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域內物料含H、C密度的連續測量，給出塔內 全部物料狀態(油氣、泡沫、焦炭或水)的動態分布規律并在塔底 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 為實現焦化生產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、快中子與輕質元素特別是氫原子極易發生彈性反散射碰撞并 經多次碰撞后被“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。中子源發出的快中子能夠 穿透被測裝置外壁，同裝置內部的各種原子發生多次相互碰撞，其中 與氫原子發生慢化的幾率最大，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 件下顯然與裝置內氫原子的密度成正比關系。亦即，裝置內氫原子的 密度越大，產生的慢中子通量也就越多。因而通過探測慢中子通量就 能夠判定裝置內部含氫物料密度的大小。探測器輸出的信號經變送器 轉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中子主 機系統經特殊的數學處理給出百分密度及各界

3、面的位置指示。二、系統構成ZL町-98型中子料位計系統方框圖（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 物料密度值輸出4路*420mA信號分別正比于塔內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、主要技術性能指標1、塔內物料的密度分辨率2%,能有效分辨出塔內物料的密度變 化，給出不同物料（油氣、泡沫

4、、焦炭、水）狀態的分布規律。2、監測不同物料（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、儀器對塔內物料密度突變的響應時間10秒。4、主機系統向DCS輸出：非隔離外供電4-20mA信號；每檢測點一 路，對應各點百分密度值，每塔兩路分別對應泡沫層上沿及焦 炭層上沿的位置值。此類非隔離4-20mA信號應先經過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 射防護標準：GB16368-1996II級，工作時距中子料位計1米處 總劑量當量率

5、小于2.5微希/時；適用環境：距儀器1米內很 少有人停留。6、防爆等級：ExdIICT4;防護等級IP657、主機系統供電電源：220VAC, UPS供電，不小于5A。8、中子料位計系統配置8. 1、主機系統一套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物料分布特點及控制工藝“量身定做”連續檢測物料含H、C密度的變化，準確檢測出焦炭塔內油氣、 泡沫、焦炭和水四種狀態。全面了解生焦過

6、程中物料狀態及密度 的動態分布情況，可考察生產工藝控制參數及油品對生焦發泡過 程和焦炭質量的影響準確實測到油氣泡沫、泡沫/焦炭的等多個分界面及變化趨勢，類 似對塔內物料進行斷層掃描或全息成像，指導節省有效地加入消 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。延長裝 置開工周期，縮短循環周期、減少空高，提高焦炭塔的利用率對操作者指導操作簡單明確，節省消泡劑，確保安全生產。中料 位檢測到泡沫層再加入消泡劑；觀察上料位泡沫出現的情況決定 切塔時機；冷焦時上料位檢測到注水時再執行改水溢流”操作。為管理者及生產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、壓力等參數對泡沫 層、油層、焦炭層狀態分布及發泡效果和升焦質量（如彈丸焦） 的影響。觀察下料位監測到泡沫層、焦炭層的時間可較早判斷本周期內的 升焦速度、泡沫厚度，為提前調整工藝參數提供依據。結合中、下料位的信息可更準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見泡沫的過程可了解消泡效果；通過上料位可監測切塔吹掃階段