中子料位计 [中子料位计在焦炭塔的应用]

　　摘要 本文主要介绍了用于焦炭塔料位测量的ZLWJ-98型中子料位计的工作原理、特点、安装方式及故障与处理。 　　关键词 焦炭塔料位测量；中子料位计 　　中图分类号TE969 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）34-0141-01
　　0 引言
　　某厂在未用中子料位计之前，操作工一般凭经验判断塔内焦碳高度及含水量等，塔内有0%~8%的空气，8%~30%的稀泡，30%~55%的浓泡，55%~70%的焦炭，70%以上的水。一般出焦周期为24小时，把塔内放出的水引入容器，观察容器里水的高度就可以判断塔内的积累水量。并在塔顶、塔中上、塔中下、塔底分别安装了热电偶，当在以上位置的温度与塔底温度接近时就说明焦炭高度就大约在哪个位置。塔内有3m左右的泡沫层，一般6m~8m为安全高度，加工量变大则泡沫层有可能冲出塔使炉结焦，影响出产的汽油、柴油、蜡油等的生产。
　　1 基本工作原理
　　中子源为Am241―Be9，中子在与氢核进行弹性散射的过程中，由快中子变成慢中子。利用中子在含氢介质内的这种特有的慢化作用，就可确定中子源周围氢原子核的密度大小。中子源发出的快中子能够穿透被测装置外壁，再反射到被测装置壁外后被安装在壁外的慢中子探测器接收。反射到达探测器的慢中子通量φ，与装置内氢原子核的密度成正比关系。
　　焦炭塔内部无论是挥发油气、泡沫、混有油类的焦炭或为开采焦炭而大量充入的水，都含有或高或低的氢元素。中子料位计能有效地测定塔内的物料密度状态及其变化过程，通过DCS系统显示各测点的正比于塔内物料密度的4~20mA电流信号及其随时间变化的历史过程图，可随时研判塔内生产工艺的全过程。
　　2 中子料位计特点
　　中子料位计减轻了操作工的工作量，使操作更加方便安全，优点如下：
　　1）有效地分辨塔内物料状态，油汽 、泡沫、焦炭或水；
　　2）超高辐射安全性，超快响应速度。提供上限超限报警功能。被测物料液态、固态均可，其温度、压力、粘度对测量无影响；
　　3）本中子源不产生任何废气、废水和固体废物，不会对周围任何材料引起感生放射性；
　　4）安装简单、使用方便、维修量小、可靠性高。
　　3 中子料位计的安装
　　放射源和探测器分别安装在被测设备两侧的固定位置，当被测物料发生变化时，探测器接收到的计数率也发生变化。探测器的主要部件是闪烁晶体、光电倍增管、高压电路、前放电路。进入探测器里的射线被晶体接收后转换成微弱的闪烁光子，再由光电倍增管将其转换成电流脉冲信号送给前放电路处理。探测器出来的电脉冲经专用电缆送到主机处理，转换为标准的电流输出信号。中子料位计算测量方式如图1所示：
　　1）自动跟踪方式，通过电机带动射线源和接收器沿导轨随物位变化而升降，射线源和接收器始终保持在同一高度，可以实现对物位的自动跟踪；
　　2）在容器外部相应位置上安装射线源和接收器，射线通过容器中的介质时被吸收，当物位变化时衰减程度将发生变化，测得辐射强度可知物位；
　　3）此方式适合于测量变化范围大的物位；
　　4）接收器多点组合；
　　5）并用3）、4）。
　　后3种方式可以改善线性关系，但也增加了安装与维护的困难。我厂焦炭塔采用的是类似于5）类安装方式。
　　在使用中应注意以下问题：
　　1）探测器内有一玻璃封装的光电倍增管，应尽量减少探头部位的振动和冲击；
　　2）探测器作为传感部分，是仪表的核心，要具备防水措施，防止进水；
　　3）光电倍增管不能带电操作，否则会影响管子寿命，甚至损坏管子。
　　4 故障及处理
　　1）电源指示灯灭；更换保险丝；
　　2）信号断时满度调节不灵，检查回路线路状况，恢复正常；
　　3）高压指示过高或过低，检查线路，清洗。检查高压电源；
　　4）校验时输出不变，用脉冲示波器检查信号及整形级工作状态，排除故障；
　　5）高压正常但各灵敏度档接通后均无变化，检查探头低压供电，检查探头各线间电缆；转换器自检找出故障部位；
　　6）输出作脉冲摆动，短暂压过低可不作处理，检查接地是否良好；
　　7）DCS出现死机，重新启动后恢复正常。
　　5 结论
　　中子料位计是核技术在料位测量方面的仪器，近几年来中子料位计在国内炼油厂的延迟焦化塔上安装使用较多，技术也比较成熟。我们要在做好自身防护工作的基础上去认识和发展核技术。我们要切实加强管理，积极做好辐射防护工作，这样就可以更好地推广和应用。
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