中子料位計(jì)高壓鍋與焦炭塔的類比

高壓鍋是生活中的一個(gè)小型壓力容器，使用時(shí)間短頻率低，鍋內(nèi)加料（米、水），燃?xì)庠罨痤^的大小、蒸米飯的時(shí)間，以及米飯的盛倒，高壓鍋的洗涮，都是人工手動(dòng)操作才能完成。雖然現(xiàn)在有自動(dòng)化程度高的電飯煲壓力容器，但只是米飯的蒸熟過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，其余的工作仍然需要人工來(lái)完成。

焦炭塔是一個(gè)工業(yè)化的生產(chǎn)裝置，運(yùn)行時(shí)間按年來(lái)計(jì)，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，延遲焦化焦炭塔采用雙塔或多的塔模式來(lái)生產(chǎn)，進(jìn)料不斷，塔器循環(huán)使用，幾乎所有的工作都靠程序控制來(lái)自動(dòng)完成。

焦炭塔物位檢測(cè)的難點(diǎn)

1、焦炭塔在使用過(guò)程中要經(jīng)受頻繁的大幅度的溫度驟變，其生焦過(guò)程表面溫度可達(dá)500度，除焦過(guò)程經(jīng)過(guò)小吹氣、大吹氣、冷焦、除焦過(guò)程，其塔內(nèi)溫度出現(xiàn)大幅度的驟變從500度降到室溫，而且這種溫度驟變過(guò)程為48小時(shí)的周期變化，對(duì)于焦炭塔的器壁是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目简?yàn)，所以焦炭塔的器壁側(cè)面嚴(yán)禁開(kāi)孔引出接口。由此所有的檢測(cè)儀表都不能伸入到焦炭塔內(nèi)部。傳統(tǒng)的液位、物位檢測(cè)儀表無(wú)法使用。

2、焦炭塔由于要承受高溫驟變的特性，制造過(guò)程大部分使用30mm以上的不銹鋼或耐高溫層碳鋼，而且在生焦過(guò)程，焦炭塔內(nèi)固體焦層不斷增加高度，其傳統(tǒng)的外貼式物位計(jì)也無(wú)法使用。

中子料位計(jì)概述

華科HC-5000型中子料位計(jì)是利用中子在含氫介質(zhì)中的散射、慢化原理,測(cè)定含氫元素物料的料罐、塔等裝置內(nèi)物料的狀態(tài)和密度,判定裝置內(nèi)物料為氣相、泡沫或液固相,并給出物料密度的定量數(shù)據(jù),它通過(guò)對(duì)焦炭塔特定區(qū)域內(nèi)物料含H、C密度的連續(xù)測(cè)量,給出塔內(nèi)全部物料狀態(tài)(油氣、泡沫、焦炭或水)的動(dòng)態(tài)分布規(guī)律,并在塔底注油起始信號(hào)配合下給出泡沫層、焦炭層上沿實(shí)時(shí)高度指示值,為實(shí)現(xiàn)焦化的生產(chǎn)實(shí)時(shí)在線控制提供信息。

中子料位計(jì)基本工作原理

采用的慢中子探測(cè)器將這種慢中子接收。該探測(cè)器只對(duì)慢中子靈敏，而對(duì)快中子則基本無(wú)作用。

把中子源、慢中子探測(cè)器及變送器組裝在一起，構(gòu)成中子料位計(jì)，并安裝在被測(cè)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(cè)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)生慢化的幾率大，慢中子再有一定幾率反散射到裝置壁外被慢中子探測(cè)器接收。反射到探測(cè)器處的慢中子通量中，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(guò)探測(cè)慢中子通量就能夠判定裝置內(nèi)部含氧物料密度的大小。探測(cè)器輸出的信號(hào)經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)由特種五芯雙屏蔽電纜傳送至中子主機(jī)系統(tǒng)。