無源核子料位計(jì)在大唐濱州電廠的應(yīng)用

嚴(yán)磊

摘 要：本文以大唐濱州發(fā)電有限公司輸灰系統(tǒng)倉室設(shè)備為例，從結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)以及實(shí)際使用方面全方面的介紹了JLLH-HK 系列無源核子料位計(jì)。該料位計(jì)應(yīng)用于大唐濱州發(fā)電有限公司1、2號(hào)布袋除塵倉室，效果顯著，故障率低，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)倉室灰位情況，輸灰系統(tǒng)運(yùn)行可靠性提高，維護(hù)費(fèi)用降低，系統(tǒng)節(jié)能降耗作用顯著。

關(guān)鍵詞：核技術(shù)；料位計(jì)；無源；除塵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.179

1 背景

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，除塵倉料位儀主要有：音叉式料位開關(guān)、阻旋式料位開關(guān)、振棒式料位開關(guān)、電容式料位開關(guān)、核子料位計(jì)。

傳統(tǒng)接觸式料位開關(guān)，根據(jù)除塵倉分離煙氣粉塵的實(shí)際原理以及各種除塵倉實(shí)際構(gòu)造，上述料位開關(guān)大多采用插入安裝高低料位開關(guān)的方式，但從實(shí)際應(yīng)用效果來看，大部分的除塵倉的料位開關(guān)在使用一段時(shí)間便出現(xiàn)裹灰、掛灰、磨損等情況，使用狀態(tài)很不樂觀。因高溫、飛灰、掛料等現(xiàn)象使料位開關(guān)經(jīng)常產(chǎn)生誤報(bào)警，因插入式安裝，機(jī)械磨損嚴(yán)重，使用壽命短，維護(hù)成本高，維護(hù)時(shí)需搭建相關(guān)輔助設(shè)施才能進(jìn)行維護(hù)，核子料位計(jì)，此種料位計(jì)準(zhǔn)確度較高，但價(jià)格昂貴，還會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)帶來核污染及放射源丟失等不可控因素，存在一定安全隱患。本文講解的無源核子料位計(jì)，在綜合分析國內(nèi)外其它料位計(jì)多種弊端因素，根據(jù)除塵倉內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及煤灰本身的放射特性，從根本上解決核子料位計(jì)需要放射源的難題，做到真正的無放射源，不接觸被測(cè)物體，又能避免其它傳統(tǒng)接觸式料位計(jì)無法解決的一系列問題，使粉煤灰位測(cè)量安全、可靠、高效。

2 無源核子料位計(jì)簡(jiǎn)介

JLLH-HK非接觸式料位計(jì)：它用的是核原理，但完全不需要放射源，就沒有輻射防護(hù)的必要。當(dāng)物料位置發(fā)生變化，高于或低于JLLH-HK非接觸式料位計(jì)的安裝位置，JLLH-HK非接觸式料位計(jì)探測(cè)到的粉煤灰自身穿過容器的γ 射線的強(qiáng)度有所不同。當(dāng)料位置發(fā)生變化時(shí)，穿過容器的γ 射線強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。

γ射線的介紹：γ射線，又稱γ粒子流粒，是原子核能級(jí)躍遷蛻變時(shí)釋放出的射線，是波長短于0.01埃的電磁波。γ射線有很強(qiáng)的穿透力。

γ射線可通過測(cè)量光電子或正負(fù)電子對(duì)的能量推算出來。 還可利用晶體對(duì)γ射線的衍射直接測(cè)量γ光子的能量（非接觸式料位計(jì)使用后一種方法）。

主要機(jī)理是一定能量的射線束中的光子與物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)后損失其能量，從原射線束中消失。如圖1

強(qiáng)度為I 0 的射線穿過厚度為 t，密度為 ρ的被測(cè)物后，強(qiáng)度減為 I，當(dāng)I 0 和 t一定時(shí)，I 與 ρ相關(guān)。其中k 為質(zhì)量吸收系數(shù)。

（1）料位計(jì)探測(cè)單元： γ 射線探測(cè)器（將接收到的γ 射線轉(zhuǎn)換成電脈沖）； 高壓電源（供給探測(cè)器）； 放大器（對(duì)探測(cè)器輸出的電脈沖進(jìn)行放大）。

（2）中央處理單元：信號(hào)甄別、數(shù)據(jù)處理；將料位轉(zhuǎn)換成數(shù)字量和模擬量輸出。

其中滿倉值，空倉值，報(bào)警值，返程值為設(shè)定參數(shù)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行要求設(shè)置。

料位計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)大于等于報(bào)警值時(shí)，K1，K2繼電器動(dòng)作；

料位計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)小于等于返程值時(shí)，K1，K2繼電器恢復(fù)。

3 無源核子料位計(jì)應(yīng)用效果

大唐濱州電廠布袋除塵系統(tǒng)每臺(tái)機(jī)組共分為輸灰A、B、C、D倉室，分別設(shè)有倉室高料位、倉室低料位和倉泵高料位測(cè)點(diǎn)。每臺(tái)機(jī)組布袋除塵系統(tǒng)共計(jì)24只料位計(jì)，目前倉室高料位采用無源核子料位計(jì)。

JLLH-HK非接觸式料位計(jì)在火電廠除塵、除灰系統(tǒng)中料位測(cè)量上有很好的優(yōu)勢(shì)，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低大量的維護(hù)費(fèi)用，起到節(jié)能降耗作用。相比其他料位計(jì)有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）安裝方式：非接觸安裝，無需對(duì)容器開孔。（2）抗掛灰抗粘附性：通過測(cè)量灰的總量，來分辨是灰斗壁掛灰，還是真的灰位到了。可靠性高。（3）灰溫度的影響、濕度影響：灰中水蒸汽對(duì)灰和環(huán)境的放射性沒有影響，所以不會(huì)影響測(cè)量。料位設(shè)備在保溫層外，處于常溫環(huán)境，不受灰的高溫的影響，使用壽命長。（4）可用性：由于可靠性高，特別是輸出的灰位模擬量，實(shí)時(shí)顯示灰位變化情況。運(yùn)行人員可依據(jù)料位進(jìn)行運(yùn)行控制。系統(tǒng)效率高，節(jié)約運(yùn)行成本，延長系統(tǒng)其他設(shè)備壽命。

但在實(shí)際應(yīng)用中，由于此料位計(jì)監(jiān)測(cè)范圍有限（只能觀測(cè)安裝部位上下1.5米范圍料位），所以選用2支或多支料位計(jì)以便于更全面監(jiān)測(cè)灰位，若每臺(tái)倉室只安裝一臺(tái)料位計(jì)，在安裝料位計(jì)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際倉室高度合理選定安裝位置，本廠安裝在距離倉室底部4米位置，監(jiān)測(cè)范圍為倉室底部2.5米（零位）-5.5米（滿量程），總量程為3米。

從安裝使用至今，無源核子料位計(jì)使用效果良好，測(cè)量準(zhǔn)確度高，能夠直觀顯示實(shí)際倉室灰位，便于運(yùn)行人員監(jiān)視，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]JLLH-HK系列料位計(jì)說明書[S].北京嘉樂聯(lián)合自動(dòng)化設(shè)備有限公司，2011（06）.

[2]湯金興.γ核料位計(jì)技術(shù)特點(diǎn)及使用情況[J].浙江電力，1995（01）.endprint