發(fā)布時(shí)間：2020-08-05 20:27

【摘要】：火電廠中對(duì)料倉(cāng)、灰斗料位的快速、可靠檢測(cè)是電力生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。無(wú)源核子料位計(jì)通過(guò)探測(cè)物料中微量伽瑪射線照射量率隨時(shí)間(料位)的變化,進(jìn)而獲得料位的變化信息,由于不使用放射源,在火電廠電除塵、除灰系統(tǒng)料位測(cè)量中有著十分明顯的優(yōu)勢(shì),不但避免了其它方法存在的易掛料、易損耗及容易誤報(bào)等缺點(diǎn),而且具有非接觸式測(cè)量、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)費(fèi)用低、測(cè)量精確、安裝簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。但無(wú)源核子灰斗料位計(jì)也存在不少問(wèn)題,如:(1)料位計(jì)刻度過(guò)程中需要人工測(cè)定料位高度,難度大,準(zhǔn)確性差,不能自動(dòng)刻度。(2)忽略了煤灰中放射性活度變化對(duì)料位測(cè)量的影響,造成料位測(cè)量誤差,導(dǎo)致料位誤報(bào)甚至發(fā)生事故。(3)煤灰的放射性較弱時(shí),料位測(cè)量精度較差。因此,對(duì)無(wú)源核子料位計(jì)自動(dòng)刻度技術(shù)、誤漏報(bào)處理技術(shù)、放射性活度變化的校正技術(shù)等技術(shù)難題展開(kāi)研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文取得的主要成果和創(chuàng)新性如下:(1)提出“四聯(lián)組合探測(cè)”的料位測(cè)定方法,解決了無(wú)源核子灰斗料位計(jì)受物料放射性活度變化的影響和自動(dòng)刻度的難題。(a)設(shè)計(jì)了四聯(lián)組合探測(cè)和“等高多級(jí)測(cè)量模式”,利用相鄰級(jí)聯(lián)探頭的吸收劑量率比與料位的關(guān)系曲線和參數(shù),完成料位計(jì)的在線刻度,避免了“停工”標(biāo)定,提高了工效。(b)有效地校正了物料中放射性活度變化造成的料位測(cè)量誤差,提高了無(wú)源核子灰斗料位計(jì)的測(cè)量精度和料位定位準(zhǔn)確性。由于影響煤灰的放射性因素很多,各地或者不同時(shí)期煤灰的放射性活度都有所差異,容易造成測(cè)量誤差和誤報(bào)。采用四聯(lián)組合探測(cè)和等高多級(jí)測(cè)量模式,在煤灰的放射性活度發(fā)生變化時(shí),可以根據(jù)刻度曲線自動(dòng)進(jìn)行校正或者自動(dòng)重新刻度,有效地降低了因粉煤灰中放射性活度的改變所帶來(lái)的影響。既節(jié)省了反復(fù)繁冗的刻度程序,也提高了刻度的準(zhǔn)確性,避免誤判,并能提高測(cè)量精度。研究結(jié)果表明:當(dāng)物料的放射性活度增大1倍,“四聯(lián)組合探測(cè)”方法的料位誤差降低至1.1%～5.4%之間,比傳統(tǒng)方法的料位誤差(12%～57%)明顯減少。當(dāng)物料的放射性活度減小1倍時(shí),“四聯(lián)組合探測(cè)”方法的料位誤差降低為-1.7%～-7.6%之間,比傳統(tǒng)方法的料位誤差(-25%～-43%)明顯減少。(2)經(jīng)理論計(jì)算和蒙特卡洛模擬,得出了晶體尺寸為φ7.62×7.62cm3的閃爍探頭的最佳探測(cè)角度為30°,使探測(cè)靈敏度比常規(guī)安裝方式提高了 17%。當(dāng)料位探測(cè)器與水平位置的夾角為30度時(shí),探測(cè)界面能量積分流量值最大;當(dāng)夾角從0度變化到90度時(shí),探測(cè)界面能量積分流量先從低到高變化,達(dá)到峰值后又逐漸降低。最低值為90度角時(shí)測(cè)量值,其與最大值相差達(dá)一倍左右。(3)運(yùn)用蒙特卡羅方法建立了電除塵灰斗無(wú)源核子料位計(jì)的整體模型,在30度最佳探測(cè)角度條件下,模擬出吸收劑量率隨灰斗內(nèi)料位高度的關(guān)系曲線圖。根據(jù)低位料位計(jì)和高位料位計(jì)的吸收劑量率變化曲線,利用二階導(dǎo)數(shù)法可得出灰位的變化趨勢(shì),由此得出高低料位開(kāi)關(guān)點(diǎn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的料位計(jì)系統(tǒng),當(dāng)灰位到達(dá)100cm時(shí),低位料位計(jì)(位于灰斗高度90cm處)吸收劑量率的變化率最大,即100cm處為低位開(kāi)關(guān)點(diǎn)。當(dāng)灰位到達(dá)300cm時(shí),高位料位計(jì)(位于灰斗高度270cm處)吸收劑量率的變化率最大,即300cm處為高位開(kāi)關(guān)點(diǎn)。(4)建立了灰斗伽瑪場(chǎng)分布的計(jì)算公式,計(jì)算了倒四棱臺(tái)灰斗中粉煤灰的吸收劑量率,與利用蒙特卡羅模擬結(jié)果的相對(duì)偏差均在10%以內(nèi)。(5)實(shí)驗(yàn)表明,蒙特卡羅料位變化模擬曲線與實(shí)測(cè)曲線吻合良好,料位測(cè)量結(jié)果與蒙卡模擬結(jié)果的相對(duì)偏差小于10%。(6)基于Labview平臺(tái)開(kāi)發(fā)了四聯(lián)組合探測(cè)的無(wú)源核子料位計(jì)應(yīng)用軟件,實(shí)現(xiàn)灰位變化曲線測(cè)量、灰位監(jiān)測(cè)、料位報(bào)警、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢等功能。論文完成了火電廠電除塵裝置中無(wú)源核子灰斗料位計(jì)中關(guān)鍵技術(shù)的理論研究和蒙特卡羅模擬,取得了預(yù)期成果。但由于時(shí)間限制,對(duì)無(wú)源核子灰斗料位計(jì)的環(huán)境本底影響修正問(wèn)題還沒(méi)有進(jìn)行深入研究,有待在今后的進(jìn)一步研究中完成。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL81;TP311.52
【圖文】：

圖１－２傳統(tǒng)料位測(cè)定方法示意圖逡逑“四聯(lián)組合探測(cè)”方法是在高低料位料位計(jì)的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)輔助料位計(jì)逡逑（如圖１－３所示），用來(lái)進(jìn)行高低料位計(jì)的自動(dòng)刻度，不需灰斗停止工作，節(jié)省逡逑刻度時(shí)間，提高刻度精度。利用級(jí)聯(lián)料位計(jì)探測(cè)數(shù)據(jù)的比值和對(duì)應(yīng)料位高度進(jìn)行逡逑曲線擬合，得到擬合參數(shù)，完成刻度。根據(jù)放射性累積原理以及體源的Ｙ場(chǎng)分布，逡逑可以得出粉煤灰放射性強(qiáng)度與粉煤灰的含量和粉煤灰的放射性活度成正比。利用逡逑級(jí)聯(lián)料位計(jì)探測(cè)到的射線強(qiáng)度數(shù)據(jù)比值能有效地消除粉煤灰中放射性活度變化逡逑所導(dǎo)致的測(cè)量誤差。四聯(lián)組合探測(cè)料位測(cè)定方法還能實(shí)時(shí)跟蹤煤灰放射性活度變逡逑化情況，自動(dòng)修正刻度系數(shù)，完成自動(dòng)刻度。逡逑ｕ邐Ｔ］－：：逡逑＼邋＼邐／邋／邐４號(hào)輔助料位計(jì)逡逑＼邋＼ｒ：：ｙ邋—＇■＇：—＂…／邋／邐高料位料位計(jì)逡逑Ｉ邋ｉ邋－，逡逑＼邋＼邐／邐／邐２號(hào)輔助料位計(jì)逡逑＼邋＼邐／邐ｒ邐逡逑＼＼邐Ｉ邐一邐低料位料位計(jì)逡逑ｕ邐ＬＩ邋一？逡逑圖１－３四聯(lián)組合探

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來(lái)自自然界中的三個(gè)天然放射性系列，即鈾（Ｕ）系列，釷（Ｔｈ）系列和錒鈾（ＡｃＵ）系逡逑列，以及長(zhǎng)壽獨(dú)立放射性核素，如鉀（４ＱＫ），銣（８７Ｒｂ）等。其中，鈾系（衰變綱圖如逡逑圖２－１所示）的主要７輻射體有鈾組中的２３４Ｔｈ（Ｙ輻射能量只占鈾系７輻射總量逡逑的１％），鐳組的２１４Ｐｂ和２１４Ｂｉ（Ｙ輻射能量分別占鈾系ｙ輻射總能量的１２．４％和逡逑８５．５％），而最有意義的幾種邋ｙ邋射線能量有邋０．０９３ＭｅＶ（２３４Ｔｈ）、０．３５２ＭｅＶ（２１４Ｐｂ）、逡逑１．１２ＭｅＶ邋和邋０．６０９ＭｅＶ（２１４Ｂｉ），１．７６４ＭｅＶ（２１４Ｂｉ），其中邋１．７６４ＭｅＶ邋在邋ｙ邋射線能譜逡逑分析中可作為鈾系的特征射線，具有很重要的意義［２１。逡逑鈾系衰變圖Ｉ邐邐邐邐邐逡逑２３４邋Ｔｈ邋—？邋２３４邋Ｐａ邋邋＾邋２３４ｙ逡逑２４．１ｄ邐＇ｆｉＴＳｈ＂邐２．４５ｘｉ0＊ａ逡逑邐邋邐邐＾逡逑，｜邋表示邐｜邐ｆ＾Ｔｈ逡逑Ｉ邐１邐７．７Ｘ１０＊３逡逑—丨表示ｇ愛(ài)＾丨邐邐＾３逡逑２２６Ｒａ逡逑１６００ａ逡逑邐邐逡逑２２２Ｒｎ逡逑３．８２４ａ逡逑邐—逡逑２？ｐ0邋Ｊ邋２１８Ａｔ逡逑３０．０５ｍｉｎ邐２ｓ逡逑邐＾邋￣￣逡逑２１４ｐｂ邐２１４ＢＪ邐２１４ｐ0逡逑２６－Ｓｍｉｎ邋一邋１９．７ｍｉｎ邋￣＂邋１．６４ｘｉ0－？ｓ逡逑＾邋￣邋邐逡逑２１0ｎ邋２１0Ｐｂ邐２１0Ｂｉ邐２１0Ｐ0逡逑１．３０ｍｉｎ邋—＊＊邋２２．３ａ邋￣５．０１邋ｄ邐１３８．４ｄ逡逑２０６Ｔ！「

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781831