焦化中子料位计使用说明书

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1、RAMONSHLW-ZZ01型中子料位计说明书目录1、焦化塔中子料位测量21.1检测原理21.2系统组成31.3技术特点51.3.2高度预测技术51.4技术指标71.5输出信号说明81.7使用说明91.8放射性安全知识111.9、远程监控功能12121.10、权限设置121.11、应用软件的功能12121、焦化塔中子料位测量1.1检测原理本系统是利用20~50mCi的241Am-9Be（或Pu238-Be）中子源，1Ci的241Am-9Be（或Pu238-Be）中子源的中子产额为2.2×106中子/秒，沿4π方向均布；241Am-9Be（或Pu2

2、38-Be）中子源产生的中子平均能量为5.49MeV，这种快中子与原子序数较小的原子，特别是氢原子极易发生弹性碰撞，将能量转移给氢原子，经多次碰撞后被“慢化”为低能量的“慢中子”；中子源辐射的快中子穿过焦化塔壁，与塔内介质中的氢原子核发生弹性碰撞。快中子因其能量通过弹性碰撞传递给了氢原子核，而变成慢中子，慢中子反射到塔壁外的慢中子探测器中。接受器采用了进口高效慢中子探测器（３He正比计数管），慢中子与探测器内的氦原子碰撞，产生带电的α粒子，带电粒子在电场运动产生电脉冲，形成脉冲计数；接受器检测到的脉冲计数与接受器处的慢中子通量（单位时间内通过单位

3、面积的数量）成正比关系，塔内物质所含氢原子的密度与慢中子通量成一定比例关系。由于注入塔内的渣油主要由碳、氢元素组成，因此可由慢中子通量得到塔内物质的密度。塔上的下、中、上各料位检测点的接受器将测得的信号放大成形后通过单芯双屏蔽电缆传给二次仪表进行处理，二次仪表根据12测得脉冲计数转化成相应的百分比密度信号（4~20mA对应密度0~100%），并传给工控机，工控机根据下、中、上各料位检测点密度信号改变趋势来推算焦炭塔内气体、泡沫、焦炭和水的高度，确定各分界面的具体位置，给出塔上的下、中、上各料位检测点百分密度及塔内各界面的位置指示，并将相关数据传给

4、客户端。塔内物料密度范围如下：物料名称油气稀泡沫浓泡沫焦炭或水密度范围≤10%10%~30%31%~60%≥60%系统功能：本系统采用三点中子检测法检测1000万吨/年炼油系统改造工程延迟焦化装置2座焦化塔中的物料料位。系统在16.5米的检测区的上、中、下部，各设一个检测点，通过检测、计算和显示测量点处塔中介质（焦炭、稀泡、浓泡、油气、水）的密度、种类和料位，实现检测焦化塔内料位、指导加消泡剂、及决定是否切塔等功能。1.2系统组成RAMONSHLW-ZZ01型中子料位计本系统由中子源（镅241+铍）（或Pu238-Be）、接受器（3He正比计数管

5、探测器）、信号处理单元、工控机等组成，两塔六点中子料位检测系统一套主要含以下设备。机柜、主机、显示器、I/O板卡及软件六个检测点配六台中子料位计，每台含Am-Be中子源、中子接受器、二次仪表各1套；配双屏蔽同轴电缆，主机到塔上每检测点各一12根，每个接受器配一个连线盒，共六个。方框图如下：现场布置图如下：12安装说明：第一个中子源和中子探测器安装在塔高13.5米处，离地高度约15米，第二个中子源和中子探测器安装在塔高20米处，离地高度约21.5米，第三个中子源和中子探测器安装在塔高25.1米处，离地高度约26.6米。1.3技术特点1.3.1智能平

6、滑技术：由于中子反射法测量属于核辐射测量，测量值有一定的统计涨落，一般采用加大采样时间的办法来克服统计误差。公司独有智能平滑技术，可以大大地缩小采样时间，提高测量灵敏度。如燕化所用公司料位计比燕化所用国外料位计采样时间缩小了20倍。12公司国外设备采样时间0.5s10s灵敏度2%5%1.3.2高度预测技术塔内介质分为油气、泡沫、焦和水。由于油气、泡沫、焦的密度介于空气和水之间，因此，当塔内充满空气时的中子通量可视为0%，塔内充满水时的中子通量可视为100%。中子通量与料位高度的关系如下图所示（以下料位泡沫为例）。当塔内泡沫上升至中子源附近时，开始

7、有慢中子反射回来，即开始有一定的慢中子通量，当泡沫逐渐上升时，中子通量逐渐增加，当泡沫上升至一定高度时，中子通量不再增加。可将中子通量达泡沫中子通量的75%时视为泡沫已达指定高度。根据不同测量点的介质到达时间及这两个测量点的距离可推算出介质的上升速度和上升到的实际位置；上升速度计算公式：V=(H2-H1)/(T2-T1)；其中：H1：低料位点高度；12H2：高料位点的高度；T1：介质到达低料位点的时间；T2：介质到达高料位点的时间；下料位检测点的可能趋势曲线如下，实际曲线以检测为准，中间下降位置为加入消泡剂后，泡沫的位置下降。1.4技术指标1.4

8、.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并给出不同物料（油气、泡沫、焦炭、水）的状态指示，液位测量精度为≤2%；1