[发明专利]尿素合成塔用放射线液位计标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及液位计标定方法，属于液位探测领域。

背景技术

利用同位数技术，通过核辐射检测进行工业测量的仪表称为核辐射仪表，亦称放射性仪表，可实现非接触测量。应用最普遍的是放射性液位计。

放射性液位计是基于“射线吸收原理”。放射性同位素Co60或Cs137衰变时可产生γ射线，γ射线穿透物质时，由于光电效应、普康顿效应和电子对的生成，γ射线将被物质的原子散射和吸收，造成γ射线衰减。实践证明，射线的强度按指数规律减弱，有如下关系式：

式中：I—衰减后辐射的强度；I0—入射时的辐射强度；e—自然对数的底；μm—物质质量吸收系数，与辐射源类型有关；ρ—物质的密度；d—被穿透的物质的厚度。

采用核辐射检测器（闪烁计数器或离子室）检测穿透物质后剩余的γ射线，将其转换为电量的变化，并通过电子电路处理，就可测出被测液位。

放射性液位计有着本身的特殊性和应用于特殊场合，非接触式物位测量，介质温度、粘度、腐蚀、形态等物质特性对测量结果没有影响，有高可靠性和免维护特征，但其辐射的安全防护和辐射源对环境的影响仍是需要特别注意的问题。

大多数尿素生产企业目前都是采用荷兰斯塔米卡邦尿素工艺，放射性液位计用于其核心设备汽提塔和合成塔液位的测量（本标定方法运用于合成塔时几乎无偏差，所以，此次讨论仅以合成塔为例）。

合成塔是尿素装置中生成尿素的设备，它是一个长的立式反应设备，反应混合物自下而上通过。在温度180～186℃和13.5～14.5MPa压力下，将甲铵转化为尿素，再从内部溢流管离开，反应混合物中的气体从塔顶部离开。合成塔的容积须保证反应混合物有足够的停留时间（停留时间约为1小时），以达到所要求的转化率。所以对合成塔液位控制的精度要求较高，塔内的液面必须保持比溢流管口稍高一些，此液面用放射性液位计测量，射线液位计采用德国伯托公司的产品，主要由一个Co60棒状射源，一个探测器和一台主机组成。

由于放射线在长期使用后射线会不断衰弱，因此，需要定期对放射线液位计进行标定校对工作，根据原化学工业部《设备检修维护规程》第四部分上册仪器仪表部分相关规定，射线液位计的检修校准周期为12个月，结合公司生产实际，校准周期一般为一个大修周期。

德国伯托公司的射线液位计支持两点标定法，即只需要输入最低液位和最高液位时γ射线强度所对应的参数值，其主机就可以根据预先设计的算法计算出一条直线对应液位的范围，完成校准工作。所谓校准工作，就是通过一些方法确定设备最低液位和最高液位所时γ射线强度所对应的一个参数值，同时确定测量的线性度是否符合要求，即液位0%、25%、50%、75%和100%的线性度。

现有测量合成塔最低液位时γ射线强度所对应的参数值的方法如下：在非工况下，由于无法满足工况下的最低液位条件（工况下最低液位时，合成塔顶部气相介质比较复杂，除NH3和CO2外，还有O2、N2，微量的CH4、H2等惰性气体），一般采用铅板模拟工况下的最低液位条件。即根据工况条件下气相介质比重计算出对应的铅板厚度，将铅板垂直挂在合成塔与射线探测器之间模拟最低液位，在主机上读取此时γ射线强度所对应的参数值。上述方法是目前合成塔最低液位时γ射线强度所对应的参数值的主流测量方法，但上述方法主要存在如下量大缺陷：1）挂铅板时操作人会离射源较近，会影响人体健康，即便防护措施做得非常好，也存在较大的安全隐患；2）、所测得的参数值为理想状态下的一个定值，与实际工况时对应的气体密度值存在偏差，导致测量存在一定的偏差，标定不够准确。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种尿素合成塔用放射线液位计标定方法，以解决现有尿素合成塔用放射线液位计标定方法在测量合成塔最低液位时γ射线强度所对应的参数值时，采用铅板模拟工况下的最低液位条件，在挂铅板时，操作人离射源较近，存在安全隐患，影响人体健康，同时，所测得的参数值为理想状态下的一个定值，与实际工况时对应的气体密度值存在偏差，导致测量存在一定的偏差，标定不够准确的问题。