ZLWJ-98中子料位計使用說明

1、ZLWJ98型中子料位計使用說明一、性能介紹本儀器由北京巨源華海核儀表有限公司生產(chǎn)，為反向散射式中子料位計（中子氫密度計）。主要用于監(jiān)測焦炭塔內(nèi)特定高度上的物料密度狀態(tài)氣體、泡沫、焦炭或水，并在塔底注油起始信號配合下推算泡沫層上沿實時高度，從而為實現(xiàn)焦化生產(chǎn)的實時在線控制提供信息。該儀器由中子源、高效慢中子探測器及變送器組成。所用中子源為50毫居镅一鈹（24iAm9Be）中子源，發(fā)出的快中子產(chǎn)額通常為1.1X105中子/秒，4n方向均布；快中子與氫原子核相互作用，發(fā)生彈性散射并被“慢化”為低能量的慢中子或熱中子，而使用的慢中子探測器只對慢中子或熱中子靈敏卻對快中子則基本無作用。二、工作原理把中

2、子源、高效慢中子探測器及變送器組裝在一起，并安裝在被測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裝置外壁，并與裝置內(nèi)部的各種原子核發(fā)生相互作用，有一定幾率被慢化，然后，再有一定幾率反散射到被測裝置壁外，被安裝在壁外的慢中子探測器接受。反射到達探測器的慢中子通量Q,在特定條件下與裝置內(nèi)氫原子核的密度成正比關(guān)系，也就是裝置內(nèi)氫原子核的密度越大，產(chǎn)生的慢中子通量也越多，因而通過探測慢中子通量就能判斷裝置內(nèi)部含氫物料密度的大小。探測器輸出的信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)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(tǒng)再進行處理。三、系統(tǒng)構(gòu)成中子主機系統(tǒng)輸出6路420mA信號分別正比于各測點塔內(nèi)物料密度值以1

3、爐2塔用ZLWJ98型中子料位計為例進行說明，其系統(tǒng)方塊圖如下。若2爐4塔則圖中設(shè)備X2（工控PC除外）。探測器1.1變塔1上檢測點密度送丿（頻率）信號（五芯瓷二片中子源器士雙屏蔽電纜傳送）丿探測器1.21TOC o 1-5 h z塔1中密度信號塔1下密度信號塔1注油起始信號塔2注油起始信輸出2路420mA信號分別正比于兩塔內(nèi)泡沫層上沿實時高度塔2上密度信號塔2中密度信號四、主要技術(shù)指標包括：有效測定焦炭塔內(nèi)檢測點處物料狀態(tài)（油氣、稀泡沫、濃泡沫、焦炭或水），塔內(nèi)物料的密度分辨率W2%，能顯示不同種類物料密度的變化及物料各分界面的上升趨勢；塔內(nèi)物料密度突變的響應(yīng)速度WIOs；對每個檢測點儀器輸

4、出一個420mA電流，正比于物料百分密度。另外，對每座焦炭塔另輸出一個420mA電流正比于塔內(nèi)泡沫層上沿實時高度，此電流信號為非隔離輸出的自供電二線制電流環(huán)方式，即接收端DCS卡件上的250Q電阻應(yīng)為不共地的浮動負載。最高檢測點通過DCS系統(tǒng)可設(shè)置密度超限報警；中子及相關(guān)輻射總劑量符合國家標準GB479284、GBZ1252002。距中子源點三1米處的總劑量當量V2.5微希/h；探測器及變送器滿足防爆要求。防爆等級為dIlBT4，防塵防水防護級別為IP65，且雙屏蔽系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力；系統(tǒng)供電要求：220VAC，UPS供電，不小于5A。五、中子料位計的使用1、界面介紹1）在工作界面中顯示

5、各檢測點的相對百分密度數(shù)值及相應(yīng)的物料狀態(tài)文字提示。2）在工作界面中顯示相對百分密度值的歷史記錄曲線。3）在工作界面中顯示各生產(chǎn)塔塔內(nèi)泡沫層上沿所處位置的高度數(shù)值及棒狀圖。4）在定標界面中顯示各檢測點的計數(shù)率值并可定標。5）工作界面與定標界面通過鼠標單擊提示塊可切換。6）漢化人機交互方式修改參數(shù)。2、輸出電流的量程與定義1）塔內(nèi)物料相對百分密度為0%時，系統(tǒng)輸出電流為4mA；相對百分密度為100%時，系統(tǒng)輸出電流為20mA。2）以空塔狀態(tài)和注水狀態(tài)為焦炭塔的兩個基準狀態(tài)，用于系統(tǒng)的校驗和標定。為區(qū)分故障及觀測方便，當測量點塔內(nèi)為氣體時系統(tǒng)設(shè)定顯示相對百分密度為6土2）%，塔內(nèi)為水時，顯示相對百

6、分密度為（80土2）%。3）泡沫上沿在出焦口法蘭處，高度為0時，輸出電流為4mA；泡沫上沿在塔體上弦處，高度為H米，輸出電流為20mA。3、參數(shù)定義參數(shù)名稱、意義、取值范圍見下表。名稱意義取值范圍D1相對百分密度空氣/稀泡分界值8D2相對百分密度稀泡/濃泡分界值30D3相對百分密度濃泡/焦炭分界值55D4相對百分密度焦炭/水分界值70C上料位相對百分密度超限報警限值610Fk空氣定標點計數(shù)率均值020Fs水定標點計數(shù)率均值30200Fk、Fs由校驗定標方式實測而得到。4、歷史趨勢圖對應(yīng)的塔內(nèi)工藝狀況歷史趨勢圖中各條曲線記錄的是相應(yīng)檢測點處塔內(nèi)物料相對百分密度的變化，由此可以掌握并預(yù)測塔內(nèi)工藝狀

7、況，做出相應(yīng)判斷。1）稀泡、濃泡、焦炭、水何時到達測量點2）泡沫上沿上升速度的推算；3）放水后測量點處是否有焦炭，此點何時切焦；4）切塔時泡沫上沿預(yù)計到達的高度；5）消泡劑注入的效果。六、中子料位計監(jiān)測并指導(dǎo)焦化生產(chǎn)的情況說明1、焦化生產(chǎn)工藝需解決的問題主要有：生產(chǎn)的安全性。即防止泡沫從焦炭塔頂油氣出口溢出；在固定時間內(nèi)盡可能大地提高處理量，提高焦化塔利用率；及時了解塔內(nèi)物料狀態(tài)的變化，是稀泡沫、濃泡沫還是焦層；加入消泡劑的時間，以便控制泡沫層的高度；根據(jù)油品實際情況調(diào)整進料量。2、中子料位計可以實現(xiàn)的功能包括：能有效地反映出塔內(nèi)感興趣區(qū)處（檢測點附近）物料密度的連續(xù)變化，給出此區(qū)域內(nèi)物料是稀

8、泡、濃泡、焦炭還是水的狀態(tài)提示；給出泡沫層上沿高度位置報警；根據(jù)從歷史趨勢圖中看到的稀泡、濃泡、焦炭、水到達測量點的時間，分析出物料密度的梯度變化規(guī)律、泡沫層上升速度及泡沫層的厚度；由泡沫層達到中料位、上料位的時間及密度變化情況，結(jié)合油品和處理量的情況，指導(dǎo)加入消泡劑的時間，觀察消泡效果，同時能為工藝人員作出減量或切塔提供依據(jù)。七、中子料位計監(jiān)測位置的選擇一座焦炭塔一般選擇三個檢測點，設(shè)置原則如下：上料位：設(shè)在上弦以下24米處，作為上限報警點。依據(jù)此點物料密度值的變化情況，決定加入消泡劑的最晚時機或合適的切塔時間；中料位：設(shè)在上料位以下35米處，大處理量時焦層到達的位置。可依據(jù)此點物料密度值的

9、變化情況，決定加入消泡劑的起始時機；下料位：設(shè)在中料位以下35米處，作為泡沫層上沿高度預(yù)報的初次校正點。通過此點的密度值的變化，可了解本生產(chǎn)周期內(nèi)各層物料密度狀態(tài)及界面的變化規(guī)律，稀泡層厚度等信息，為指導(dǎo)后續(xù)工藝操作提供依據(jù)。八、中子料位計的輻射劑量1、劑量當量的概念劑量當量是為統(tǒng)一度量各種射線對人體的影響程度而采用的物理量，即不同的射線經(jīng)一定比例的修正，使其與Y射線對人體產(chǎn)生相同作用所需劑量相當?shù)牧俊?、輻射容許劑量輻射工作人員的劑量當量限值：50毫希/年；公眾（非放射性工作人員）中個人的劑量限值：5毫希/年。3、中子料位計中子源周圍劑量當量50毫居镅一鈹中子源距源點100厘米遠處中子劑量當

10、量率為：H=1.6微希/時。如果在距中子源點100厘米處工作2000小時/年，則全年接受的中子輻射劑量當量為：HO=1.6X2000=3.2（毫希/年）。相當于國家標準規(guī)定的放射性工作人員年劑量當量限值的1/15，公眾中個人的劑量當量的2/3。九、中子料位計與Y射線連續(xù)料位計的比較1、測量本質(zhì)不同中子料位計是針對焦炭塔內(nèi)物料分布狀況專門研制的，它利用探測器周圍物料含氫元素的密度變化，準確區(qū)分出檢測點附近物料的狀態(tài)：稀泡沫、濃泡沫、焦炭和水。Y射線連續(xù)料位計測量的是塔身一側(cè)點源與另一側(cè)的線接收器之間塔內(nèi)部扇型區(qū)域的物料總密度的變化，并依此給出料位指示。若扇型區(qū)域內(nèi)同樣高度的物料，密度不同，則會給

11、出不同的料位，因此，它無法準確區(qū)分稀泡沫、濃泡沫和焦炭。2、給出的信息不同中子料位計能給出料位/界面綜合信息，顯示不同物料密度及其界面的變化趨勢。Y射線連續(xù)料位計只能給出扇型區(qū)域內(nèi)易被物料密度影響的不準確料位指示，無法給出界面準確位置。3、應(yīng)用場所不同中子料位計是專為焦炭塔設(shè)計的，適用于焦炭塔內(nèi)物料變化的工藝狀況；Y射線連續(xù)料位計適用于兩相物料密度穩(wěn)定且界面分層清晰的工藝狀況。4、標定的條件不同中子料位計利用焦炭塔空塔狀態(tài)和注滿冷焦水狀態(tài)進行標定，而Y射線連續(xù)料位計卻無法獲得穩(wěn)定密度情況下滿量程的標定條件。5、放射源對周圍環(huán)境的影響不同中子料位計使用的镅鈹中子源，活度為50毫居。在無屏蔽狀態(tài)下

12、，距源點100厘米處其輻射劑量當量率為1.6uSv/h,年中在此處停留2000小時，接受總劑量僅為3.2mSv，小于國標規(guī)定的5mSv限制值。Y射線連續(xù)料位計使用的是活度為500毫居至2000毫居的銫源，使用時必須有屏蔽鉛罐，工作時鉛罐露出一個窄開口，射線呈扇型穿透塔體，塔里扇面內(nèi)劑量當量率極高。在鉛罐100厘米處（反散射影響）或探測器側(cè)（空塔時）其劑量當量率大于2.5uSv/h，因此需要防護的范圍更大。中子料位計檢維修作業(yè)安全管理規(guī)定為保障從事中子料位計檢維修作業(yè)人員的身體健康，防止放射事故發(fā)生，依據(jù)中華人民共和國放射性同位素與射線裝置放射防護條例、放射工作衛(wèi)生防護管理辦法和放射工作人員健康

13、管理規(guī)定，制定以下規(guī)定。1、放射工作人員上崗前，必須接受放射防護培訓，取得放射工作人員證.，方可從事中子料位計的儀表檢維修及測試作業(yè)。2、檢維修及測試作業(yè)僅限于料位計的變送器的電路板、DCS工作界面，不得拆卸中子源。中子源的安裝、拆卸由生產(chǎn)廠家負責。3、檢維修作業(yè)前，工作人員必須嚴格執(zhí)行國家及塔河分公司相關(guān)的放射防護管理規(guī)定，佩戴個人劑量儀，穿戴防護背心、圍裙、手套和防護眼鏡。4、作業(yè)時必須辦理特殊作業(yè)許可證，實行“兩人工作制”，并在生產(chǎn)裝置派人監(jiān)護下進行。5、作業(yè)過程中應(yīng)將料位計變送器的定位機構(gòu)撥到OFF（關(guān)閉）位置；作業(yè)完儀表投用時，再將定位機構(gòu)撥到ON（開啟）位置。6、個人劑量儀顯示超標

14、或劑量超標報警器發(fā)出報警信號時，工作人員應(yīng)撤離工作現(xiàn)場，設(shè)立警戒區(qū)，懸掛警告標識，并將情況匯報相關(guān)部門。7、因火災(zāi)、爆炸或其它事故有可能危及料位計正常運行時，工作人員應(yīng)立即將情況告知所屬單位負責人，采取相應(yīng)措施對料位計進行保護，避免事態(tài)的惡化。8、作業(yè)時，發(fā)生工作人員受超標照射，應(yīng)立即將受照射人員送指定的醫(yī)療機構(gòu)救治或進行醫(yī)學觀察。9、焦炭塔因設(shè)備故障須入塔進行檢修或檢查時，由公司安全部門聯(lián)系生產(chǎn)廠家對料位計進行拆卸，并妥善封存在專用的中子源罐中，存放在專用倉庫。同時，聯(lián)系當?shù)匦l(wèi)生行政部門對現(xiàn)場劑量進行檢測。10、放射工作人員主管單位應(yīng)定期組織檢維修人員到指定的醫(yī)療機構(gòu)進行健康檢查，建立個人劑

15、量檔案。工作人員的劑量當量限值為50毫希/年，超過該劑量當量須接受個人劑量監(jiān)測。中子料位計發(fā)生放射事故的應(yīng)急處理預(yù)案塔河分公司焦化裝置4個焦炭塔共安裝中子料位計12臺，每個塔安裝3臺，安裝高度分別為4900mm、16900mm、20000mm。使用的中子料位計由北京巨源華海核儀表有限公司生產(chǎn)，型號為ZLWJ98型，中子源為50毫居镅一鈹(24iAm9Be)中子源。中子源發(fā)出的中子射線對人體能造成傷害，對環(huán)境能產(chǎn)生放射污染，但因工作需要，操作、維護、管理人員在生產(chǎn)過程中常常需靠近或接觸中子源點，同時，火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生往往危及中子料位計的安全使用，而丟失中子源更會造成嚴重的社會危害，因此，加

16、強放射源的管理，強化員工的個體防護意識，制定事故狀態(tài)下的應(yīng)急處理程序是預(yù)防放射事故發(fā)生的最根本途徑。制定預(yù)案的目的保障員工的身體健康，提高事故狀態(tài)下各部門協(xié)同作戰(zhàn)的快速處置能力，控制風險，最大限度地減少人員傷亡，降低社會影響，防止環(huán)境污染。射線對人體的損傷效應(yīng)凡能引起物質(zhì)電離的各種放射稱為電離輻射。241Am9Be中子源是目前石油化工企業(yè)生產(chǎn)中常用的放射性同位素之一，用于檢測焦炭塔的生焦高度，但由于發(fā)出的射線對人體有損害作用，若防護措施不當，易引起放射性疾病或?qū)Νh(huán)境造成污染。對人體的損傷主要有：急性放射病。人體一次受劑量外照射時，可出現(xiàn)頭暈、乏力、失明、食欲減退等癥狀，繼而出現(xiàn)造血系統(tǒng)損傷，當

17、受照劑量達3Gy可至生命危險。慢性放射病。人體較長期地受到超容許劑量的電離輻射可引起慢性病變，表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱癥，牙齦、皮膚、粘膜出血等，并伴有白血胞減少。皮膚損傷。人體受照劑量超過510Gy時，可出現(xiàn)脫發(fā)、紅斑、水皰、潰瘍、壞死等局部皮膚病損，長期接觸者表現(xiàn)為皮膚粗糙、皸裂、角化過度，或久治不愈的潰瘍。此外，還可引起白內(nèi)障、血液病等。管理與應(yīng)急處理機構(gòu)、職責管理與應(yīng)急處理結(jié)構(gòu)組長：車間主任副組長：工藝副主任、設(shè)備副主任成員：安全工程師(員)、工藝技術(shù)員、設(shè)備技術(shù)員、班組長、崗位操作員3.2職責組長：負責組織制定中子料位計的檢查、管理制度，監(jiān)督落實現(xiàn)場防護措施，審批有關(guān)料位計維護作業(yè)票證，發(fā)生放

18、射事故時負責現(xiàn)場指揮并及時上報和配合事故調(diào)查。副組長：協(xié)助組長開展工作，組長不在時代行管理權(quán)、指揮權(quán)；從工藝、設(shè)備角度出發(fā)，強化工藝管理、設(shè)備維護，避免因火災(zāi)、爆炸事故危及中子料位計安全運行。安全工程師（員）：建立健全中子料位計臺帳、管理制度，檢查并落實防電離輻射措施；發(fā)生放射事故時，負責現(xiàn)場警戒和標識，參與事故調(diào)查。工藝、設(shè)備技術(shù)員：監(jiān)督班組檢查制度的落實，根據(jù)DCS中中子料位計顯示狀態(tài)及時調(diào)整工藝操作，協(xié)助班組處理異常事故。班長：監(jiān)督本班組崗位人員按時對現(xiàn)場中子料位計的完好情況進行檢查，并交接班；事故狀態(tài)下配合車間采取預(yù)防措施。崗位操作員：按時對現(xiàn)場中子料位計的完好狀況進行檢查，并在交接班

19、日志中注明；發(fā)現(xiàn)異常情況及時匯報，檢維修時有責任引導(dǎo)維護人員到指定地點并監(jiān)督檢維修過程；事故狀態(tài)下配合班組、車間采取安全措施。預(yù)防放射事故發(fā)生的措施現(xiàn)場設(shè)置防電離輻射圍欄，確定安全距離，懸掛警示標志。建立中子料位計管理機構(gòu)，制定管理制度，確定崗位日常檢查頻次，規(guī)定注意事項。裝置投產(chǎn)或停工檢修、檢查焦炭塔時，及時聯(lián)系生產(chǎn)廠家負責安裝、拆卸，并存放在專用庫房和封存在鉛罐中。投用（竣工驗收）前或正常生產(chǎn)過程中及時聯(lián)系自治區(qū)衛(wèi)生行政部門進行放射防護效果評價和定期的現(xiàn)場劑量檢測，并將監(jiān)測結(jié)果告知儀表維護單位和管轄單位。中子料位計儀表部分進行檢維修時辦理作業(yè)許可證，維護人員須著防護用品、佩戴個人劑量儀和報

20、警式劑量儀。按照衛(wèi)生部放射工作人員健康管理規(guī)定對從事放射工作的人員定期進行健康檢查，并建立個人劑量檔案。生產(chǎn)過程中，車間、班組、崗位應(yīng)按照相關(guān)管理制度對中子料位計的安全狀況進行檢查，并作為交接班的一項內(nèi)容。檢查頻次為：車間1次/天，班組1次/班，崗位4次/班。停工檢修時，若中子料位計不拆卸，車間應(yīng)將其作為安全保衛(wèi)的重要部位，派專人監(jiān)護。裝置發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故時，應(yīng)以保護中子料位計的安全為原則，積極采取相應(yīng)措施，阻止火災(zāi)的靠近或爆炸的沖擊。出現(xiàn)現(xiàn)場劑量超標，車間、公司應(yīng)及時采取隔離措施，并逐級匯報主管部門。加強員工的防護意識教育，成立放射事故處理應(yīng)急機制，并定期組織員工進行事故預(yù)案演練。放射事故應(yīng)急處理程序5.1超劑量照射事故的處理發(fā)生人體受超劑量照射事故時，車間應(yīng)立即將病人安置在安靜、通風良好的地方等候救治，派專人護理，并向公司調(diào)度、安全部門匯報。同時，劃定安全隔離區(qū)。安全部門接到通報后，迅速聯(lián)系當?shù)匦l(wèi)生行政部