核子秤自動配煤系統在焦化廠的應用

摘 要：主要介紹了核子秤自動配煤系統在首鋼焦化廠的應用情況。通過在2004年和2006年兩年隨即抽取數據來進行對比，反映出核子秤自動配煤系統在配比穩定性方面優于原有的電子秤。

關鍵詞：核子秤 配煤 原理 應用

1.前 言

首鋼股份有限公司焦化廠備煤區域一、四配煤配煤系統共有14個配煤槽，原有的配煤系統采用電子秤、電磁振動給料機。由于電子秤的維護量大，大多數電子秤已不能正常使用，因此采用手動調節下煤量，人工過盤檢查配煤比的準確性的方法進行配煤操作，職工的勞動強度大，配煤準確性低。為全面提高配煤準確性，減輕崗位職工的勞動強度，我廠經過多方研究考察，分別于2004年11月和2005年4月對一、四配煤原電子秤配煤系統進行升級改造，采用北京金日公司的核子秤自動配料系統。

2.核子秤綜述

2.1 核子秤自動配煤系統的原理

核子秤自動配煤系統是通過核技術與計算機應用技術相結合來控制配煤倉下煤量的一套自動操作系統。裝在皮帶上方一個固定鉛罐中內含同位素元素Cs 137輻射源發出的γ射線經過物料，其輻射強度要發生衰減，衰減程度隨不同的物料及其所含的物質的不同而發生變化。

其計量原理：射源發出的γ射線穿過皮帶上的物料后，被安裝在皮帶下方支架上的電離室傳感器吸收，由于物料的厚度、質量及堆密度不同，其衰減程度也不同，電離室加感器內惰性氣體被激勵的程度及電離產生的電流大小發生變化，此電位信號經過前置放大，輸入計算機處理，得到被測物料的質量、流量。若其值偏離給定值所要求的范圍，經過反饋系統，電信號經計算機傳送到電振機的控制箱，通過自動控制電振給料機電流的大小來控制下煤量的大小，以達到下料量始終保持在給定值所要求的范圍內的效果。

金日公司核子秤由于采用非接觸測量技術，并充分利用現代計算機及電子技術的最新成果，克服了傳統電子秤的缺點，其特點如下：

1）根據γ射線穿透物料時強度按指數規律衰減的原理，對輸送機上的各種物料累計重量、流量進行非接觸式在線測量。

2）不受皮帶磨損、張力、振動、跑偏、沖擊等因素的影響，能長期穩定、可靠的工作。

3）利用高新技術和特殊工藝制造的傳感器具有極高靈敏度，可在高溫、多塵、強電磁干擾、強腐蝕等惡劣環境下可靠運行。

4）秤體尺寸及重量大大減少，安裝更加簡單，其中臥式秤可安裝在各種垂直落料的出口處，安裝只需很少的空間，并不需要對原設備進行改造。

5）系統高智能化，操作非常簡單，安裝標定后，全部維護工作可由按鍵完成，正常工作情況下可無人值守。

6）可用標準吸收校驗板方便地對系統精度進行檢驗。

7）可實時顯示物料的重量、負荷、流量、自動打印某一時刻的累積量。

8）具有漂移補償及核源衰減補償功能，系統長時間運行穩定可靠。

9）由于放射源的強度低，同時系統又有可靠的防護措施，這就保證了在秤架之外的放射計量遠低于國家公眾人員防護標準。

2.2 核子秤的功能

1）全面數據統計：配煤室計算機采集到各個現場的秤體信號后，進行顯示、記錄和統計處理。實現當日、當班產量報表運行時間報表的顯示、查詢和打印，實現歷史各班的數據查詢和打印。實現實時流量的紀錄流量曲線的查閱。

2）完備的報警功能： 系統具有空轉超時報警、流量超限超時報警、恒流量超時報警等管理和防止作弊功能。

3）實現遠程監控。

2.3 核子秤的性能指標

1）測量誤差：輸送機流量在20%—100%范圍內變化時，累計量誤差<土1%。

2）秤體和主機距離：1000米以內

3）環境溫度：傳感器-30℃-60℃， 主機0-40℃ 濕度<90%

4）電源： ～220V 50HZ-60HZ 允許電壓變化范圍15%

2.4 四配煤核子秤的組成

核子秤系統，由兩部分組成，第一部分為核子秤自動配煤的計算機操作系統。第二部分是由7臺主皮帶上的核子秤組成。

在每個料倉的小皮帶上安裝核子秤，共安裝7個核子秤使其達到設計配料的要求。

同時，計算機同控制部分分離，只是作為入機接口進行參數設置、數據處理及一些其它輔助功能，所以計算機出現故障時，可用配料模塊操作，配料模塊出現問題時，可用控制箱進行手動操作，不會影響系統正常配料生產。

系統的運行控制，是由各配煤槽下料合格率，控制配煤合格率。操作工通過主畫面中的各倉下料合格率了解各配煤槽的下料情況。

2.5 自動配煤系統的設計及特點：

1）在軟件方面新系統的操作平臺界面更符合人們的習慣，動態表格中的每班每個下煤槽的水份含量，給定配比、實際配比給定流量、實際流量、實際干煤量及配煤準確度;工藝流程圖中有每個下煤槽運行和停止顯示，以及煤倉標識操作兼顧鍵盤和鼠標。

2）增加了初始電流自動跟蹤部分，能夠記錄每一流量內最佳電流，下次啟動時以此作為初始電流啟動，使系統更快地達到穩定狀態。

3）新系統具有齊全的數據查詢功能，能夠查閱班報、日報生產運行報表，隨機報表查詢可分班查詢，有故障分析表格及每班每個下煤槽的動態，配比準確度趨勢圖和歷時趨勢圖。

4）有下煤槽下料量過多或斷流時的報警裝置，操作工可從報警提示上判斷哪個斗槽下料超出標準。

5）新系統采用模塊方式;控制站由一個開關模量和多個控制配煤模塊組成。在計算機發生故障時，不會影響自動配料，參數可在模塊上直接改且有數據顯示，各秤之間和各配料控制模塊之間相互獨立，這樣就確保了整個配煤系統工作的穩定性。

6）此系統保存10組常用配比供選擇，操作工在控制面板上可直接選擇，便于操作。

3 核子秤在四配煤的使用效果

3.1隨機抽取日期、班次檢驗配煤比。

工藝要求配煤比計劃設定值與實際值誤差小于0.5%，實際抽測誤差均符合要求。

1#秤較粘因而下料不暢，1#—3#倉是錐形斗嘴，下料不暢，因而誤差稍大，但仍沒有超過規定值。

4.使用核子秤自動配煤系統前后數據的采集和分析比較

為了考察核子稱自動配煤系統在經過常時間穩定的運行后的準確/穩定情況，我們分別隨機抽取了2004年第一周和2006年11月份第一周四配煤室配比完成情況數據，對數據進行處理并繪出曲線圖直觀的進行比較.

4.1使用核子秤前后四配煤室配比完成情況的比較

4.1.1四配煤室配比完成情況（2004年11月1-6日）

4.1.2四配煤室配比完成情況（2006年11月1-6日）

由兩組數據比較可知，2006年11月1-6日四配煤室配比波動情況比2004年大幅度提高，配比更為穩定，波動區間小。二者對比如圖所示：

5 結論：

兩年數據的分析對比表明：核子稱自動配煤系統在配比穩定性、過盤誤差值方面都要好于原電子稱，核子稱自動配煤系統具有較好的準確性、穩定性，比電子稱更適于我廠配煤系統的實際應用。其優越性如下：

1）、測量精度不受皮帶磨損張力、震動、跑偏、粉塵等因素的影響。

2）、在極惡劣的環境下穩定可靠工作。

3）、動態測量精度高，其誤差小于1%，滿足生產需求。

4）、系統穩定可靠。

5）、功能齊全，具備超差、故障報警功能，便于及時調節操作。

6）、工藝過程可追朔性強，便于焦炭質量的總結改進。

7）、設備維護量小，操作簡便，自動化程度高。

同時，由于相應的配煤槽斗嘴個別仍為普通類型，時有下煤不暢現象，若全部改造為雙曲線型，輔助以風力振煤，可使此系統更加完美、實用，確保配比的準確性。

參考文獻：

[1]梁建廠.核子秤在配料控制系統中的應用[J].能源研究與管理，2018（03）：106-110.

[2]馬建疆，蘇補拽.礦山選礦用核子稱放射源輻射水平調查[J].內蒙古石油化工，2012，38（23）：103-104.

作者簡介：

吳志強 （1976.07），男，漢族，山東泰安，大學本科，助工，北京首鋼國際工程技術有限公司，焦化，100043。

北京首鋼國際工程技術有限公司 北京 100043