夾帶，確保安全生產(chǎn)。延長裝 置開工周期，縮短循環(huán)周期、減少空高，提高焦炭塔的利用率對操作者指導(dǎo)操作簡單明確，節(jié)省消泡劑，確保安全生產(chǎn)。中料 位檢測到泡沫層再加入消泡劑；觀察上料位泡沫出現(xiàn)的情況決定 切塔時機；冷焦時上料位檢測到注水時再執(zhí)行改水溢流”操作。為管理者及生產(chǎn)工藝人員提供更豐富的信息。通過歷史趨勢圖可 觀察到泡沫層、焦炭層何時到達各檢測點；層內(nèi)物料含日、C密 度的變化；了解油品、輻射量、爐溫、線速、壓力等參數(shù)對泡沫 層、油層、焦炭層狀態(tài)分布及發(fā)泡效果和升焦質(zhì)量（如彈丸焦） 的影響。觀察下料位監(jiān)測到泡沫層、焦炭層的時間可較早判斷本周期內(nèi)的 升焦速度、泡沫厚度，為提前調(diào)整工藝參數(shù)提供依據(jù)。結(jié)合中、下料位的信息可更準(zhǔn)確地了解泡沫層厚度等物料分布情 況；觀察中料位消掉泡沫又復(fù)見泡沫的過程可了解消泡效果；通過上料位可監(jiān)測切塔吹掃階段