Описание измерительно-вычислительного комплекса для бесконтактного контроля качества твёрдого топлива. Описание работы системы

Содержание:

Введение                                                                                                     

1.Описание измерительно-вычислительного комплекса для бесконтактного контроля качества твёрдого топлива

2. Описание работы системы                                                                                                       

3. Подбор элементов и расчет надежности                                                                                                 

4. Расчёт надёжности информационной части системы                                                                                                   

Список литературы                                                                                                  

Введение

Наряду с дальнейшим совершенствованием оборудования и существующих технологий по обогащению и переработке твёрдого топлива важнейшим направлением повышения качества конечного продукта является автоматизация производства на основе применения новейших измерительно-вычислительных комплексов для контроля и оптимального управления технологическими процессами.

Основными показателями, определяющими качество рядового угля, концентрата, шихты для коксования, кокса, коксика и др., являются зольность, влажность и плотность. Наиболее важным и трудно осуществимым следует считать их непрерывный и одновременный бесконтактный контроль в технологических потоках, который позволяет снизить до минимума погрешность представительности, вносимую в процессе отбора и разделки проб, и транспортное запаздывание (время от начала отбора пробы до момента получения результата). Экспресс-информация о параметрах топлива даёт возможность оперативно управлять процессами обогащения, шихтовки, коксования и т.д. и вести автоматический учет качества производимой, получаемой и отгружаемой продукции. Совмещение контроля трёх показателей качества во времени и пространстве также позволяет повысить взаимную достоверность трёх результатов, полученных в одно и то же время в одной и той же точке контролируемого объекта.

Проблема оперативной оценки качества угольной загрузки особенно актуальна при реализации в промышленности высокоинтенсивных непрерывных способов коксования. Так, например, при получении кокса методом термоокислительного коксования на цепных колосниковых решётках удельная производительность установки более чем в 20 раз превышает соответствующий показатель для современных камерных печей периодического действия и более чем в 5 раз — для коксовых печей с вращающимся подом.

В настоящее время как в Республике Казахстан, так и за её пределами ведутся интенсивные исследования по созданию инструментальных методов и средств экспресс-контроля качества угля и продуктов его переработки. Анализ развития поточных методов контроля влажности и плотности твёрдого топлива показал, что наиболее широкое распространение на предприятиях горно-металлургического комплекса нашли методы, использующие нейтронные источники излучения, так как в настоящее время приемлемой альтернативы им нет [1-5].

Нейтронные методы определения влажности и насыпной массы сыпучих материалов основаны на регистрации нейтронов, замедлившихся в результате взаимодействия с ядрами атомов водорода контролируемого материала при облучении его быстрыми нейтронами. Нейтронные влагомеры и влагоплотномеры отличаются широким диапазоном и быстротой измерения. Кроме того, благодаря высокой проникающей способности нейтронов обеспечивается интегральная оценка влажности в сравнительно большом объеме 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 техническую задачу. Это связано прежде всего с тем, что твёрдое топливо весьма неоднородно по своим физико-химическим свойствам и не существует физических эталонов зольности. Все известные методы измерения зольности можно разделить на разрушающие и неразрушающие. Разрушающие методы характеризуются химическим или температурным разделением топлива на горючую (органическую) и негорючую (минеральную) части. В неразрушающих методах измеряется какая-либо физическая характеристика топлива, функционально связанная с содержанием в нём минеральных примесей (зольность).

1. ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗОЛЬНОСТИ ТВЁРДОГО ТОПЛИВА

Наиболее перспективны, с точки зрения построения надёжных и высокоточных приборов контроля зольности топлива, ядерно-физические методы. Их главные преимущества — бесконтактность, скорость, высокая точность и большая представительность оценки. В основу ядерно-физических методов контроля зольности топлива положены различные эффекты взаимодействия ионизирующих (бета-, рентгеновское, гамма-, нейтронное) излучений с контролируемым материалом. При этом регистрируются интенсивности либо прошедшего, обратно рассеянного и флуоресцентного излучения, либо инициируемого нейтронами различных энергий вторичного ионизирующего излучения.

При инструментальном контроле зольности угля наиболее широкое распространение получили ядерно-физические методы, основанные на использовании гамма-излучений. Анализ многочисленных публикаций, касающихся этого вопроса, и информации о внедрениях показывает, что наибольшее распространение получили изотопные приборы, в которых используются источники из америция-241 (Am), излучающие гамма-кванты с энергией 60 кэВ и периодом полураспада порядка 450 лет. Такие методы широко применяются в Республике Казахстан и в основных