ЖУРНАЛ «СТА» №3/2003

РАЗ РА БОТ КИ / У ГОЛ Ь НА Я П РОМЫШЛ Е ННОС Т Ь 45 СТА 3/2003 www.cta.ru ческого комплекса нашли методы, использующие нейтронные источни- ки излучения, так как в настоящее время приемлемой альтернативы им нет [15]. Нейтронные методы определения влажности и насыпной массы сыпу- чих материалов основаны на регистра- ции нейтронов, замедлившихся в ре- зультате взаимодействия с ядрами ато- мов водорода контролируемого мате- риала при облучении его быстрыми нейтронами. Нейтронные влагомеры и влагоплотномеры отличаются широ- ким диапазоном и быстротой измере- ния. Кроме того, благодаря высокой проникающей способности нейтро- нов обеспечивается интегральная оценка влажности в сравнительно большом объёме материала. Разработка методов и приборов для контроля зольности твёрдого топлива (уголь и продукты его обогащения, кокс и т.д.) в технологических потоках представляет собой сложную техниче- скую задачу. Это связано прежде всего с тем, что твёрдое топливо весьма не- однородно по своим физикохимичес- ким свойствам и не существует физи- ческих эталонов зольности. Все из- вестные методы измерения зольности можно разделить на разрушающие и неразрушающие. Разрушающие мето- ды характеризуются химическим или температурным разделением топлива на горючую (органическую) и негорю- чую (минеральную) части. В неразру- шающих методах измеряется ка- каялибо физическая характеристика топлива, функционально связанная с содержанием в нём минеральных при- месей (зольность). Я ДЕРНО - ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗОЛЬНОСТИ ТВЁРДОГО ТОПЛИВА Наиболее перспективны, с точки зрения построения надёжных и высо- коточных приборов контроля зольнос- ти топлива, ядернофизические мето- ды. Их главные преимущества — бес- контактность, скорость, высокая точ- ность и большая представительность оценки. В основу ядернофизических методов контроля зольности топлива положены различные эффекты взаи- модействия ионизирующих (бета, рентгеновское, гамма, нейтронное) излучений с контролируемым матери- алом. При этом регистрируются ин- тенсивности либо прошедшего, обрат- но рассеянного и флуоресцентного из- лучения, либо инициируемого ней- тронами различных энергий вторич- ного ионизирующего излучения. При инструментальном контроле зольности угля наиболее широкое рас- пространение получили ядернофизи- ческие методы, основанные на ис- пользовании гаммаизлучений. Ана- лиз многочисленных публикаций, ка- сающихся этого вопроса, и информа- ции о внедрениях показывает, что на- ибольшее распространение получили изотопные приборы, в которых ис- пользуются источники из амери ция241 ( 241 Am), излучающие гам- макванты с энергией 60 кэВ и пери- одом полураспада порядка 450 лет. Та- кие методы широко применяются в Республике Казахстан и в основных угледобывающих и углепотребляющих странах мира. Стоимость зарубежных приборов для контроля зольности составляет от 50 тысяч до 180 тысяч долларов США [6]. Такая высокая стоимость связана, в первую очередь, с тем, что производ- ство этих приборов осуществляется малыми и единичными партиями. Кроме того, приборы разрабатывают, как правило, только для конкретных условий измерения зольности угля на ленте конвейера, в железнодорожном вагоне, в бункере, при экспрессана- лизе лабораторных проб, что приво- дит в конечном счете к ещё большему увеличению затрат на их производ- ство, а в дальнейшем — на их эксплуа- тацию. Таким образом, для широкого при- менения инструментального контроля зольности угля в потоке, а также для экспрессанализа отобранных подго- товленных и неподготовленных проб необходим универсальный измери- тельновычислительный комплекс — надёжный, простой в эксплуатации и обслуживании, относительно дешёвый и в то же время по метро- логическим показателям не усту- пающий требованиям стандарт- ного метода определения золь- ности (ГОСТ 1102275), позволяющий произво- дить расчеты с потребите- лем и обеспечивать макси- мальную безопасность при экс- плуатации. В результате проведения опыт- ноконструкторских работ разработан радиоизотопный измерительновы- числительный комплекс РИВК1 для измерения зольности и насыпной плотности твёрдого топлива (продук- тов обогащения угля) на конвейерной ленте и выдачи результатов измерения в нормированной форме в системы управления технологическими про- цессами [7]. Т ЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ , СОСТАВ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА РИВК-1 Измерительные возможности разра- ботанного комплекса РИВК1 демон- стрируют характеристики, приведён- ные в табл. 1 Комплекс РИВК1 конструктивно выполнен в виде двух основных узлов: гаммадатчика зольности ГДЗ7683 (в дальнейшем датчика, рис. 1) и устрой- ства обработки и управления УОУ7683 (в дальнейшем устройства обработки, рис. 2). Габаритные размеры и масса Диапазоны измерения ● зольности, % ● насыпной плотности, кг/м 3 от 5 до 35 от 800 до 1300 Поддиапазоны измерения зольности, % ● от 5 до 20 ● от 20 до 35 Пределы допустимых значений основных абсолютных погрешностей при доверительной вероятности Р =0,9 в диапазоне изменения расстояния между датчиком и слоем материала от 30 до 80 мм и нормальных условиях в соответствии с ГОСТ 8.395-80 не превышают: ● для зольности от 5 до 20% ● для зольности от 20 до 35% ±0,8% ±0,08 ⋅ А d * * А d — текущее значение зольности топлива, %. Таблица 1. Основные характеристики комплекса РИВК-1 Рис. 1. Гамма-датчик зольности ГДЗ-7683