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淺析雷達料位計在氧化鋁核料位檢測裝置中的地位

作者: 來源: 發布時間:2019-12-28 14:28:20

    摘  要 :在氧化鋁生産過程控制中,溶出閃蒸槽料位測量是氧化鋁生産中料位測量的難點,核料位計的應用極大改善了這一狀況。随着國内環保和安監管控力度的加大,審批難度增高及後期運維成本的提高,新建氧化鋁廠企圖放棄這一好的測量方式,本文通過分析兩種液位測量形式,提出合理的液位測量替代方案。

    美女人体邪恶动图态采用拜耳法生産砂狀氧化鋁,溶出是其中的一個重要環節,其作用是用苛性鈉溶液把鋁礬土中的氧化鋁溶解出來,溶出的過程是在高溫高壓的保溫罐中反應,溶出的礦漿要經過多級閃蒸器逐級降溫降壓,控制好閃蒸器的高低液位,對于安全生産有着重要的意義。我公司溶出機組自一級閃蒸器礦漿溫度 :140℃,壓力 :0.22mpa,具有強腐蝕性,易結晶,蒸汽大的特性,閃蒸器液位測量使用的是 γ 射線核料位計,在投運以來,液位測量效果顯著。因核料位計屬于特殊管控危險源,射源對周邊環境存在輻射污染,近幾年國内環保及安監部門對其管控力度加大,在手續審批辦理上難度提高,運維的成本及後期安全環保的投入相對提高,國内外新建公司都在尋求好的液位測量替代産品,企圖棄用同位素儀表。

    1 γ射線料位檢測裝置工作原理及危害
    1.1 γ射線料位檢測裝置工作原理
    基本射線衰減規律遵從下式 :i=i0e-μh 式 中 :i0、i 是料位高度分别為 0 和 h 時探頭處的射線強度 ;μ為物料對γ射線的線性吸收系數。由放射源射出的射線,經過設備和被測介質後,被探測器所接收,并把射線強度轉化成電信号,經放大器放大後送入顯示儀表進行顯示。隻要測定通過介質後的射線強度 i,就可知被測介質的厚度 h,即物位的高度。γ射線料位計是利用γ射線能夠穿透物質,并在物質中減弱的特征,對物位進行檢測。

    1.2 γ射線的危害
    在接觸電離輻射(γ 射線)的工作中,如防護措施不當,違反操作規程,人體受照射的劑量超過一定限度,則能發生有害作用。在電輻射作用下,機體的反應程度取決于電離輻射的種類、劑量、照射條件及機體的敏感性。電離輻射可引起放射病,它是機體的全身性反應,幾乎所有器官、系統均發生病理改變,但其中以神經系統、造血器官和消化系統的改變最為明顯。電離輻射對機體的損傷可分為急性放射損傷和慢性放射性損傷。短時間内接受一定劑量的照射,可引起機體的急性損傷。而較長時間内分散接受一定劑量的照射,可引起慢性放射性損傷,如皮膚損傷、造血障礙,白細胞減少、生育力受損等。另外,輻射還可以緻癌和引起胎兒的死亡和畸形。因随機性效應的存在,從事伴有電離輻射的實踐活動工作人員,危險性較公衆要有所升高。

    2 液位測量替代方案
    2.1 核元素替代方案
    此方案采用 na-22核素作為 cs-137 或 co-60 的替代品,該類核素放射性活度≤ 1×106bq,屬于v類以下放射源。低于國家标準 gb18871-2002《放射性防護與輻射源安全基本标準》,相對于人體無傷害,對環境無污染,因此不受國家環保及公安,衛生等各個部門的監控。

    2.1.1 方案優點分析
    (1)許可證辦理方面 :由供貨單位提供豁免手續,使用單位無需辦理輻射安全許可證,這意味着使用單位無需建設專用的放射源庫房,無需辦理環評和驗收手續。(2)安全投入方面 :使用單位無需安裝強制性的與公安監控網絡聯網的監控系統。(3)美女人体邪恶动图态1後續運維方面 :使用放射源單位不需要建立放射源管理機構以及管理制度等體系,維護人員無需取得輻射從業資格證書。使用單位無需采購防護服,輻射檢測儀,個人輻射劑量美女人体邪恶动图态2計等防護檢測裝置。(4)儀表性能方面 :可測量連續料位、高低限位、厚度、界面和密度等過程參數,實現了傳統核儀表的功能。

    2.1.2 方案缺點分析
    (1)na-22 的配套核儀表生産廠家數量極少,整套的儀表較傳統核儀表價格昂貴。(2)na-22 的活度低,對于管徑大、壁厚大、介質密度大測量靈敏度相對較低,測量的準确性相對較差。(3)氧化鋁行業暫時沒有大規模使用業績,對于儀表无遮无挡美女真人动态图片3的耐用性及适用性無法系統評估與考量。(4)na-22 的半衰期為 2。6年,每三年需要更換一次射源,更換一次射源費用在幾萬左右,後期運行費用高。此方案中 na-22 核儀表的局限性和不确定性,會随着行業應用逐漸明朗,據了解目前國内已有新建的氧化鋁公司采用了這一方案,已運行的氧化鋁廠也有在試用該類儀表,這說明行業内對于危險源的替代已經開始在進行嘗試,尋求更安全、環保的核素替代勢在必行。

    2.2 雷達液位計替代方案
    此方案采用超高頻雷達料位計作為核儀表的替代品,根據連通管的測量原理 :在管路中為同一種液體的前提下,在液體不流動時連通器内各容器的液面无遮无挡美女真人动态图片4總是保持在同一水平面上 ;在罐體的一側安裝一根連通管路,通過雷達料位計測量外部連通管内的料位高度,從而實現罐内的料位的檢測。

    2.2.1 方案實施
    (1)設備要求 :1台德國vega,vegaplus 64 高頻雷達,檢測波束角(發射角)3°,頻率為80mhz(頻率越高穿透力越強),dn200 pn16 法蘭連接,該雷達出廠參數 :工藝溫度範圍:-196~200 ℃,過程壓力範圍 :-1~25bar,測量範圍 :0~30m,滿足溶出低壓閃蒸罐對于壓力和溫度的要求。(2)材料準備 :3 片 dn200 pn16 的焊接法蘭,相配套的強度 8。8 級的螺栓若些根,長度 3000mm 的 dn200 碳鋼圓管一根。

    2.2.2  設計安裝要求
    (1)設計要求 :要求閃蒸罐生産制造廠家預留有高度相差 2米的盲闆法蘭,下法蘭要求在閃蒸罐錐帽上部,确保最低料位要淹沒錐帽,防止對錐帽造成異常磨損。

    (2)安裝細則 :如圖 1 所示,具有相關作業資質的焊接人員提前焊接連通管路,下部連通管焊接過程中要有上傾角度,這種設計能有效的延緩積料的出現 ;連通橫管段和豎管段采用法蘭對接式,方便在管路出現堵料的情況下拆卸清理。雷達液位計的安裝要水平置于管路的中心位置,确保雷達波能無遮擋的發射到豎管段底部,必要可以加裝墊片進行微調。

 

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    (3)參數設置 :現場雷達料位計接入信号電纜和供電電纜後,通過調試電腦對雷達料位計基本參數進行設置,量程值設置為 2 米,盲區暫設為 0.2 米,其餘參數依據需求進行選擇配置。

    (4)調試 :常壓下向罐内開始進水,持續觀察料位計的指示值。通過對其進行空罐、滿罐等不同位置的各個測量值的對照,不斷調整雷達料位計的安裝角度和相關參數值的設定,最終滿足生産控制的要求為止。

    (5)投運評測 :溶出機組開美女4565車,閃蒸罐進料,要在後台依據罐内的壓力、溫度參數,結合日常操作經驗,對照料位計的反饋值,對此次改造做一個周期性的評測。

    2.2.3 方案優點分析
    (1)雷達料位計測量對環境不污染,更加綠色環保,且不需要進行環境評估。

    (2)采用連通管測量,使得管内的液面更加平穩,測量工況的改良更有助于雷達料位計測量的穩定與準确性。

    (3)周期性維護清理便捷,法蘭式的連接方式更易于定期對積料進行清理 ;dn200 的大口徑管路設計亦能有效的避免周期内出現管路完全堵塞的現象。

    (4)設備調試方便,通過設備自帶的調試軟件,可在線做回波曲線抑制、阻尼時間設置等。

    2.2.4 方案缺點分析
    (1)受限于雷達料位計的測量技術,安裝不當或參數設置不當時,雷達料位計波易出現雜波的幹擾,液位的測量易出現波動。

    (2)長時間的運行周期或周期性的不對其拆卸清理,易出現連通管堵料情況,影響雷達料位計的測量。

    此方案依賴于連通管徑的選擇和下連通管的上傾角度,這個要依據現場介質工況綜合考慮 ;對于雷達料位計要選擇超高工作頻率,波束角會越小,産生的雜波幹擾越少 ;以上幾點注意到了,在實際應用中的穩定性會提高很多。

    3 結語
    現階段國産鋁土礦品味的下降,國外礦石限制出口等因素的影響 ;借着國家“一帶一路”戰略的實施,國内的幾大氧化鋁公司陸續考慮或已在國外建廠。因國外的環保、安全等政策的不明朗,傳統核料位計的應用受到很大制約,本文探索的替代方案或許能很好的解決這一難題。

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