中子料位计简易说明

1、中子料位计简易说明一、中子料位计基本工作原理本仪器为反向散射式中子料位计，或称中子氢密度界面/料位计。 它通过对焦炭塔特定区域内物料含H、C密度的连续测量，给出塔内 全部物料状态(油气、泡沫、焦炭或水)的动态分布规律并在塔底 注油起始信号配合下给出泡沫层、焦炭层上沿实时高度指示值。从而 为实现焦化生产的实时在线控制提供信息。其基本工作原理为：1、本仪器所用中子源为50毫居钚/铍(Pu-238/Be)中子源。2、快中子与轻质元素特别是氢原子极易发生弹性反散射碰撞并 经多次碰撞后被“慢化”为低能量的“慢”中子。3、采用专用的高效慢中子探测器将这种慢中子接收。该探测器 只对慢中子灵敏，而对快中子则基

2、本无作用。把中子源、高效慢中子探测器及变送器组装在一起，构成中子料 位计，并安装在被测装置壁外特定高度上。中子源发出的快中子能够 穿透被测装置外壁，同装置内部的各种原子发生多次相互碰撞，其中 与氢原子发生慢化的几率最大，慢中子再有一定几率反散射到装置壁 外被慢中子探测器接收。反射到探测器处的慢中子通量，在特定条 件下显然与装置内氢原子的密度成正比关系。亦即，装置内氢原子的 密度越大，产生的慢中子通量也就越多。因而通过探测慢中子通量就 能够判定装置内部含氢物料密度的大小。探测器输出的信号经变送器 转换为频率信号由特种五芯双屏蔽电缆传送至中子主机系统中子主 机系统经特殊的数学处理给出百分密度及各界

3、面的位置指示。二、系统构成ZL町-98型中子料位计系统方框图（一炉二塔6个检测点）探测器1中子源1变送器1(1)塔1上检测点密度 （频率）信号（特 五芯双屏蔽电缆 传送）塔1中密度信号.塔1下密度信号-O1-.(4)(5)塔1注油起始信号塔4注油起始信号塔4上密度信号塔4中密度信号+-输出6路420mA信号 分别正比于 各测点塔内 物料密度值输出4路*420mA信号分别正比于塔内泡沫层及焦炭层上沿实时高度探测器6中子源6变送器6(6)塔2下检测点密度（频率）信号（特五芯双屏蔽 电缆传送）三、主要技术性能指标1、塔内物料的密度分辨率2%,能有效分辨出塔内物料的密度变 化，给出不同物料（油气、泡沫

4、、焦炭、水）状态的分布规律。2、监测不同物料（油气、泡沫、焦炭、水）间分界面的变化趋势， 给出泡沫层上沿、焦碳层上沿的高度指示。3、仪器对塔内物料密度突变的响应时间10秒。4、主机系统向DCS输出：非隔离外供电4-20mA信号；每检测点一 路，对应各点百分密度值，每塔两路分别对应泡沫层上沿及焦 炭层上沿的位置值。此类非隔离4-20mA信号应先经过MTL类隔 离栅/器后再接入DCS卡件。并由隔离栅/器向中子料位计输出 的4-20mA信号供电。5、每台中子料位计含50mCi钚/铍（Pu-238/Be）中子源一枚。放 射防护标准：GB16368-1996II级，工作时距中子料位计1米处 总剂量当量率

5、小于2.5微希/时；适用环境：距仪器1米内很 少有人停留。6、防爆等级：ExdIICT4;防护等级IP657、主机系统供电电源：220VAC, UPS供电，不小于5A。8、中子料位计系统配置8. 1、主机系统一套ZLWJ-98型 含：机柜、主机、I/O板卡及软件8. 2、中子料位计 ZLWJ-98型 每检测点配一台；每台含Pu-Be中 子源、中子探测器、中子变送器各1套。8. 3、专用五芯双屏蔽电缆（另购） 主机至塔上每检测点各一条。四、中子料位计功能说明依焦炭塔内物料分布特点及控制工艺“量身定做”连续检测物料含H、C密度的变化，准确检测出焦炭塔内油气、 泡沫、焦炭和水四种状态。全面了解生焦过

6、程中物料状态及密度 的动态分布情况，可考察生产工艺控制参数及油品对生焦发泡过 程和焦炭质量的影响准确实测到油气泡沫、泡沫/焦炭的等多个分界面及变化趋势，类 似对塔内物料进行断层扫描或全息成像，指导节省有效地加入消 泡剂的时机防止泡沫冒顶、控制油气中焦粉的夹带，确保安全生产。延长装 置开工周期，缩短循环周期、减少空高，提高焦炭塔的利用率对操作者指导操作简单明确，节省消泡剂，确保安全生产。中料 位检测到泡沫层再加入消泡剂；观察上料位泡沫出现的情况决定 切塔时机；冷焦时上料位检测到注水时再执行改水溢流”操作。为管理者及生产工艺人员提供更丰富的信息。通过历史趋势图可 观察到泡沫层、焦炭层何时到达各检测点；层内物料含日、C密 度的变化；了解油品、辐射量、炉温、线速、压力等参数对泡沫 层、油层、焦炭层状态分布及发泡效果和升焦质量（如弹丸焦） 的影响。观察下料位监测到泡沫层、焦炭层的时间可较早判断本周期内的 升焦速度、泡沫厚度，为提前调整工艺参数提供依据。结合中、下料位的信息可更准确地了解泡沫层厚度等物料分布情 况；观察中料位消掉泡沫又复见泡沫的过程可了解消泡效果；通过上料位可监测切塔吹扫阶段